1、BIM正向設計應用思路和框架

中交一公院以梅觀項目為依托，項目組通過深入研究和探索形成了大型復雜市政項目BIM正向設計解決方案。建立了精準的地質(zhì)、地形、實景、地下管網(wǎng)等三維BIM模型，并集成融合構(gòu)建了全新三維可視化設計基礎環(huán)境；通過研發(fā)CNCCBIM系列軟件，創(chuàng)新性地完成了BIM正向設計，實現(xiàn)了基于BIM模型的自動出圖，通過可視化展示平臺動態(tài)展示項目效果，革新設計手段和展示方式；探索數(shù)字化交付平臺，實現(xiàn)了設計成果的數(shù)字化交付。

BIM正向設計解決方案總體思路

2、BIM正向設計應用點

（1）構(gòu)建精準三維基礎環(huán)境

構(gòu)建地形模型（DTM）。依據(jù)外業(yè)測量、地形圖等數(shù)據(jù)，通過CNCCBIM軟件快速創(chuàng)建了項目區(qū)域準確的地形模型，直觀反映地形狀況，為三維BIM設計提供了環(huán)境數(shù)據(jù)。

構(gòu)建三維地質(zhì)模型。地質(zhì)條件關乎設計質(zhì)量，項目組研發(fā)了地質(zhì)建模軟件，根據(jù)項目勘探的原始鉆孔、地質(zhì)剖面圖等數(shù)據(jù)，建立了項目區(qū)域三維地質(zhì)模型，直觀反映地質(zhì)狀況。

三維地質(zhì)BIM模型

實景模型

重建管網(wǎng)現(xiàn)狀模型。項目區(qū)域地下管網(wǎng)錯綜復雜，為探明復雜的管網(wǎng)現(xiàn)狀，避免設計延誤。項目組研發(fā)管網(wǎng)建模工具，重構(gòu)了完整的地下管網(wǎng)BIM模型，準確定位，便于管廊設計與遷移。

集成融合項目區(qū)域地形、地質(zhì)、管線和高精度實景模型，構(gòu)建了精準的三維設計基礎環(huán)境模型，可以直觀反映地物、地質(zhì)狀況，在真實的環(huán)境中開展BIM設計，提高了工程與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，為BIM正向設計提供了準確的基礎數(shù)據(jù)模型。

三維設計基礎環(huán)境模型

（2）BIM正向設計

道路BIM正向設計。項目互通立交密集，設計難度大。項目組創(chuàng)新性地研發(fā)了道路工程BIM正向設計軟件CNCCBIM OpenRoads。該軟件基于精準的三維基礎環(huán)境，結(jié)合項目實際，定制了符合我國規(guī)范要求的參數(shù)化橫斷面模板，通過參數(shù)化技術快速完成道路BIM設計，創(chuàng)建精準的道路BIM信息模型，并基于BIM模型剖切實現(xiàn)了道路工程二維圖紙和報表的自動生成，模型與圖紙實時關聯(lián)，確保了圖紙與模型的一致和準確性，滿足了行業(yè)交付要求。

道路BIM模型

道路BIM出圖

橋梁BIM正向設計。全線橋梁大部分位于互通立交區(qū)域，橋梁形式多樣，上部結(jié)構(gòu)涵蓋鋼箱梁、鋼混組合梁等7種形式。項目組研發(fā)了上部結(jié)構(gòu)參數(shù)化設計軟件，快速完成全線變截面、曲線梁三維BIM設計。

針對鋼箱梁：研發(fā)了多種截面形式全參數(shù)化設計工具，實現(xiàn)鋼箱梁等高、斜交、變寬設計，智能化布置橫隔板、加勁肋等構(gòu)造，快速完成全線約1190m鋼箱梁的三維BIM設計。

鋼箱梁BIM模型

針對箱梁：研發(fā)了參數(shù)化懸臂現(xiàn)澆變高箱梁、節(jié)段預制箱梁設計工具，通過設計參數(shù)控制，快速完成全線5處跨鐵路現(xiàn)澆變高箱梁和約3830m節(jié)段預制箱梁的三維BIM設計。

變高箱梁BIM模型

針對預制小箱梁：基于參數(shù)化技術研發(fā)了預制小箱梁設計工具，快速完成全線預制小箱梁的三維BIM設計。

下部結(jié)構(gòu)涵蓋花瓶墩、門架墩等30余種形式，項目組建立了蓋梁、橋墩、基礎等參數(shù)化部件庫，研發(fā)了下部結(jié)構(gòu)智能設計工具，通過部件組合建立柱式墩、花瓶墩、肋板臺等構(gòu)件，精準布設全線約300個墩臺。

下部結(jié)構(gòu)BIM模型

上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和三維設計基礎模型協(xié)同關聯(lián)，實現(xiàn)了自動調(diào)整墩高、樁長，且設計方案參數(shù)更改，模型聯(lián)動更新。

綜合管廊BIM正向設計。梅觀項目地下環(huán)境復雜，沿線通訊、燃氣、給排水等管線密布，設計面臨管線布設、改遷等問題。項目組研發(fā)了CNCCBIM管廊設計工具集，建立了參數(shù)化管廊截面、節(jié)點構(gòu)件庫，快速完成約16.5公里的管廊BIM設計。并通過BIM可視化、碰撞檢查等技術，實現(xiàn)了管廊的精準布設與改遷優(yōu)化。

綜合管廊BIM模型

景觀綠化BIM正向設計。梅觀項目地處深圳市中軸景觀帶，對景觀設計提出了極高的要求，傳統(tǒng)手段難以直觀呈現(xiàn)設計效果。項目組利用Plant Factory軟件建立三維植物模型庫，研發(fā)了CNCCBIM景觀綠化BIM設計工具集,快速批量完成了全線綠化植物的布設。實現(xiàn)三維景觀隨季節(jié)的動態(tài)變化，革新了景觀綠化設計手段和呈現(xiàn)方式。

景觀綠化

（3）全方位、立體化溝通展示

集成實景、地下管線、道路、橋梁、綜合管廊、景觀天橋、綠化等模型，利用LumenRT軟件對項目進行全線漫游與動態(tài)可視化展示，真實呈現(xiàn)設計效果，實現(xiàn)全方位、多立體的方案比選與設計優(yōu)化。

可視化展示

（4）數(shù)字化交付

將項目的設計資料、BIM模型、圖紙、表格、工作文檔等數(shù)字化成果文件，集成后發(fā)布為iModel數(shù)據(jù)庫格式，利用Navigator等數(shù)字化交付平臺在桌面端、移動設備和Web端查看和管理。

數(shù)字化交付

3、后續(xù)應用規(guī)劃

（1）優(yōu)化BIM正向設計流程，進一步探索數(shù)字化交付平臺；

（2）推動BIM在施工組織和管理、交通疏解等方面的深度應用；

（3）搭建BIM全生命周期應用平臺，實現(xiàn)BIM技術在運維養(yǎng)護等方面的應用。

三、技術創(chuàng)新點

BIM正向設計技術在深圳梅觀高速公路市政化改造工程中的創(chuàng)新應用，具有以下技術創(chuàng)新點：

1.系統(tǒng)性地提出了復雜市政道路工程BIM正向設計的思路和方法；

2.首次實現(xiàn)了復雜市政道路工程全三維環(huán)境參數(shù)化BIM設計，形成了成套軟件解決方案；

3.首次實現(xiàn)了基于三維BIM信息模型出圖的新思路，革新了傳統(tǒng)工程制圖手段。