该公路位于我国某地区，主要功能是实现该地区的两个城市的连接，该公路设计为双向两车道，时速80km/h，为实现工程自定义和实时动态管理，决定采用BIM及时进行公路设计，实现参数化管理。

BIM技术在公路设计中的应用

1.1设计方案

该公路设计分为初步设计和施工设计，初步设计包括立项和前期勘察，初步设计完成后即开始设计施工，建立BIM模型，在设计中标注地形图、道路中心线、横断面图、纵断面图等，再结合模型中的数据信息，计算工程量，形成施工图，以利用BIM技术实现本工程的自定义和实时动态管理。

1.2初步设计

1.2.1立项阶段

（1）立项阶段，设计单位需要对该项目进行可行性分析，通过论证确定项目的可行性。

（2）对路线走向、施工方案等问题做好规划，采用BIM技术进行仿真模拟，确保能直观地分析工程的可行性，避免繁琐的计算和论证过程。

1.2.2外业勘察

（1）勘察是工程初步设计阶段的主要工作，勘察可分为初步勘察和详细勘察，初步勘察后，通过BIM技术呈现公路的立体三维模型，对专业测绘数据中心数据库进行分析与构建。

（2）初步模型建立后，进行详细勘察，详细勘察包括地形地物调查、断面资料调查、公路周边地质环境调查和桥涵水文资料调查，为提高专业部门间数据共享的效率，需要对外部工作的各种流程进行调整和完善。

（3）技术人员对详细勘察数据进行实时录入、编辑、整理，并将整理后的数据输入BIM模型中，然后根据实际采集的数据资料，进一步整合、完善模型，优化公路工程的设计，提高设计质量。

1.3施工设计

1.3.1BIM参数化建模

工程初步设计完成后，根据所记录的参数，进行BIM参数化建模，主要包括以下内容：

（1）地形图

采用BIM技术，以地形参数的形式建立本工程的三维地质模型，根据自动生成的三维地形空间图，直接输入测量数据完善模型。

（2）道路中心线设计

①道路中心线是本公路设计中的重要环节，应根据具体要求合理设计道路的中线，运用BIM技术对道路设计中的线位进行拟合，并根据工程设计的具体要求，对道路设计中的中心线曲线半径和长度等基本要素进行适当调整。

②操作方法为：工作人员将所确定的中线插入BIM生成地形图中，将已插入地形图中的中线转换为多段线，然后在路线菜单中选择适当的选项，以选择目标中线，并在软件锁弹出的对话框中输入当前路线名称、选择路线样式和路线标签，当中线的基本设计完成时，再点击最后的确定按钮，完成设计。

（3）道路纵断面设计

①工程中线设计后进行纵断面设计，纵断面的设计同样采用BIM技术，根据工程的要求，对纵断面功能进行确定。

②操作方法为：根据生成的原地面线进行绘图，绘图时，根据具体要求适当调整曲线参数，满足全部设计要求后，保存为竖曲线文件，通过软件对原始路基线图、竖曲线文件进行加工处理，最终形成符合本工程设计要求的路纵断面设计图。

③为简化设计步骤，本工程应用了Civil3D程序，通过单击软件菜单中的“从路面创建纵断面”命令，直接生成路基线段，对线段进行相应的修改后，实现自动更新线段的相关参数，以大幅节省工程设计成本。

（4）横断面参数化设计

工程纵截面完成后，进行横截面的设计，截面参数包括路基宽高、路面形态与厚度、路肩、护栏、超高、坡度、路缘石、排水设施等，并采用BIM技术进行参数化设计，操作方法同纵截面。

1.3.2工程量计算

本工程采用BIM模型，对钢筋、混凝土和土方等工程量和成本进行快速估算，为控制成本提供数据支持。

（1）钢筋用量计算

根据本工程的BIM模型，利用Revit程序通过函数对钢筋用量进行计算，在软件的钢筋属性中进行类型分类，然后输入钢筋的参数，再用计算机进行函数计算，自动计算出不同型号的钢筋用量，实现对工程造价控制。

（2）混凝土计算

同样利用Revit程序，根据工程构件尺寸自动计算体积，同时根据实际需要将本工程混凝土折损系数加入计算函数中，自动计算出相应的构件混凝土用量，可以与工程实际用量进行对比分析，实现混凝土用量的计算。

（3）土方量计算

本工程土方量的计算采用Civil3D程序，通过该程序中的曲面体积法、放坡体积法和截面体积法对土方量进行计算，计算中要根据本工程实际地形设定好的基准面、放坡形式，自动计算出相应的土方量。

1.3.3生成施工平面图

通过本工程的BIM模型，利用Revit程序进行工程平立图建模，然后快速、精确地生成工程施工平面图。

1.3.4信息化管理和优化

（1）设计完成后，应对工程进行调试和检验，及时发现设计方案中的漏洞和不足，不断优化设计方案，使方案设计更加合理，降低施工难度，提高BIM模型修改的效率和便捷性。

（2）工程施工过程中，若出现地形等与设计方案不符的因素，需对BIM模型参数进行修改，BIM技术使方案修改和调整更加简便、准确，而不需要人工修改图纸，提高了工程效率。

（3）借助计算机平台，BIM技术实现对了本工程信息的高效管理和资源的优化配置，同时也为工程施工方案模拟、工程维修周期模拟等提供了全寿命服务，实现了工程自定义和实时动态管理。程进行调整和完善。

来源：《交通世界：建养》2021年第24期（8月下）

文：谷秀丽（张家口翰得交通公路勘察设计有限责任公司）

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