道路工程中BIM应用技术

张茂林

摘要：随着城市发展的不断加快，我国的道路工程的发展也日新月异。BIM是科技发展的最新成果，给工程界带来了新的变革。结合BIM技术的特点，将道路工程作为研究对象，通过对具体方面的应用进行分析，明确认识到BIM技术能够很好地满足道路工程在新时代下的理念需求，推动道路工程建设的全面发展。

关键词：道路工程；BIM应用；技术

引言

BIM是代表建筑信息模型（BuildingInformationModeling）的首字母缩略词，是一个借助三维数字化模型将工程项目的几何特性、构件要素、施工进度等信息集合在一起方便项目各方参与者进行协同作业以提高效率的共享平台，而不单单只是一个软件。BIM使用模型来传递信息，并体现出各方参与者协同作业而产生的巨大优势。美国总务管理局（GSA）自2003年起开始实施一项被称为3D－4D－BIM计划的项目。自2014年欧盟颁布了《公共采购指令》鼓励所有成员国采用BIM来提高公共项目的应用价值；其中英国于2016年明确授权国家投资公共项目需采用BIM技术进行；法国推行BIM国家数字化技术；德国建设改革委成立了BIM工作组，为德国制定BIM战略，并在项目上增加BIM的采用；奥地利已经出版了国家BIM标准。

1BIM的概念、特点和现状

1.1BIM的概念

BIM（BuildingInformationModeling/BuildingInforma－tionModel）是指以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础，通过数字信息仿真模拟建构筑物所具有真实信息的建筑信息模型。BIM通过三维数字技术，整合各种项目的相关信息，对工程项目进行数字化表达。BIM是一种工具，一方面工程人员可以通过它更好地理解工程信息，并做到科学应对，节约生产成本。另一方面设计团队、施工部门、管理机构可以借助它实现合作交流，提高生产效率。BIM又一种载体，是全球共享的知识资源，它包含了工程和设备的各种专业数据，并明确了工程和设备的属性。

1.2BIM的特点

BIM技术具有直观性、协同性、参数性、标准性和优化性五大特点：（1）直观性，通过对工程建筑进行构建，形成立体图，以实物状态展示给大家，让人们直观地对建筑进行设计、讨论和决策。（2）协同性，在施工前期，可以针对项目各个阶段的问题进行协调，综合对比得出数据。（3）参数性，利用参数对建筑进行描述，细化到建筑单元的真实组成结构，比如墙、门、窗台、立柱等。（4）标准性，由于BIM数据是共享的，所以必须遵照统一标准，这样不同的设备能够直接读取这些数据，实现信息有效地流通。（5）优化性，由于建筑工程需要不断升级优化，所以，BIM通过提供工程存在的问题，并提出优化措施，能够提高工程的效率。

1.3BIM的现状

因为，道路工程的建筑主体和实施对象一般都是几百公里的道路，这就要考虑地理环境的影响，比如桥梁、涵洞、隧道、天桥等情况，这些情况特点复杂，种类多变，使得BIM系统在这方面应用的程度比较低。加上工程方面牵涉的人员复杂，从决策投资到设计方案，从施工过程到监督管理，都是不同的人员对象，而这些人对于信息的需求不一致，也就对BIM的认识和依赖性不同，造成BIM推广应用遇到困难。由于BIM并没有专门针对道路工程的专门软件系统，在使用设计、计算、绘图的软件上，很难与BIM系统相匹配，造成使用效果不佳，造成信息分散，不能整合到一起。

2BIM在道路工程中的应用

2.1明确设计方向

BIM运用三维数字化的信息模型，能够很好地展示三维空间，避免过去在二维空间中数据的丢失和不准的情况，能够给大家展示真实的设计意图和工程完工时的样子，不易产生误解。而且模型和属性分门别类，一目了然，根据具体参数，能够清晰地表达具体复杂的问题。这一点在工程复杂度较高的建筑行业有了很好的应用，针对道路工程，由于复杂度相对较低，而且道路之间大同小异，这就使得工程更加依靠经验。但是随着经济发展和社会进步，道路工程变得复杂起来，在城市中，各种道路相互交叉纵横，加上一些结构复杂，造型独特的工程的出现，传统的设计手段已经跟不上时代了。由于施工方案一直以图纸为准，根据经验，容易造成审图不清的问题，在实际施工中施工不当，造成恶劣影响。通过BIM技术，可以提前发现存在的安全隐患和设计不妥之处，更容易让施工人员接受和理解，在施工阶段，对其中重要的工程段进行展示，可以将工程细分为子模型，将个别子模型再继续细分，例如道路中架设桥梁，就可以将桥梁分为主梁、盖梁、墩、系梁、承台、桩等，细至每个边坡、每个桥墩都是不同的子模型，在设计过程中对这些子模型进行设计和搭建，能够加深对设计的理解。

2.2提高分析能力

BIM的显著优势就是强大的分析能力，能够直观地理解道路的交叉分布情况，对工程进行分析论证和调整，提高施工的安全性和合理。加上BIM包含大量的数据信息，能够提供专业的分析和结论，更好地支撑道路工程的施工。由于道路工程影响因素较多，即使设计方案完美无缺，在准备的过程中还是会遇到这样或那样的问题，加上施工准备周期被压缩，需要加快建设水泥稳定土拌合站和沥青拌合站，建设过程中由于部件复杂，时间紧迫，稍有不慎就容易返工。而BIM技术与传统的拆装模式不同，能够直观展现安装顺序，并对部件进行调配，减少了重复作业的可能，缩短了安装时间，保证施工生产的正常进行。在应用BIM技术时，要先勘查现场情况，分析场地限制，排除安全隐患，让BIM技术发挥应有的功能。5年前，四川省交通运输厅交通勘察设计研究院组建专门团队研究BIM技术，如今，BIM中心的攻关已取得初步成果，并在全国交通系统率先将这一技术应用到公路设计上。如公路选线工作，电脑在1小时内可给出60种设计方案，并按照造价最省进行智能排序，而采用传统工作方式设计10个方案可能需要1个月的时间。BIM中心已开发的系统中，仅桥型就有100余种构件、20多种不同的隧道结构形式。目前，36个工可项目、22个勘察设计项目都已应用BIM技术，包括雅康、汶马、乐汉、仁沐新等高速。

2.3协调施工管理

随着道路工程的规模越来越大，难度越来越高，一个项目往往需要多个部门进行合作，这些合作经常是跨专业、跨领域、跨部门的，而BIM具有的强大的协同能力，正好有了用武之地。传统的模式，不同的人员之间的合作，主要是通过图纸拷贝，就是把图形文件复制进行传播，只能解决一些低级的问题，对于高要求的道路工程，无能为力。比如讲修路的交叉口、坡度问题交给不同的人，那么传统方法，这样的任务一般很难完成，因为平面图由很多关联的线条组成，还有必要的文字补充，这就让大家的成果不能很好地在图纸上体现。应用BIM技术之后，因为它里面有很多这样的模型，可以找到合适的，直接进行填充合并就可以了，不容易出错，合作起来还很方便。BIM能够把施工的各个部门连接在一起，加强各方的沟通，比如道路工程中，有做路基的，有做配电的，有做桥梁的，每个部门都有各自的进度安排，如果不进行沟通，容易造成资源浪费，出现施工重合的冲突。通过BIM，对各个部门的进度有了直观的了解，并根据相关的方案进行优化和改进，减少了拖延工期的现象。

结语

在道路工程建设蓬勃发展的今天，BIM凭借其高效、精准、迅速、直观的优势，在推动道路工程建设方面，起到了很好的作用。希望随着BIM技术的成熟发展，道路工程中的BIM应用会给人们带来更多的帮助。

参考文献：

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