李 爽

(遼寧省公路勘測設(shè)計公司 沈陽市 110006)

1 BlM技術(shù)在公路勘察設(shè)計中不同階段的實際應(yīng)用分析

1.1 協(xié)同設(shè)計目標(biāo)的實現(xiàn)

由于專業(yè)存在差異，不同的專業(yè)組在實際開展公路勘察設(shè)計工作的過程中，很難實現(xiàn)實時動態(tài)協(xié)同設(shè)計，各專業(yè)組之間存在過強(qiáng)的獨立性，無法將有效的協(xié)調(diào)工作進(jìn)行深度落實，通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)地形以及路線數(shù)字化平臺模型的構(gòu)建，同時使得不同專業(yè)組能夠在平臺模型的基礎(chǔ)上開展實時動態(tài)協(xié)同設(shè)計，并且通過對BIM平臺數(shù)據(jù)的快速訪問以及BIM審核批準(zhǔn)等功能的利用，使得分布式多領(lǐng)域設(shè)計的整體質(zhì)量和效率得到有效提升。

1.2 可視化模型展示

在傳統(tǒng)的公路勘察設(shè)計工作開展過程中，多數(shù)設(shè)計工作是通過對AutoCAD軟件進(jìn)行利用完成，通過對設(shè)計對象平面、剖切面以及立面進(jìn)行二維設(shè)計，展示出整體效果，并且針對二維圖紙的使用而言，需要結(jié)合實際情況做到因地制宜，很容易出現(xiàn)不同程度的偏差和失誤。但是通過對BIM技術(shù)的全方位應(yīng)用，不僅能達(dá)到建模的目的，還能實現(xiàn)正向設(shè)計，從而保證公路勘察設(shè)計的合理性及可視化。與傳統(tǒng)的二維設(shè)計進(jìn)行比較，能夠獲得可見即可得的效果，并且通過可視化的仿真，可以實現(xiàn)對整體施工過程的掌控，使得整體的設(shè)計方案更加科學(xué)及可靠。如針對勘察外業(yè)階段而言，能夠?qū)o人機(jī)傾斜攝影進(jìn)行利用，同時運(yùn)用三維地質(zhì)建模平臺，使與地上以及地下相關(guān)的真實場景得到有效構(gòu)建，從而實現(xiàn)對公路施工質(zhì)量及效率的保證[1]。

1.3 方案比較分析和明確

在傳統(tǒng)的公路勘察設(shè)計工作開展過程中，由于不同的設(shè)計人員個人能力不同，綜合素質(zhì)方面存在一定差異，所以會在方案設(shè)計方面出現(xiàn)遺漏重要信息等情況，在開展方案選擇和比較分析過程中，缺乏較強(qiáng)的客觀性，存在主觀臆斷的情況，在路線方案制定的過程中，缺乏對平縱橫組合設(shè)計的考慮，導(dǎo)致工程建設(shè)過程中，工程量有所增加。通過對BIM 技術(shù)的應(yīng)用，將其對應(yīng)的三維數(shù)字模型與GIS三維智能選線技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠達(dá)到對路線方案進(jìn)行優(yōu)化的目的。在進(jìn)行三維數(shù)字建模過程中，計算機(jī)會自動利用對三維平縱定線以及立體模型的深入分析，明確多個具備較高價值路線走廊方案的選擇，同時通過對人工智能算法以及各種約束條件的利用，實現(xiàn)對目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化。

1.4 碰撞檢查提高工程建設(shè)的可靠性

公路工程屬于線性工程，并且工程建設(shè)過程中呈現(xiàn)多樣化特點，針對公路勘察設(shè)計工作而言，相關(guān)文件和圖表前后不一致的情況較為常見。通過BIM數(shù)字化模型的建立，能夠?qū)崿F(xiàn)針對設(shè)計成果中不同展業(yè)對象的碰撞檢查，從而及時發(fā)現(xiàn)存在的失誤或者差錯，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。例如在橋梁結(jié)構(gòu)中存在鋼筋鋼束，如果對BIM技術(shù)進(jìn)行利用，能夠進(jìn)行正確且專業(yè)的碰撞檢查和深入分析，利用對象屬性與空間位置關(guān)系的融合，實現(xiàn)對鋼筋鋼束沖突、鋼筋鋼束最小混凝土保護(hù)層厚度以及不同鋼筋鋼束之間的間距進(jìn)行有效且準(zhǔn)確的判斷。

1.5 模型出圖交付環(huán)節(jié)的作用

傳統(tǒng)的公路勘察設(shè)計文件交付環(huán)節(jié)以二維圖紙為媒介，對于工程施工相關(guān)工作的開展而言，存在一定的局限性。在BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，不僅可以按照二維圖紙的要求開展各項工作，還能擁有三維數(shù)字模型作為參照依據(jù)，用于進(jìn)行交付的BIM數(shù)字模型，可以幫助施工方對相關(guān)文件進(jìn)行審核、施工方案模擬以及三維可視化施工交底等，而業(yè)主方能夠通過多模型的觀察和了解，實現(xiàn)對工程全壽命周期的有效管理和監(jiān)督，同時保證運(yùn)營養(yǎng)護(hù)相關(guān)大數(shù)據(jù)收集及整合，并對重要決策起到關(guān)鍵性輔助作用，從而使得公路勘察設(shè)計工作的實際效果得到充分體現(xiàn)。

2 利用實例展開BIM技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 實例工程概況

為了在公路勘察設(shè)計工作開展過程中充分體現(xiàn)出BIM技術(shù)的有效性及實際作用，以某新建高速公路的過城鎮(zhèn)路段為例進(jìn)行說明，此段的實際長度為8.5km，設(shè)計方案中的具體速度為100km/h，此公路工程中，路基寬度為33.5m，同時在該路段存在4處互通式立交以及37座高架橋梁，需要對遠(yuǎn)期綜合管廊進(jìn)行預(yù)留，同時對高速公路走廊的基本布設(shè)條件做好明確。在工程建設(shè)施工過程中，由于存在拆遷困難等阻礙，并且對景觀存在較高的要求，需要相關(guān)部門及工作人員提高重視。針對此路段中BIM技術(shù)的應(yīng)用而言，主要利用的軟件有Bentley，同時信息三維模型平臺定為Micro Station，工程項目協(xié)同管理平臺設(shè)為Project Wise[2]。

2.2 創(chuàng)設(shè)綜合性較強(qiáng)的設(shè)計環(huán)境

在開展外業(yè)地形或者物體相關(guān)數(shù)據(jù)采集工作時，需要多無人機(jī)進(jìn)行利用，通過對其攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對地面實景的構(gòu)建。而利用Context Capture軟件進(jìn)行利用，實現(xiàn)對三維實景模型的構(gòu)建，并將102個高精度像控點布置到全線當(dāng)中，方便工作過程中對實景模型進(jìn)行校正，其具備的實際精度能夠達(dá)到1∶2000，而針對局部具有覆蓋情況的物體而言，可以通過對三維激光掃描技術(shù)的利用，實現(xiàn)真實場景的全部還原。在構(gòu)建基礎(chǔ)環(huán)境模型過程中，將地質(zhì)勘探得到的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，針對區(qū)域內(nèi)的地層進(jìn)行合理模擬，并保證整體的準(zhǔn)確性，建立具備較高的精度的三維地層分布模型。

2.3 利用BIM軟件開展三維數(shù)字模型設(shè)計

通過對BIM軟件的利用實現(xiàn)專業(yè)組的協(xié)同設(shè)計工作，通過對Power Civil軟件的利用，針對實際路線、立交的平面、立交的縱斷面以及橫斷面開展設(shè)計工作，同時完成可視化路線模型的構(gòu)建，應(yīng)用Project Wise協(xié)同工作平臺，實現(xiàn)具體的路線方案以及不同專業(yè)實時協(xié)作設(shè)計。針對存在較高沿線景觀要求以及影響因素較多的情況，需要在開展專業(yè)設(shè)計工作過程中利用可視化模型實現(xiàn)對不同設(shè)計方案的比較分析以及選擇，最終明確最佳的設(shè)計方案。將客觀的三維環(huán)境作為主要基礎(chǔ)，通過與路線方案的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)最佳管廊布設(shè)方式的選擇，同時能夠有效減少影響因素的干擾。以上工作環(huán)節(jié)完成后，通過對LumenRT的利用，實現(xiàn)對三維數(shù)字模型的動態(tài)展示，讓占地拆遷數(shù)量及不同種類充分展現(xiàn)在面前。

2.4 模型交付環(huán)節(jié)的有效控制

利用BIM軟件開展設(shè)計工作能夠得到三維數(shù)字模型，同時通過模型切坡功能的利用，可以輸出二維圖紙，在進(jìn)行模型交付過程中，主要包含的內(nèi)容有三維可視化施工交底、智慧工地建設(shè)以及施工方案優(yōu)化等，幫助業(yè)主實現(xiàn)針對工程建設(shè)全生命周期的資產(chǎn)管理，同時有效提升城鎮(zhèn)發(fā)展過程中的數(shù)字化建設(shè)水平。

3 結(jié)語

在新時期的公路勘察設(shè)計工作開展過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用具有重要的實際意義和價值，同時可以利用創(chuàng)建三維數(shù)字模型，讓整個工程施工過程得到呈現(xiàn)，并幫助建設(shè)單位及施工企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境中存在的問題和阻礙，采取有效措施做好相應(yīng)處理。利用BIM技術(shù)能夠達(dá)到正向設(shè)計的目的，同時使得設(shè)計工作變得更加多樣化，從而提升公路勘察設(shè)計工作的效率和質(zhì)量。