（天津市市政工程设计研究院，300457）
【摘要】BIM技术是工程设计设计领域的一个变革，在技术发展过程中虽然遇到了一些阻力，但是它的发展是大势所趋。本文阐述了在进行市政道路设计时BIM理念的应用优势以及BIM技术的应用情况，并对BIM技术的应用阻力进行了简要介绍。
【关键词】BIM；技术市政道路设计应用
1．BIM技术介绍
BIM是BuildingInformationModeling的简称，中文意思是建筑信息建模，它是运用三维数字化手段，建立建筑工程各信息的模型，BIM最初是针对建筑本身的，后来在其他行业也当做了一种理念。
BIM是一种解决复杂问题的方法，有很多软件的设计都应用了BIM理念，如进行高端机械设计的CATIA软件、ArchiCAD软件等，这些软件在设计时没有声明将BIM应用其中，但是设计过程是按照BIM理念在做的。在市政道路设计方面，BIM设计理念也非常的适合，因为Revit理念主要用于建筑、结构、设备和管道设计方面，现在还没有推出专门进行市政道路设计的Revit软件。
2．市政道路设计中应用BIM技术的优势
2.1明确表达设计意图
传统的二维设计是将三维空间的问题带到二维空间中进行解决，在这个过程当中数据的丢失是不可避免的，设计出来的成果不能表达设计意图，有时会有理解上的误区。BIM技术是一种三维数字化的信息模型，设计成果可以明确的表达设计意图，所以两者的契和度较高，各个子模块划分的越细致，越能充分的表达设计意图，BIM的一大特征是设计自定义参数组件，可以比较清晰的表达复杂的问题。
越是复杂的工程，BIM的应用成果越明显，一些复杂度较高的高端机械制造业和建筑业正在应用BIM解决问题。以前的道路工程对三维空间的应用较少，工程之间相似度较高可以相互借鉴业主、设计单位、施工单位、监理单位凭经理可以解决任何问题。随着城市建设的迅速发展，高架桥等互通工程的建设越来越多，这些工程的结构设计复杂，给排水工程中出现了很多复杂的构造物，再按照二维设计的理念已经无法城市发展建设的需要。
2.2强大的分析模拟能力
这是BIM技术的最显著的优势。在设计阶段可以直观的看到工程成果，这样就可以在前期论证和调整方案。设计人员可以及时发现问题，业主可以提前知道和心理预期的差距，在初期就可以有效的解决问题。一些复杂工程如果仍采用二维设计无法表达设计意图，需要进行三维建模才能满足需求，这样可以代替手工劳动，提高效率，无需出现工程问题后再临时调整。采用BIM模式出现设计问题可以随时调整三维模型，自动化程度高。BIM模型有非常丰富的信息，可以提供很多的数据进行专业分析，得出的结论比较精确，方案论证、施工交底更加高效。
2.3精确计算工程量
在传统的设计模式下，市政道路的工程量如土石方工程量、路面工程量等采用断面法进行估算，但是如果地形起伏大或者平面较复杂时会有较大的计算误差，井类管线工程和构筑物的工程量通常是根据图纸和经验进行估算，也有较大的误差。BIM设计模式下各个子模块都有精确的几何数据，可以精确的计算出面积、体积、长度、工程量，根据路基的设计曲线和地形曲线可能精确的计算工程量，利用专业的计算工具可以精确的求得支模等复杂的工程量，不需要进行人工录入，全部由程序自动完成。
2.4提高协同能力
现在市政工程项目的规模越来越大，相应的设计难度也越来越大，需要特别注重设计细节，需要很多相关人员来协同作业。不仅需要不同专业的协作，也需要专业内部的协作，使用的设计工具也要有协同能力，这是BIM的主要优势。传统的二维设计模式下，设计人员之间通过分图层复制粘粘来进行协作，虽然有些设计院配有协作设计系统，但也是通过分图层复制粘贴来实现，区别在于将图形或者文件存到了服务器上并加了权限。这种方式解决的只是较低层次的协同问题，更精细的协同就很难做到。
3．BIM技术在市政道路设计中的应用
当前的BIM市政设计软件最常用的是Civil3D设计软件，此软件可以广泛应用于交通、管道、水利等土木工程行业。在道路设计方面CADCivil模型可以简化道路设计的各个阶段，让交通设计专业人员可以提高设计效率。过用BIM技术进行市政道路设计主要包括以下方面。
3.1地形图的处理
勘察测量单位提供的地形图分为三维地形图和二维地形图两种，三维地形图中的高程点的标高和实际标高是相等的，二维地形图中高程点的实际高程为零，在高程点的旁边标注数字。三维地形图的高程点都是带有Z坐标的图块，具体的软件操作如下:找开图形管理器，反选高程点以外的图层并冻结，点击曲面菜单下的“创建曲面”命令，在对话框中选择图层、名称和曲面类型，并确定，然后点击工具空间的“曲面树形”菜单，打开定义工具栏，添加图形对象，在对话框中选择“块”并确定，选定所有的高程点确认，至此曲面创建完成，用查看器查看创建的曲面。
3.2道路的中心线设计
进行市政道路设计，首无要确定道路中心线的位置，设计人员要综合考虑各种控制要素，拟合规划确定的线位，按照规范的要求调整圆曲线的半径、长度等曲线要素。具体的操作步骤如下:将确定好的中心线插入地形图，将道路中心线转换为多段线，单击路线菜单下的“从多段线创建路线”，选择道路中心线，在对话框中输入路线的名称，选择确定路线的样式和标签集。
3.3道路纵断面的设计
最常用的市政道路设计软件的纵断面设计，设计流程是:编制原地面线文件，生成原地面线，在原地面线上绘制拉坡线，对拉坡线进行调整直到符合设计要求，将拉坡线存储为竖曲线设计文件，调用原地面线文件、竖曲线文件生成道路纵断面设计图。Civil3D采用三维地形设计，通过“从曲面创建纵断面”命令生成地面线。当需要修改道路中心线时，会自动进行地面线的更新，这样就节省了设计时间，设计人员耗用的精力也大大减小了。“按布局创建纵断面”命令可以实现拉坡线的设计。纵断面的设计完成之后，自动生成的坚曲线、坡度、坡长等指标可以随时查看，如果发现有不符合规范的地主主，可以点击“编辑纵断面形状”命令，在子工具条中点击“纵断面布局参数”，在布局对话框中点边坡点，修改边坡点的桩号、标高、竖曲线半径、坡度等参数。
3.4市政道路的横断面设计
道路横断面设计是创建道路装配图的过程，要选用合适的部件来完成道路的装配，这样可以精确的反应道路模型。具体的操作流程如下:点击“道路”菜单，选择“创建装配”命令，输入装配名称确定，在任意点单击鼠标，插入一个中间带有圆形标记的竖线，这条竖线是装配图的基准线，也是道路的中心线。选择道路菜单下的“部件工具板选项板”，利用系统的部件完成装配图。先装配横断面，再根据设计的需要添加其他装配图，道路模型可以任意选择装配的类型或者修改装配部件的参数，并可以随时更新。
3.5道路建模
点击道路菜单，选择“创建道路”，按照命令的提示选择路线、纵断面和横断面装配，根据道路的宽度变化来创建区域，为道路组件指定相应的目标。
4．小结
市政道路的建设规模越来越复杂，项目数量越来越多，市政道路的设计手段也飞速发展，BIM技术以其高效、快捷、准确、直观的特点，可以完成市政道路设计的初步设计和施工图设计，虽然BIM技术在市政道路设计中还有一定的阻力，但只要全社会共同推广，就会在市政道路设计中发挥着越来越大的作用。
参考文献：
[1]蒲红克．BIM技术在城市道路与管道协同规划设计中的应用［J］．城市道桥与防洪，2013(11)．
[2]张新兰，李颜强，李文江．积极推进BIM设计技术在市政工程中的应用［J］．中国给水排水，2013(04)
作者简介：
刘飞（1989-），男，助理工程师，从事道路工程设计工作