BIM技術案例分享：BIM技術推動交通設計行業(yè)創(chuàng)新

一、項目介紹

項目起于攀枝花西區(qū)，接麗攀高速公路，止于漁門鎮(zhèn)，項目全長36.81公里，為雙向四車道高速公路，設計速度80公里/小時，路基寬度24.5米，橋梁長度10.35公里，隧道長度15.653公里，工程總造價：61.1億，平均每公里造價：1.66億。

本項目向北連接西昌至香格里拉高速公路，并通過西昌至香格里拉、麗江至攀枝花、西昌至昭通以及宜賓至攀枝花高速公路形成高速公路環(huán)線，拓展攀枝花城市發(fā)展空間，環(huán)繞攀西經(jīng)濟區(qū)腹地，進一步完善經(jīng)濟區(qū)內(nèi)部路網(wǎng)，有效提升攀西經(jīng)濟區(qū)發(fā)展?jié)摿?。項目全線位于少數(shù)民族聚集區(qū)，沿線連接多個少數(shù)民族鄉(xiāng)，對于加快少數(shù)民族地區(qū)建設，實現(xiàn)區(qū)域和諧穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

項目難點：

沿線地勢復雜不良地質(zhì)多特長隧道、橋隧比高傳統(tǒng)設計模式難以實現(xiàn)參數(shù)化設計、存在嚴重的重復工作量各專業(yè)間協(xié)調(diào)困難

鑒于項目的復雜性和重要性，四川交通設計院仔細分析了該項目的特點。首先，項目地處攀西高原，沿線地勢復雜，項目早期進行測繪工作工作量巨大;其次，傳統(tǒng)的設計很難實現(xiàn)參數(shù)化設施，方案的反復調(diào)整導致設計無法按預期完成;最后，項目涉及路線、路基、路面、橋梁等多個專業(yè)，專業(yè)間難以協(xié)調(diào)。

經(jīng)過分析總結，決定采用BM技術進行設計，以解決傳統(tǒng)二維設計中方案階段測繪基礎數(shù)據(jù)獲取時間長、專業(yè)協(xié)調(diào)能力差、設計調(diào)整后重復工作量大等問題，從而提高整個設計的效率和品質(zhì)。

二、BIM應用流程及成果

攀枝花西區(qū)至涼山鹽源縣高速公路項目BIM設計的特點有以下幾方面，首先BIM應用專業(yè)廣，幾乎涵蓋了公路設計所有專業(yè);其次，在設計過程中形成大量的三維可視化成果;同時，在設計過程中實現(xiàn)了參數(shù)化設計，為設計調(diào)整節(jié)約了大量的時間，大大提高了設計效率。

1.工程可行性研究階段使用 Autodesk Civil3D結合 Autodesk Infraworks360進行智能三維選線

在工程可行性研究階段，根據(jù)衛(wèi)星圖片和地理信息空間云數(shù)據(jù)結合，應用 Autodesk Infraworks360生成直觀的數(shù)字地形模型，并應用Autodesk infraworks360進行三維選線、分析和優(yōu)化工作。在Autodesk Infraworks360中進行視距分析，可以很直觀的反映不滿足視距的要求的位置，調(diào)整相關參數(shù)，以滿足設計要求。

項目在規(guī)劃及前期設計過程中存在大量的溝通、交流和匯報，而聽取匯報方往往并非專業(yè)人士，常規(guī)的圖紙無法清晰表達規(guī)劃和設計意圖。項目實施BIM技術后，真實直觀地對項目進行展示和闡述，降低專業(yè)門檻，提升決策的科學性和效率。同時對于專業(yè)人員，三維可視化技術能夠提高專業(yè)間的相互理解和溝通，無論設計、施工還是項目管理人員，都能夠從宏觀和微觀層面全方位理解設計的真實意圖，減少溝通環(huán)節(jié)成本。

2.路線專業(yè)應用 Autodesk Civ3D完成平縱繪制

通過 Autodesk Civil3D快速繪制項目平面、縱斷面、并通過相關參數(shù)調(diào)整完成路線設計，生成路線直曲轉角表和縱坡豎曲線表和路線平縱面設計圖紙。

3.路基專業(yè)應用AutodeskCivil3D實現(xiàn)道路模型自動生成，自動生成橫斷面圖并完成路基相關工程量統(tǒng)計

路基專業(yè)，通過 Subassembly Composer參數(shù)化路基標準橫斷面，為各結構層賦代碼，在Autodesk Civil3D中直接生成道路模型，自動生成全線的橫斷面圖紙，并輸出土石方工程數(shù)量表。減少橫斷面手動修改的工作量，提高工作效率。

4.橋、隧專業(yè)使用Autodesk Revit軟件實現(xiàn)參數(shù)化設計并完成工程量統(tǒng)計和出圖工作

針對裝配式T梁及箱形鋼筋混凝土拱橋上下部結構，建立了豐富的族模型文件，如T梁族下部結構族、拱圈族、拱座族等。橋梁上下部分族文件實現(xiàn)快速參數(shù)化設計，提高了工作效率。

通過Autodesk Revit結構配筋對橋梁上下部結構及附屬工程三維配筋及鋼筋工程量統(tǒng)計基本實現(xiàn)簡支T梁、箱形鋼筋混凝土拱橋二維出圖。

對于隧道專業(yè)，通過部件編輯器創(chuàng)建隧道標準橫斷面，通過設計平曲線、豎曲線結合隧道橫斷面，在 AutodeskCivil3D中生成隧道模型，并將隧道AutodeskCivi3D模型輸出到Autodesk Revit中進行詳細設計，包括隧道部分的路面構造、排水管道的布置、機電模型設計、配筋、相關工程量統(tǒng)計等。

5.互通設計

全線設置兩座互通，互通的設計采用部件編輯器創(chuàng)建分離式路基標準橫斷面，在 AutodeskCivil3D中建立曲面，選線、裝配材質(zhì)等工作，最終完成互通設計。

6.施工模擬

使用 Autodesk navisworks軟件對箱形鋼筋混凝土拱橋從基礎施工、拱圈吊裝、拱上立柱施工到橋面施工的各階段施工模擬。

7.BIM的協(xié)同設計實踐

四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院結合以往BIM設計的實際經(jīng)驗以及本項目實際情況建立了一套協(xié)同設計體系，以保證多專業(yè)、多軟件平臺之間的順利配合。本項目在設計階段涉及的軟件包括基于 AutoCAD平臺的 Autodesk Civi3D和 Autodesk Revit軟件，不同的軟件平臺之間的協(xié)同設計與數(shù)據(jù)交互成為難點。本項目在 Autodesk Civi3D軟件平臺下使用數(shù)據(jù)快捷方式進行協(xié)同，對于應用與橋隧專業(yè)的Autodesk Revit軟件，使用工作集的方式進行協(xié)同。Autodesk Civil3D和 Autodesk Revit軟件平臺之間使用基于CAD的外部引用進行協(xié)調(diào)。同時，應用 Autodesk Vault軟件平臺對所有的設計數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理。目前這種協(xié)同設計方法仍存在不足，在后續(xù)的工作中將進一步改進。

三、BIM在公路設計中的特點

攀枝花西區(qū)至涼山鹽源縣高速公路工程的BIM應用是集建模、檢測、計算、模擬、數(shù)據(jù)集成等工作為一體的三維建筑信息管理工程，這項工作覆蓋了測繪、路線、路基、橋隧等多個專業(yè)。

特點1：GIS系統(tǒng)的應用

提升地形地物等相關要素的三維可視化能力，為后續(xù)的三維可視化道路選線提供數(shù)據(jù)支持，提高工作效率。

特點2：部件編輯器的應用

利用部件編輯器裝配道路橫斷面，可以最大程度的減少橫斷面手動修改的工作量，大大提高工作效率。

特點3：Autodesk Civi3D的應用

利用 Autodesk Civil3D選線、拉坡、裝配道路、材質(zhì)計算等，快速形成土石方數(shù)據(jù)，優(yōu)化平縱面成果。利用Autodesk Civil3D中的代碼，可以達到快速精確地計算路面、邊溝等工程量。

特點4：InfraWorks360的應用

利用 InfraWorks360橋梁部件結合三維地形，可以快速對橋梁方案進行擬定?？梢詫υO計成果進行視距、交通流量等分析，更直觀的反映設計上的缺陷，便于修改完善。

特點5：Autodesk Revit族參數(shù)的應用

利用 Autodesk Revit的族參數(shù)化進行橋梁設計，可以達到簡便、快速、準確的出圖，減少橋梁上各結構的沖突問題。

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