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BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用

新聞時間:2017-09-26 文章來源: 文章作者:ztcjjt
      BIM技術(shù)是近幾年才流行起來的,橙子在2014年大學(xué)畢業(yè)的時候,BIM這個詞提的正熱,好多用人單位明確表示有BIM經(jīng)驗的人員優(yōu)先錄取,直到今天,建設(shè)部批準(zhǔn)《建設(shè)項目工程總承包管理規(guī)范》為國標(biāo),規(guī)定采用 BIM 技術(shù)的,招標(biāo)文件中應(yīng)當(dāng)有明確要求:建設(shè)單位對承諾采用 BIM 技術(shù)的投標(biāo)人應(yīng)當(dāng)適當(dāng)設(shè)置加分條件。那么什么是BIM技術(shù),BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計中又是如何應(yīng)用的呢?本文將為您解答。
一、BIM的概念和特性
1、BIM的概念:建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ),集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型,BIM是對工程項目設(shè)施實體與功能特性的數(shù)字化表達。通常從兩個方面描述:
一是作為名詞,BIM是一種載體,包含特定建筑和設(shè)備的各種專業(yè)數(shù)據(jù),并明確的描述其建筑的物理和非物理的屬性。BIM數(shù)據(jù)模型包含來自不同專業(yè)的未加工(Raw)的建筑數(shù)據(jù)。BIM模型包含特定建筑和設(shè)施的所有成分,所以BIM模型是豐富的(Rich)。BIM包含特定建筑和設(shè)施所有成分的關(guān)系和屬性,所以BIM模型是智能的(Intelligence)。
二是作為動詞,BIM表示建立建筑數(shù)據(jù)模型的行為,包括數(shù)據(jù)的交換和共享。不同層面的使用者可以通過數(shù)據(jù)模型輸入并輸出模型在內(nèi)的數(shù)據(jù),而利用于設(shè)計和施工等工作。雖然對BIM定義存在不同的文字描述,但一般都涵蓋著這兩個方面。
2、BIM一般具有以下特征:
(1)模型的3D參數(shù)化:3D參數(shù)化設(shè)計是有別于傳統(tǒng)AutoCAD等二維設(shè)計方法的一種全新的設(shè)計方法,是一種可以使用各種工程參數(shù)來創(chuàng)建、驅(qū)動三維建筑模型,并可以利用三維建筑模型進行建筑性能等各種分析與模擬的設(shè)計方法。
(2)模型的信息化:建筑信息模型BIM采用參數(shù)化來描述建筑單元,以墻、窗、梁、柱等建筑構(gòu)件為基本對象而不是CAD中的點、線、面等幾何元素,并將建筑單元的各種真實屬性通過參數(shù)的形式進行模擬。
(3)模型信息的完整性:除了對工程對象進行3D幾何信息的描述,還描述對象的拓撲關(guān)系。更主要的是信息模型包括了完整的工程信息描述,如具體對象名稱、建筑材料、結(jié)構(gòu)類型等設(shè)計信息;如施工工序、施工進度、工程量、項目成本、工程質(zhì)量以及人力、機械、材料等施工信息;如工程結(jié)構(gòu)安全性能、安全運營管理、材料耐久性等運營養(yǎng)護信息。
(4)遵照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):為實現(xiàn)多種軟件的信息互訪。BIM數(shù)據(jù)形式必須是開放交互的,所有采用BIM技術(shù)的軟件都支持國際標(biāo)準(zhǔn)組織認可的工業(yè)基礎(chǔ)分類標(biāo)準(zhǔn)(IFC,IndustryFoundationClasses)。當(dāng)BIM軟件采用IFC格式進行數(shù)據(jù)輸出時,其他支持該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的軟件就可以直接讀取這些數(shù)據(jù)進行下一步的工作。
(5)協(xié)同作業(yè):BIM技術(shù)實施是提升工程行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)質(zhì)量和效率的終極目標(biāo),多工種、多行業(yè)協(xié)同作業(yè)正是BIM實現(xiàn)該目標(biāo)的重要保障工具和手段。設(shè)計協(xié)同是針對設(shè)計階段各專業(yè)間進行文件、數(shù)據(jù)的交互、溝通等的協(xié)同工作。施工、運營協(xié)同是針對項目業(yè)主、設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方、材料供應(yīng)商、運營商等與項目相關(guān)各方,進行交互、溝通交流等的協(xié)同工作。
 
二、BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用
      當(dāng)前市政專業(yè)BIM設(shè)計軟件常用的是Autodesk公司推出的Civil 3D軟件,它作為交通、管道、水利等土木工程行業(yè)實現(xiàn)BIM的解決方案,如在道路設(shè)計方面,AutoCAD Civil 3D模型能夠幫助交通設(shè)計專業(yè)人員簡化道路設(shè)計項目各個階段的流程。運用Civil 3D進行市政道路設(shè)計主要包括以下環(huán)節(jié):
1、地形圖處理
      勘測單位提供的地形圖通常有兩種,一種為三維地形,即地形圖中的高程點的標(biāo)高即為實際高程;另外一種是二維地形,即地形圖中的高程點的實際高程均為0,具體高程由數(shù)字在高程點旁標(biāo)注。以三維地形圖為例,高程點均為帶有Z坐標(biāo)的圖塊。
(1)打開圖層管理器,將高程點以外的圖層反向選擇,然后凍結(jié);
(2)點擊曲面菜單下的創(chuàng)建曲面命令,打開創(chuàng)建曲面對話框,選擇相應(yīng)的圖層、名稱和曲面類型。然后點擊確定。
(3)點擊工具空間的曲面樹形菜單,打開定義工具欄,在圖形對象上點擊右鍵,選擇添加,在彈出的對話框中選擇塊。點擊確定。
(4)框選所有高程點,按回車鍵。
(5)曲面創(chuàng)建完成,可用對象查看器查看所創(chuàng)建的曲面。
2、道路中心線設(shè)計
      道路設(shè)計首先要確定道路中心線線位,設(shè)計人需考慮各控制因素,按照規(guī)劃確定的線位進行擬合,并按照規(guī)范要求適當(dāng)調(diào)整圓曲線半徑、長度、緩和曲線長等曲線要素。
(1)將初步確定好的道路中心線插入地形圖中。
(2)將道路中心線轉(zhuǎn)換為多段線。
(3)單擊路線菜單下的從多段線創(chuàng)建路線,選中道路中心線。在彈出對話框中輸入路線名稱,選擇路線樣式和路線標(biāo)簽集,然后單擊確定。
3、道路縱斷面設(shè)計
      目前國內(nèi)常用的道路設(shè)計軟件的縱斷面設(shè)計功能,基本流程為先編制原地面線文件,然后生成原地面線,再在生成的原地面線上繪制拉坡線,并調(diào)整拉坡線直至滿足設(shè)計要求為止。然后將拉坡線儲存為豎曲線設(shè)計文件,再調(diào)用原地面線文件、豎曲線文件生成最終的道路縱斷面設(shè)計圖。Civil 3D采用三維地形為設(shè)計的基本資料,地面線可以直接通過“從曲面創(chuàng)建縱斷面”命令生成。且道路中心線修改之后,地面線會自動更新,節(jié)省了設(shè)計時間和精力。使用“按布局創(chuàng)建縱斷面”可進行拉坡線設(shè)計。設(shè)計縱斷面繪制完成后,查看自動生成的豎曲線要素和坡度、坡長等指標(biāo),如發(fā)現(xiàn)不滿足規(guī)范,則點擊編輯縱斷面形狀命令,在彈出的子工具條中,點擊縱斷面布局參數(shù)命令,打開布局對話框。然后點取邊坡點,在布局對話框中修改邊坡點里程樁號、邊坡點標(biāo)高、豎曲線半徑、坡度、坡長等參數(shù)。
4、道路橫斷面設(shè)計
      在Civil 3D即為創(chuàng)建道路裝配的過程,為了能夠精確反應(yīng)道路模型,需綜合考慮,選用合適的部件來組合裝配。
(1)點擊道路下拉菜單,單擊創(chuàng)建裝配命令,在彈出對話框中輸入裝配名稱,然后單擊確定。
(2)在屏幕任意位置單擊鼠標(biāo),將插入一個中部帶有圓形標(biāo)記的豎線,這條豎線即是裝配的基準(zhǔn)線,也即道路中心線。
(3)調(diào)出道路菜單下的“部件工具板選項板”,利用程序自帶的部件完成裝配。
(4)先裝配出標(biāo)準(zhǔn)橫斷面,再根據(jù)以后的設(shè)計需要添加其余裝配,由于Civil 3D具有動態(tài)關(guān)聯(lián)特性,對道路制定了不同的裝配或者修改了裝配部件的參數(shù)后,道路模型可以快速、即時更新。
5、道路建模
      點擊道路下拉菜單,單擊創(chuàng)建道路命令,按照提示選擇路線、縱斷面和標(biāo)準(zhǔn)橫斷面裝配。在彈出對話框中,根據(jù)道路寬度的變化創(chuàng)建相應(yīng)的區(qū)域,并為道路組件指定相應(yīng)的邏輯目標(biāo)。
      在市政道路設(shè)計手段飛速發(fā)展的今天,BIM技術(shù)逐漸顯示出高效、快速、準(zhǔn)確、直觀的優(yōu)點,目前已經(jīng)涵蓋了從項目前期、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計的全過程,在市政道路設(shè)計領(lǐng)域?qū)l(fā)揮越來越重要的作用,到現(xiàn)在還不懂BIM技術(shù)的小伙伴們,要抓緊學(xué)習(xí)了!

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