BIM技术在公路设计与施工各阶段的应用

随着BIM一词逐渐被工程建设行业专业人士所熟悉，国内建筑工程也逐渐在设计阶段开始进行BIM技术的应用，大型建筑公司也在工程施工过程中成功的使用了BIM技术。

自从公路建设引进BIM技术，在高速公路建设中用公路BIM软件在整个建设项目中起到了决定作用，它提供了一个流程化、标准化的工程全过程(生命周期)管理系统。有效地利用BIM技术是带给公路工程建设的主要价值之一。将BIM技术与各种技术结合起来，将BIM技术真正的应用到公路工程设计过程中，可以帮助工程师便捷、准确、有效的进行建模设计、复核、工程量统计、工程清单提取和设计变更等，从而更好的完成公路工程设计。

那么，BIM技术在公路设计与施工各阶段是如何运用的呢？

规划阶段

建筑信息模型（BIM）流程，有助于缩短设计、分析和变更的时间。最终可以评估更多假设条件，优化项目性能。

传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、大量数据信息无法处理等弊端，而BIM结合地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）对场地及拟建的工程项目进行建模，通过BIM及GIS的强大功能，迅速得出科学的分析结果，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，从而做出最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。

勘测阶段

近年来，国内外学者陆续将BIM及GIS、GPS引入到公路勘测中，这些技术可以自动完成许多耗费时间的任务，有助于简化项目工作流程。使用BIM可以在一致的软件环境中完成所有任务，包括直接导入原始勘测数据、最小二乘法平差、编辑勘测资料、自动创建勘测图形和曲面；能够以等高线或三角形的形式来展现曲面，并创建有效的高程和坡面分析；还可将曲面作为参考，创建与源数据保持动态关系的智能对象；同时将任何坡型生成曲面模型。

设计阶段

1.道路建模

BIM可以帮助我们更高效地设计工程模型，例如创建动态更新的交互式平面交叉路口模型；利用内置的部件和常用设计规范即可快速地设计环岛，包括交通标识和路面标线等。由于施工图和标注将始终处于最新状态，可使设计者集中精力优化设计。

2.工程计算与分析

利用复合体积算法或平均断面算法，更快速地计算现有曲面和设计曲面之间的土方量。使用生成的土方调配图表，分析适合的挖填距离、要移动的土方数量及移动方向，确定取土坑和弃土堆的可能位置。从道路模型中可以提取工程材料数量，进行项目成本分析。

3.自动生成施工平面图

自动生成标注完整的横断面图、纵断面图和土方施工图等。使用外部参考和数据快捷键可生成多个草图，利用与模型中相同的图例生成施工图纸。

4.轻松处理变更与评审

因为数据直接来自模型，所以报告可以轻松进行更新，迅速响应设计变更。如今的工程设计流程较之前更为复杂，设计评审通常涉及到非CAD使用者但又是对项目非常重要的团队成员，BIM利用更直观的方式让整个团队的人员参与设计评审。

5.多领域协作

道路工程师可以将纵断面、路线和曲面等信息直接传送给结构工程师，以便其在软件中设计桥梁、箱形涵洞和其他交通结构物。

6.可持续环保设计，提供高质量图纸

工程师可以根据可靠的场地现状模型和设计约束来评估设计方案，推出更具创新性的环保设计，帮助客户达到公认的可持续发展。通过模型与文档之间的智能关联，无论是否发生变更，交付高质量的设计和施工图纸提高了图纸的一致性。

施工阶段

基于BIM的碰撞检测与施工模拟进行结构构件及管线综合的碰撞检测和分析，对项目整个建造过程或重要环节及工艺进行模拟，提前发现设计中可能存在的问题，减少施工中的设计变更，优化施工方案和资源配置。

通过BIM技术与3D激光扫描、视频、图片、GPS、移动通讯、RFID（二维码等射频识别技术）、互联网等技术的集成，可以实现对现场的构件、设备以及施工进度和质量的实时跟踪。另外通过BIM技术和管理信息系统的集成，可以有效支持造价、采购、库存、财务等的动态精确管理，减少库存开支，在竣工时可以生成项目竣工模型和相关文件，有利于后续的运营管理。并且业主、设计方、预制厂商、材料供应商等可利用BIM模型的信息集成化与施工方进行沟通，提高效率减少错误。

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运营维护阶段

通过BIM建立维护工作的历史纪录，可以对设施和设备的状态进行跟踪，对一些重要设备的适用状态提前预判，并自动根据维护记录和养护计划提示到期需保养的设备和设施，对故障的设备，破损路面从发现上报、派工养护维修到完工验收、回访等均进行记录，实现过程化管理。

多年来，研究学者陆续将BIM技术及GIS技术引入到公路信息化管理，在公路建设、路政执法和资产管理方面取得了较好的效果。实现迅速定位查看损坏的公路资产，有效地保证了道路的安全性。

另外，如果基于BIM的资产管理系统能和诸如智能监控系统、安全防护系统等物联网结合起来，实行集中后台控制与管理，则能很好地解决资产的实时监控、实时查询和实时定位，并且实现各个系统之间地互联、互通和信息共享。

由此看来，中国的公路建设中对BIM软件技术的依赖性之强。加上国家对BIM技术应用有硬性的要求，在很多的项目建筑中都必须BIM标准国际化，只有这样中国跟国际标准接轨，特别是实现标准和实施策略的兼容，才能实现全球化。

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