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BIM技术助推山区公路建设

发布时间:2016年03月21日 18:37 来源:路桥科技
摘要:

文章介绍了BIM技术在山区公路设计及施工中的应用,同时提出BIM在山区公路中的应用存在的问题,并提出解决思路。最终对BIM在山区公路中的应用前景做了展望。

随着“美丽乡村”“和谐社会”等概念的提出,公路的设计不仅要考虑、经济、安全、舒适、经久耐用等内容,还要考虑山区公路的设计也应以“美丽公路”、“和谐公路”为出发点。在山区公路的建设中,山区公路的勘察设计是其施工的重要内容,其设计的科学性、合理性对整个施工的过程起到决定性作用。采用传统的2D设计容易出现遗漏、考虑不周,采用BIM可以通过模拟避免不必要的问题,节约时间及费用。

BIM(Building Information Model,建筑信息化模型)是包括建筑相关的工程信息的模型,其将三维数字技术应用于CAD技术中,其不仅提高了设计人员的工作效率,更是一种思维和模式的创新。BIM贯穿在整个工程建筑过程中,在设计、建设、运行、管理、维护整个周期中均发挥有效作用。在我国BIM近年来在机械、建筑行业中使用越来越广,由于山区公路自身的特点,BIM在山区公路的应用较少。

1 BIM在山区公路设计中的应用

BIM在山区公路设计中的应用,主要分为三个阶段:规划阶段、勘察阶段、设计阶段。

规划阶段:BIM在规划阶段不仅可以节约设计周期,并可以通过设定假设条件,使项目性能最优化。

勘察阶段:BIM在勘察阶段可使工作内容简化,节约时间。同时BIM完成所有工作任务在同一环境中,从原始地勘数据、最小二乘法计算、地勘资料的编辑,最后自动创建地形图;创建地形的过程中是以交互式方式进行,错开隐藏性问题,创建可以在项目中自动使用的点或曲面;以曲面为参考,可以生产与原数据保持动态关系的对象,并可以选择任意曲面生产模型。

设计阶段:通过建立道路模型可以有效地设计山区公路的模型,如:平面的交叉口的动态图。通过利用BIM内部的插件:人行道、车行道、车道组合、边沟等,可更快捷地设计环型路网,如路标和交通标志。根据直观模型可以更轻松地修改道路横断面,使设计优化。

2 BIM在山区公路施工中的应用

2.1 路基的进度模型

根据BIM数据库和原理核心模型,结合GIS数据进行分析,在山区公路建设数据库基础上,构建可视化三维地形平台,研发出GIS数据库与三维地形图的可视化联动平台,最终实现动态的系统功能。

2.2 路面的进度模型

山区公路路面结构层主要垫层、底基层、基层、面层组成,其中垫层的作用是防污、防冻、隔水、排水;底基层的作用为次要承重;基层的作用是承重;面层的作用是耐磨抗滑,因其直接与地面荷载相接处。其路面的进度可与三维地形图联动,实现路面的动态更新。

2.3 工程量的分析

山区公路工程的重要组成是土石方工程,土石方的填筑和开挖的计算方法主要有:格网法、截面法、图解法。但此三种方法都需要人工进行、计算精度较差,且工作量较大,因此,如何有效精确地计算土石方的量是非常重要的。

根据土石方计算的基本思路,利用BIM数字信息模型,做出底面网格模型与顶面网格模型,将底面与顶面之差的绝对值作为积分高度,单位网格面积作为积分单元,最后累加所有网格的工程量即为总工程量,其计算公式为:

式中:h(x,y)为网格点的高程差值,当h(x,y)<0 时,表示填方;当h(x,y)>0 时,表示挖方。V为土石方体积。

3 BIM在山区公路实施中的困难

山区公路的设计相对机械、建筑设计情况复杂,机械、建筑的设计背景相对环境集中,标准化程度高,设计者能够集中在设计方案及模型建设中。但山区公路的设计长达几十公里甚至上百公里的道路,其中包括隧道、路基、交叉等特点及由性质完全不同的因素组成,情况极为复杂,且标准化水平较低。因此,如何有机地将众多影响因素结合到BIM中是设计者面临的主要问题。山区公路BIM系统较为复杂,从投资至施工、管理,甚至到维护,所需内容、层次完全不同。

解决思路:

(1)BIM软件从目前情况来看,无法满足山区公路的设计需求,针对上述山区公路的特点,应开发开放式软件平台,广大市政设计人员根据自身需求及特点进行二次开发,满足复杂的山区公路设计,同时不断整合现有软件。

(2)山区公路的设计受到诸多标准、规范、法律的限制,各阶段设计成果都应提交相应的成果标准,通过政府的推广,加深BIM系统在山区公路或公路行业的应用,可有效打开局面,缩小与先进水平的差距。

(3)BIM是设计发展的潮流,虽然在应用初期设计效率较低,但应坚持。一是逐渐提高服务对象接受的程度,二是积累经验与人才。

(4)BIM在系统应完善安全措施,在对BIM使用的人员应进行分级管理,加强安全保密教育。

4 结束语

BIM在项目设计中的应用,可以更准确、更清晰地了解项目。同时,解决方案可视化及施工的模拟,及时发现存在的问题,避免不必要的错误。目前,BIM在山区公路的设计属于空白,其相关的标准、软件等都急需开发。通过提高生产效率、节约成本,适应信息化高速发展时代。

参考文献

[1]清华大学BIM题组,互联立方(isBIM)公司BIM课题组.设计企业BIM实施标准指南[M].北京:中国建筑工业出版社.

[2]董建峰,梁晓.基于数据协同的日本勘察设计行业信息化发展[J].土木建筑工程信息技术,2010(3):106.

[3]李志武,白雪岩,许明.公路设计新理念在好通高速勘察设计中的应用[J].硅谷,2014(4):107-108.

[4]郭洪江.浅议BIM在公路设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2011(9):55-56.

[5]鲁洋.BIM技术在公路设计中的应用展望[J].山东交通科技,2015(5):102-103.

[6]李丽,马婷婷,袁竹.BIM技术在铁路隧道设计中的应用[J].铁路技术创新,2014(5):89-91.


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