隨著“美麗鄉(xiāng)村”“和諧社會(huì)”等概念的提出，公路的設(shè)計(jì)不僅要考慮、經(jīng)濟(jì)、安全、舒適、經(jīng)久耐用等內(nèi)容，還要考慮山區(qū)公路的設(shè)計(jì)也應(yīng)以“美麗公路”、“和諧公路”為出發(fā)點(diǎn)。在山區(qū)公路的建設(shè)中，山區(qū)公路的勘察設(shè)計(jì)是其施工的重要內(nèi)容，其設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性對(duì)整個(gè)施工的過(guò)程起到?jīng)Q定性作用。采用傳統(tǒng)的2D設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)遺漏、考慮不周，采用BIM可以通過(guò)模擬避免不必要的問(wèn)題，節(jié)約時(shí)間及費(fèi)用。
BIM（BuildingInformationModel，建筑信息化模型）是包括建筑相關(guān)的工程信息的模型，其將三維數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于CAD技術(shù)中，其不僅提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率，更是一種思維和模式的創(chuàng)新。BIM貫穿在整個(gè)工程建筑過(guò)程中，在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、管理、維護(hù)整個(gè)周期中均發(fā)揮有效作用。在我國(guó)BIM近年來(lái)在機(jī)械、建筑行業(yè)中使用越來(lái)越廣，由于山區(qū)公路自身的特點(diǎn)，BIM在山區(qū)公路的應(yīng)用較少。
1BIM在山區(qū)公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
BIM在山區(qū)公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要分為三個(gè)階段：規(guī)劃階段、勘察階段、設(shè)計(jì)階段。
規(guī)劃階段：BIM在規(guī)劃階段不僅可以節(jié)約設(shè)計(jì)周期，并可以通過(guò)設(shè)定假設(shè)條件，使項(xiàng)目性能最優(yōu)化。
勘察階段：BIM在勘察階段可使工作內(nèi)容簡(jiǎn)化，節(jié)約時(shí)間。同時(shí)BIM完成所有工作任務(wù)在同一環(huán)境中，從原始地勘數(shù)據(jù)、最小二乘法計(jì)算、地勘資料的編輯，最后自動(dòng)創(chuàng)建地形圖；創(chuàng)建地形的過(guò)程中是以交互式方式進(jìn)行，錯(cuò)開(kāi)隱藏性問(wèn)題，創(chuàng)建可以在項(xiàng)目中自動(dòng)使用的點(diǎn)或曲面；以曲面為參考，可以生產(chǎn)與原數(shù)據(jù)保持動(dòng)態(tài)關(guān)系的對(duì)象，并可以選擇任意曲面生產(chǎn)模型。
設(shè)計(jì)階段：通過(guò)建立道路模型可以有效地設(shè)計(jì)山區(qū)公路的模型，如：平面的交叉口的動(dòng)態(tài)圖。通過(guò)利用BIM內(nèi)部的插件：人行道、車(chē)行道、車(chē)道組合、邊溝等，可更快捷地設(shè)計(jì)環(huán)型路網(wǎng)，如路標(biāo)和交通標(biāo)志。根據(jù)直觀模型可以更輕松地修改道路橫斷面，使設(shè)計(jì)優(yōu)化。
2BIM在山區(qū)公路施工中的應(yīng)用
2.1路基的進(jìn)度模型
根據(jù)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)和原理核心模型，結(jié)合GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在山區(qū)公路建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，構(gòu)建可視化三維地形平臺(tái)，研發(fā)出GIS數(shù)據(jù)庫(kù)與三維地形圖的可視化聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)功能。
2.2路面的進(jìn)度模型
山區(qū)公路路面結(jié)構(gòu)層主要墊層、底基層、基層、面層組成，其中墊層的作用是防污、防凍、隔水、排水；底基層的作用為次要承重；基層的作用是承重；面層的作用是耐磨抗滑，因其直接與地面荷載相接處。其路面的進(jìn)度可與三維地形圖聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)路面的動(dòng)態(tài)更新。
2.3工程量的分析
山區(qū)公路工程的重要組成是土石方工程，土石方的填筑和開(kāi)挖的計(jì)算方法主要有：格網(wǎng)法、截面法、圖解法。但此三種方法都需要人工進(jìn)行、計(jì)算精度較差，且工作量較大，因此，如何有效精確地計(jì)算土石方的量是非常重要的。
根據(jù)土石方計(jì)算的基本思路，利用BIM數(shù)字信息模型，做出底面網(wǎng)格模型與頂面網(wǎng)格模型，將底面與頂面之差的絕對(duì)值作為積分高度，單位網(wǎng)格面積作為積分單元，最后累加所有網(wǎng)格的工程量即為總工程量，其計(jì)算公式為：
式中：h（x，y）為網(wǎng)格點(diǎn)的高程差值，當(dāng)h（x，y）<0時(shí)，表示填方；當(dāng)h（x，y）>0時(shí)，表示挖方。V為土石方體積。
3BIM在山區(qū)公路實(shí)施中的困難
山區(qū)公路的設(shè)計(jì)相對(duì)機(jī)械、建筑設(shè)計(jì)情況復(fù)雜，機(jī)械、建筑的設(shè)計(jì)背景相對(duì)環(huán)境集中，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計(jì)者能夠集中在設(shè)計(jì)方案及模型建設(shè)中。但山區(qū)公路的設(shè)計(jì)長(zhǎng)達(dá)幾十公里甚至上百公里的道路，其中包括隧道、路基、交叉等特點(diǎn)及由性質(zhì)完全不同的因素組成，情況極為復(fù)雜，且標(biāo)準(zhǔn)化水平較低。因此，如何有機(jī)地將眾多影響因素結(jié)合到BIM中是設(shè)計(jì)者面臨的主要問(wèn)題。山區(qū)公路BIM系統(tǒng)較為復(fù)雜，從投資至施工、管理，甚至到維護(hù)，所需內(nèi)容、層次完全不同。
解決思路：
?。?）BIM軟件從目前情況來(lái)看，無(wú)法滿足山區(qū)公路的設(shè)計(jì)需求，針對(duì)上述山區(qū)公路的特點(diǎn)，應(yīng)開(kāi)發(fā)開(kāi)放式軟件平臺(tái)，廣大市政設(shè)計(jì)人員根據(jù)自身需求及特點(diǎn)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，滿足復(fù)雜的山區(qū)公路設(shè)計(jì)，同時(shí)不斷整合現(xiàn)有軟件。
（2）山區(qū)公路的設(shè)計(jì)受到諸多標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法律的限制，各階段設(shè)計(jì)成果都應(yīng)提交相應(yīng)的成果標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)政府的推廣，加深BIM系統(tǒng)在山區(qū)公路或公路行業(yè)的應(yīng)用，可有效打開(kāi)局面，縮小與先進(jìn)水平的差距。
?。?）BIM是設(shè)計(jì)發(fā)展的潮流，雖然在應(yīng)用初期設(shè)計(jì)效率較低，但應(yīng)堅(jiān)持。一是逐漸提高服務(wù)對(duì)象接受的程度，二是積累經(jīng)驗(yàn)與人才。
?。?）BIM在系統(tǒng)應(yīng)完善安全措施，在對(duì)BIM使用的人員應(yīng)進(jìn)行分級(jí)管理，加強(qiáng)安全保密教育。
4結(jié)束語(yǔ)
BIM在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以更準(zhǔn)確、更清晰地了解項(xiàng)目。同時(shí)，解決方案可視化及施工的模擬，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，避免不必要的錯(cuò)誤。目前，BIM在山區(qū)公路的設(shè)計(jì)屬于空白，其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、軟件等都急需開(kāi)發(fā)。通過(guò)提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本，適應(yīng)信息化高速發(fā)展時(shí)代。
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