BIM技术在公路工程设计中的应用分析

发表时间：2020-05-09T11:16:48.570Z 来源：《工程管理前沿》2020年2月5期 作者： 马洪昌 陈吉祥[导读] 近年来，我国的交通行业有了很大进展，公路工程建设越来越多

摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，公路工程建设越来越多。公路工程是国民性基础工程，是交通运输行业重要载体，直接影响交通运输行业发展。所以，应对公路工程施工质量引起一定重视，深入探究、创新公路工程管理以及施工技术，实现公路工程的高质、高水平发展。BIM技术是一种新型三维立体建模技术，已经被广泛应用于公路工程施工之中，但是，由于我国BIM技术起步较晚，尚处于初步探索阶段，需要在实践中不断改进，完善BIM技术在公路工程中的应用，推动我国公路事业实现更好、更快的发展。本文结合BIM技术的定义与特点，深入分析了BIM技术在公路工程设计中的具体应用，为推动BIM技术形成完善体系，提升我国公路工程质量提供了宝贵的借鉴性经验。

关键词：BIM；公路设计；应用研究 引言

现阶段，BIM技术在我国公路工程建设中的应用技术，还不是特别的成熟，同时，我国公路设计人员在公路工程设计中，对BIM技术没有充分的了解和应用。因此，本文阐述了BIM技术在公路设计中应用意义，想让更多的公路工程设计人员对BIM技术有一个深刻的认识，并且在公路设计中合理的去应用BIM技术，从而推动我国公路工程的可持续性发展。 1BIM技术内涵

BIM是Building Information Modeling建筑信息模技术的缩写，引用美国国家标准（NIBS2008）：对于一个建设工程项目来说，BIM通过应用标准化的计算机可识别的数字信息模型，优化改进项目的规划、设计、施工、运营（及维护）等一系列的工作流程。这个数字信息模型以工程设施的三维几何信息为基础，聚合了该工程项目全生命周期中产生的尽可能多的数字信息。BIM的本质是工程数字化，从需求导向来看，公路工程BIM的雏形起源于两条主线，其一是为了解决二维图表的局限而衍生出来的三维技术，其二是为了解决信息化而提出的建筑信息系统。在公路工程设计过程中，通过工程应用软件和信息化系统的数据协同共享工作来实现BIM。 2公路设计存在的问题

公路设计存在的主要问题有以下几个方面：（1）管理缺乏协同性。针对同一公路工程项目，如果在遇到某些突发性问题时，单位与设计单位之间缺乏协同性会导致相关信息出现误差，进而对问题的处理结果出现一定程度的干扰。（2）信息缺乏时效性。公路设计阶段涉及的钻孔、材料等费用计算结果一般会受到等各种外界因素影响，这就使得材料指导价格和材料市场价格可能出现较大的偏差，使得我国传统公路工程设计过程中的造价信息与实际情况存在一定的差距。（3）设计成果共享性差。公路设计工作繁琐，各参建单位之间往往可能出现建设信息混乱、信息传递不畅等问题，从而引起设计成果不能得到及时沟通，影响了公路工程建设质量。 3公路设计中BIM技术的运用 3.1前期准备设计阶段应用

前期的公路工程准备阶段主要包括工程可行性研究与设计两大环节，设计环节又包括初步设计与施工图设计。不同环节的工作有差异化的目的，对此，BIM技术的应用侧重点亦应有所区别。工程可行性研究环节是以路线布局为工作中心，利用BIM可视化，及时发现和调整路线布局中存在的线路错乱和环节遗漏。另外，还要加强施工图设计工作，做到整体路线方案完善和优化，以BIM技术中所具有的协同性及优化性特点为支持，大幅度降低设计中的工作量。 3.2公路构件结构树的建立

在公路设计中，应用BIM技术，最为关键的就是构建完善公路构建结构树系统，将各个施工环节、原材料使用情况、具体人工安排等清晰的规划在结构树的系统之中，有利于对公路工程整体实现动态控制，实现对公路共工程数据信息的集中掌控，提升公路工程管理水平。在构建公路构件结构树时，应注意立足于公路工程整体，对公路工程按照不同的施工环节进行构件拆分。一般将公路工程构件拆分分为四个层次：①对公路工程实际情况进行全面勘察，例如：施工地段地形地貌、水文地质条件等，结合不同施工条件，对公路施工环节进行划分；②对以施工缝为界的功能组合进行细化；③进行工程量清算，重置工程资源配置，优化设计方案；④进行项目工程建模，按不同施工环节进行构件的细化分配，将各个构件整合在一起，完成公路工程构件结构树的构建。 3.3工程可行性环节应用

工程可行性分析需要论证公路工程项目是否可行，只有明确该项目确实具有可行性，才有可能进一步开展后续工作。作为线性工程，公路工程在施工过程中所涉及的施工范围很广泛，通过对地理环境条件的收集与分析，能够在一定程度上得出项目可行与否的判断结果，因而地理环境条件通常是一项必须考虑的因素。在公路工程建设与管理中，对BIM技术的应用要首先从建模开始，通过一系列的数据采集建立DEM/TIN模型，可以直观地展示施工或管理环境下所有地质地形等特征，为设计与施工人员提供便利与帮助，使其更好地规划路线布局与施工方案。在三维地面模型建立完成之后，进一步进行路线规划和选线方案模型的建立。利用BIM的仿真模拟技术进行可行性模拟计算，把复杂的工作进行结果的数据化和具体化，提高了工作效率，节省了人工时间。 3.4方便修改公路工程设计和信息化管理

在设计过程中，对设计中的各个构件进行检查，从而使公路设计方案能够在实际中施工，BIM技术不仅可以让建筑模型修改起来方便以及高效简单，并且在施工过程中如果发现地质条件与方案设计有不符合之处，可以随时对设计施工方案进行调整和修改，通过设计修改和三维模型调整修改进行方案优化。BIM技术在公路工程设计中应用，不仅方便随时修改方案设计，还方便信息化管理，通过BIM技术，进行模拟设计方案，借助计算机平台进行信息管理和资源共享。 3.5方案比选

传统公路勘察设计中由于设计人员的水平差异，常会遗漏有重要价值的路线走廊带方案，方案比选带有较大的人为主观性，路线方案平纵横组合设计考虑不全，造成工程规模大。利用BIM三维数字模型结合GIS、三维智能选线技术，能有效解决传统公路勘察设计中方案比选不足和路线方案待优化等问题。在三维数字BIM数模中，计算机自动通过三维平纵定线及立体模型分析选出多条有比较价值路线走廊方案，利用海量约束条件、人工智能算法构建多目标函数来优化路线，同时BIM技术可以实现一键完成工程量统计和工程造价计算。路线方案中存在更多不影响路线走廊带的优化方案，比如精确避障、改善线形指标的均衡性连续性，或者在满足约束条件的同时能节省工程量等

等，这些都是传统勘察设计依靠手工调制所难于精确化的。 结语

综上所述，BIM技术是一种新型的三维工程建模技术，广泛应用于各个行业之中，尤其在公路设计中取得了一定的成绩，所以，应该重视BIM技术在公路设计中的应用，为提升公路设计水平提供强有力的技术支持，推动我国公路行业实现健康、可持续发展，加快我国城市化建设，提升国家整体竞争力。 参考文献

[1]徐高丰,曾娟.BIM技术在公路设计中的应用研究[J].交通世界,2018(33):78~80.

[2]何晓君.BIM技术在公路设计中的应用价值研究[J].公路交通科技(应用技术版),2018(8):85~87. [3]车爽．BIM技术在铁路信号工程设计中的应用[J]．铁路技术创新，2017（1）：69-71.

[4]周冬.基于BIM的桥梁全生命周期施工安全管理模型研究[J].自动化与仪器仪表，2019（2）：26-28.

[5]孙建诚，李永鑫，王新单．BIM技术在公路设计中的应用．重庆交通大学学报：自然科学版，2017，36（11）：23－27．