B I M技术在公路设计中的应用展望

刘淦

山东省路桥集团工程设计咨询有限公司 山东 济南 250000

引言

长期以来，公路建设是国家的基础设施建设，许多国家都将BIM技术应用于公路建设，但BIM技术在我国的应用起步较晚，发展不成熟。而将BIM技术实际应用于公路建设具有很大的优势和发展前景。

1 BIM技术的定义

BIM的简称是建筑信息模型( Building Information Model，BIM) ，是当前土木工程行业中普遍使用的技术手段，其主要提供结构设计、施工以及运维的共同信息平台[1]。该技术在国外已得到较早的发展和应用。目前已有一些商业BIM软件和平台。然而，在中国，它仍处于早期发展阶段，特别是在公路工程领域。BIM技术涉及的领域非常广泛，包括可视化初步设计、参数建模、构件碰撞检测、施工统计与分析、成本估算与分析等，可以为设计阶段、施工阶段、运维阶段提供多种决策选择。公路工程是一种线性结构，与建筑结构有显著的不同，因此其空间三维特征更加突出，而公路工程涉及地质、路基、路面、隧道、桥梁等结构，涉及各种复杂的构件，如果BIM技术能够应用于公路工程设计中，将具有重要意义。

2 公路工程 BIM 技术在我国的应用现状

BIM技术在我国建筑、港口等点形结构中得到了广泛的应用。在一些建设和港口项目中，BIM技术基本上可以贯穿于“建设、管理、维护、运输”的整个生命周期过程。由于公路工程是一个庞大而复杂的系统工程，涉及的专业范围广泛，因此BIM技术在公路工程推广应用中相对困难。目前，我国公路工程与单体建设、港口等项目在BIM技术的研究、应用和标准体系建设方面还存在一定的差距[2]。例如，广连高速公路、邢汾高速公路等一批公路工程项目在建设过程中在 BIM 技术的应用方面都展开了探究，可其运用深度依然与上海中心大厦、上海国际金融中心等这类全过程BIM应用的建筑类项目存在很大的差别。

3 公路工程设计阶段 BIM 应用的重要性

BIM技术的价值在于将BIM应用于建设项目规划、设计、施工、运维的各个阶段。在公路工程建设过程中，设计阶段是一个关键阶段，它不仅体现了国家或业主的施工意图，而且还将设计方案提交施工单位进行施工[3]。设计是施工的前提。设计的科学性和合理性在整个项目中起着决定性的作用。交通部还将设计阶段作为推广BIM技术的第一阶段任务：提高公路设计水平，提高公路建设管理水平，推进公路养护管理信息化三个阶段进行。可以看出，BIM技术在设计行业的推广应用是BIM技术在我国公路工程建设全过程应用的一个重大突破。

4 BIM 技术在公路设计中应用推广的优势

对于整个公路工程来说，前期准备工作是非常重要的。在公路工程设计中，公路工程设计的合理性和可行性将影响整个工程建设的质量。在此基础上，分析了BIM技术在公路设计中的优势，使我们对BIM技术有了更全面的了解。详情如下：

4.1 对工程数据的计算相对准确

利用BIM技术，可以完整的描述项目对象的工程信息、几何三维信息和拓扑关系，使后续的研究和实验能够满足实际情况。通过这些信息，我们可以模拟分析项目开发过程中可能出现的问题，然后采取相应的措施规避风险，减少不必要的损失。例如土方计算，BIM技术是复杂体积算法的选择，可以快速完成原地线与设计线之间的土方计算。此外，还可以使用软件自动生成土方布图，使数据更清晰、更系统。在图表中，建设者能够很清晰地看到填土方的填挖距离，这样更方便地明确土坑的位置和垃圾场的位置。

4.2 实现多角度的可视化

BIM技术可以在整个模型的基础上，对事物的运作进行可视化，可以通过多角度的可视化，来实现多角度视觉操作的模型，大大减少公路设计过程的错误[4]。因此，它具有一定的实用价值，能够真实地反映真实项目的实际情况，可以用来模拟项目，进行相应的实验调整，并有效地优化未来项目。

4.3 多领域协同作业

与传统的拉拔技术不同，BIM克服了以往公路设计中各个环节分离的问题。它使每个项目参与者能够在同一个平台下进行交互和协作。从而有效地实现了各专业之间的资源配置，提高了各部门之间的沟通能力。

4.4 信息化管理和优化

利用BIM技术可以很容易地进行管理和优化，如在设计阶段检查各种设计构件的故障和碰撞，使设计方案能够合理地执行，减少施工操作难度，使BIM模型的修改变得简单高效。在施工过程中，如果发现地质、地形条件与设计不符，施工方案的改进和调整就变得简单。不需要人为改变所有的设计图纸，只需要在BIM三维模型中进行调整和改进。在运行过程中，可以利用设计改进和交通仿真分析改进效果，为实际运行加固和优化改进提供直接决策。

5 结束语

总之，随着经济的不断发展，公路行业的竞争也发生了变化。这对公路部门和相关建筑企业提出了更高的要求。目前，国家大力推进BIM技术的推广，许多政府部门和行业积极响应，加入了BIM技术的行列。这使得BIM技术在公路设计中的应用不断发展和完善。我们只有不断创新设计理念，竭尽全力克服一切困难，培养一批优秀的技术人才，才能使未来的BIM技术实现质的飞跃。