翟 继 鹏

(浙江省交通规划设计研究院有限公司，浙江 杭州 310000)

1 概述

公路是一种巨大的工程项目，包括了道路、桥梁、隧道等结构，其复杂程度很难用规则模型概括出来。公路工程相比于一般的土建工程有着很突出的特点。首先是工程造价比较高，投资很大，这是一般的建筑工程项目所不可比拟的，这就决定了施工运用BIM技术的必要性；其次公路工程的规模大，建设周期长，这种线性建筑的特点，使施工易受到其他工程和外界的干扰，施工管理工作量大；再次野外工作，作业受限，公路的勘测、施工大都是在野外，导致设备机械等作业能力受限制；最后公路工程的质量要求非常高，这是一项与民生相关的重大项目，每条公路都是唯一的，一旦建成之后，将会长时间的投入到使用中，因此建设各方都会尽可能的要求创造高质量的公路建筑。

2 BIM软件实现精细化建模

公路工程施工的复杂特点使施工技术成为一大难点，利用BIM软件实现精细化建模运用在施工中是现代信息建筑的一大突破。BIM软件在公路行业的建模主要包括路线地形、自动拼装桥梁等建模。下面我们来看一下BIM软件在公路工程行业几种常见的建模方式。

2.1 Civil3d路线建模

Civil3d是一款面向对象的制图软件，其路线路基的设计建模能力十分强大，将道路的纵断面、横断面、水平线等元素在同一界面结合，创造动态关联的参数化三维模型。Civil3d创建道路模型的步骤如下：

1)根据设计图纸，创建地形曲面；首先创建曲面定义，然后通过添加等高线或者等高点。地形生成之后，开始创建路线的平面曲面，平面曲线的创建有两种方式：

a.通过CAD图中线路的PL线直接转化。

b.通过路线绘制工具，绘制路线。

2)创建路线纵断面曲面，在Civil3d中，路线的平纵横是实时联动的，模型在施工阶段可以随时根据现场情况修改相应的数据，软件会自动计算对应的其他数据。

3)创建横断面，Civil3d的横断面是采用装配式横断面，可根据现有模板修改，达到建模的要求。

4)根据平纵横可快速创建路线模型，并且与地形相互融合，模型可导入到其他软件平台上进行渲染展示。

2.2 Dynamo+Revit桥梁自动拼装建模

Dynamo是一款可视化编程软件，可以与Revit交互使用，自动组建桥梁上部结构，配合参数化族，自动实现上部结构与下部结构的拼装。

Revit中导入桥梁路线，根据Dynamo节点包直接生成桥梁上部结构梁和横隔板；Revit建立桥梁下部结构参数化族，包括桥墩和桥台，根据Dynamo节点包自动拼装下部结构族，见图1。

2.3 Infraworks+Inventor协作

Infraworks是一款具有整合功能的软件，可以把其他软件建立的模型在Infraworks中整合，并进行项目展示。同时Infraworks自带组件式路桥隧功能，可以在仿真地形环境下进行模型的建立与修改。由于Infraworks自带的组件模型是由Inventor建立的ipt格式的构件，因此可以在Inventor中修改模型的细节，再在Infraworks中进行模型建立。

在Infraworks中找到构件样式，复制出需要修改的构件，打开该构件的资源管理器，直接在Inventor中打开该模型，在Inventor中修改结构模型，并通过保存，在Infraworks中更换修改后的构件。

2.4 Navisworks施工模拟

Navisworks是可视化仿真软件，可以对公路工程的模型进行仿真施工模拟或者可视化施工交底等，对公路工程施工阶段的管理有十分重大的作用。

通过外部模型导入，并整合模型信息，运用Animator动画设置功能，可以设置特殊节点的分解动画，完成可视化交底，简单直接。通过Timeliner实现全周期施工模拟，算量、现场实时监控。

3 模型在公路施工阶段的应用

BIM技术作为公路施工整个建设生命过程始终的技术模式，其在整个公路工程施工过程中，是实现让建设项目规划设计成为现实的重要环节，施工企业要在BIM技术基础上建立项目管理信息化体系，提高公路工程施工建设水平，提升公路工程施工质量，实现经济效益最大化。具体的BIM技术在建筑施工中的应用价值包括以下几点。

3.1 三维设计，全面展现

BIM技术在建立精细化模型后，通过对材质的选择，并通过专业的渲染软件，可以达到逼真效果。在建立模型的初期，添加设置构件的编码信息，并且添加对应的属性，在展示阶段，能够通过在模型中对构件的选择，提供出模型的尺寸类型等信息。在BIM模型渲染出成果后，可以更方便的进行宣传汇报展示，增加项目工程展示的美观度。另外通过对模型的不同部位的显示设置，可以准确的把复杂节点处的模型更加直观的展示出来，还可以设置动画演示，把项目整体的模型与节点施工工艺通过视频的方式展示出来，提前了解工程施工的难点重点。在BIM模型的基础上，设置模型的材料算量属性，在展示模型的同时，自动呈现出相关构件的工程量，对施工阶段有着很重要的意义。

3.2 优化方案，提高效率

BIM精细化模型对于施工方案的选择具有十分重要的意义。利用BIM三维可视化的优势，让人容易理解工程师所提出的方案，让所有参与方都能轻易理解规划方案，节省沟通时间也降低彼此表达不清的误解；利用BIM的4D施工模拟功能，及时发现施工方案中的不足与优化点，并及时改进，防止在施工过程中的返工现象，大大提高了施工效率。还可以利用BIM技术进行现场技术交底，三维精细化模型的展示可以直观的使被交底人理解，特别是特殊节点的展示，可以使工人在施工前充分了解施工内容和顺序，提供工作效率。

3.3 精确算量，减少浪费

BIM模型是一个包含丰富的数据并且参数化的建筑的数字表达方式，BIM精细化模型利用4D模拟，利用数字化平台演示整个施工过程，实时统计公路施工过程中的材料用量，根据数据对比及时查出材料浪费的原因，有效进行资金的控制。由于采用BIM技术，设计单位可以通过模型进行物理碰撞和规则碰撞检查，消除设计不合理因素，大大减少了施工阶段中的设计更改，减少资源浪费。

3.4 协同管理，安全施工

BIM技术可提高施工组织协调的有效性，同一个精细化的BIM模型，可以同时在不同的单位中显示，并利用网络技术，协同联系，基于BIM模型完成施工的协同管理。在公路工程的施工过程中，由于施工项目是线性的，传统的管理协作方式受空间限制很大。通过基于BIM模型的协同工作平台，可以极大程度的淡化时间空间的界限，施工进度多处同步更新，优化交流方式。还可以利用三维模型提前判断危险源，在其附近设置防护设施模型，提前排查安全死角。基于BIM的精细化模型，BIM技术在协同管理和安全施工中的应用能够更大程度的发挥作用。

4 结语

BIM软件实现精细化建模是BIM技术真正应用于工程的基础，精细化建模的方式有很多种，只有带有建筑构件信息的模型才符合BIM的基本定义，运用BIM技术与理念，通过信息模型随时更新现场施工数据，实时监控施工状态，及时调整。施工阶段运用BIM技术不仅提高施工效率，而且对安全施工、材料预算有着重大意义。由此可见，合理的运用BIM软件建立精细化模型，在公路工程的施工阶段会有传统施工方式无法企及的优势。