公路设计中的BIM应用解析

公路路线设计应结合不同等级、不同地区、不同交通状况的道路，进行合理的超高设计，确保道路行车安全。目前基于三维设计（特别是桥梁专业）的超高计算功能还不成熟，我们依托临金高速临安至建德段项目，从正向设计和翻模两个方面对三维设计的超高设计做了尝试。

项目概况

本项目为国高网中浙皖两省的断头路之一，随着项目的建成将打通两省的路网衔接，带动经济发展。BIM技术贯穿该项目的设计阶段。本次选取的节点为终点枢纽的施工图阶段设计，该枢纽的BIM应用重点在于：

1、通过桥梁专业的准确翻模对桥梁坐标及标高进行设计校核；

2、研究通过路线专业的三维正向设计，尝试实现基于BIM技术的超高正向设计。

应用1：快速翻模

翻模过程中，桥梁专业借助慧远桥梁节点包，从设计图纸中获取设计数据，将图纸进行三维化，通过BIM模型准确表达桥梁平纵横信息；道路专业将设计提供的超高数据录入定制的带有超高功能的横断面装配，实现路基BIM模型的准确翻模。借助慧远自主开发的专业翻模工具，可以高效创建的带有超高信息的道路、桥梁模型，为后续基于模型数据的工程应用打下基础。

应用2：超高正向设计

在翻模的同时，另外一组人马作为对照组，脱离超高设计资料对同一条匝道进行超高设计。

对照组道路专业通过创建路线平纵及根据设计时速计算超高方式，得出全线枢纽的路面桥面标高数据，与设计数据进行比对；对照组桥梁专业通过路线专业的计算数据，结合编程手段计算桥梁上部结构空间定位。将自主计算得出的模型与通过翻模得到的模型进行比对，再进而校检三维设计的结果与二维设计的不同，来提高设计的质量，减少设计错误。

本项目中，通过翻模和正向设计超高，我们共计找出设计问题17处，其中桥梁专业典型问题如下：

设计文件中的错误主要集中在桥型布置图与一般构造图之间不一致，如桥梁截面横坡与桥台横坡不一致。

设计中部分构造使用路线专业的超高数据进行设计，部分构造使用连接部标高设计图调整后的标高进行设计，未充分考虑脊背线的情况。除此之外，也发现一些桥梁的桩位坐标及构造尺寸错误等情况。

桥梁设计未考虑脊背线因素

去除桥面附属结构及桥面铺装

桥面考虑脊背线标高接顺

小结：经过对比得出结论，从可行性上，路线平纵及超高可脱离设计文件实现正向设计。

路线超高及渐变率成果与设计一致

其中路基、桥梁中的鼻端标高控制也可保证达到设计效果。

任意桩号道路超高值

鼻端脊背线及横坡（箭头为纵面横断面复合坡）