BIM(BuildingInformationModeling，建筑信息模型)技術(shù)是繼CAD(計算機輔助設(shè)計)技術(shù)之后的建設(shè)領(lǐng)域又一重要計算機應(yīng)用技術(shù)，作為未來設(shè)計的主流方向，其先進(jìn)的工作方式和高效直觀的特點逐漸在設(shè)計行業(yè)中凸顯，其廣闊的應(yīng)用前景讓企業(yè)意識到，應(yīng)用三維設(shè)計提升競爭力，是設(shè)計公司必須經(jīng)歷的轉(zhuǎn)型。

本文以海東市城市綜合管廊建設(shè)項目的道路交口段設(shè)計為例，以ArchiCAD為平臺，實踐三維設(shè)計軟件在市政道路項目設(shè)計和施工指導(dǎo)方面的應(yīng)用，總結(jié)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)問題，為推廣三維設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

1傳統(tǒng)市政管廊設(shè)計概述

市政綜合管廊的建設(shè)在我國還處于起步階段，目前城市修建市政配套管線時大多直接埋設(shè)于地下，各專業(yè)分開布置、自成系統(tǒng)，無法適應(yīng)城市高密度化的發(fā)展趨勢，而綜合管廊因其獨有的優(yōu)勢得到了越來越多設(shè)計人員的關(guān)注，具有以下優(yōu)點:

①充分利用道路地下空間，城市空間日益擁擠，修建綜合管廊可以合理有序地利用道路下部空間，合理布置各專業(yè)管線;

②多專業(yè)管線統(tǒng)一監(jiān)管，提高管理效率;

③管線擴容更新時減少道路重復(fù)開挖次數(shù)，延長道路使用年限。

傳統(tǒng)管廊二維設(shè)計包含管廊平剖面圖，完全由設(shè)計人員依靠想象繪制，對于普通的雙艙管廊及單層管廊交叉口來說，這樣做是沒有問題的。然而隨著城市交通及道路空間的日益擁擠，一些本在地面上的設(shè)施如人行過街通道規(guī)劃入地下空間，使得本就錯綜復(fù)雜的地下綜合管線與地下人行通道發(fā)生交錯，地下管道、管廊與人行通道三者間的互相避讓成為設(shè)計的難點。在這種情況下，傳統(tǒng)的管廊二維設(shè)計便暴露出了一些缺陷:

①在道路交叉口，多層交叉地道管廊結(jié)合體如果仍靠想象來設(shè)計繪制平剖面，極易出現(xiàn)錯漏并造成施工過程中的困擾。

②由于管線眾多且穿插頻繁，會在調(diào)整管線標(biāo)高時產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，即調(diào)整一處碰撞又會產(chǎn)生新的碰撞，這種錯誤在二維設(shè)計中很容易被忽略。

③即便設(shè)計人員思路清晰，復(fù)雜的二維圖紙在匯報時也會帶來困擾，業(yè)主無法快速理解設(shè)計人的意愿，造成溝通上的不便。

應(yīng)用BIM三維設(shè)計，可以將管廊和管線綜合通過可逆的模擬施工完整表現(xiàn)出來，直觀地發(fā)現(xiàn)碰撞點，實時修改，并根據(jù)需要反映局部斷面信息，便于溝通理解。

2項目概述

海東市位于青海省，因位于青海湖以東而得名，是我國最年輕的城市，為保證這個年輕城市的可持續(xù)發(fā)展，在城市市政管網(wǎng)的主干線上設(shè)置綜合管廊是城市安全、健康發(fā)展的有力手段。

本文所述道路交口位于樂都區(qū)朝陽山片區(qū)，古城中街與祥瑞街交口，區(qū)內(nèi)管網(wǎng)干管(包含熱力、給水、電信、電力管線)均經(jīng)此處交匯轉(zhuǎn)輸，建設(shè)綜合管廊優(yōu)勢明顯，且因地處片區(qū)負(fù)荷中心和市政府核心區(qū)域，要求一次性建設(shè)好無需再行開挖，因此需預(yù)留未來發(fā)展空間。除此之外，該交叉口還承擔(dān)了兩條主干路間地下人行通道的任務(wù)，共計8個人行出入口，市政管廊水電艙與熱力艙分隔下穿人行通道。水電艙凈尺寸為3.3mx2.7m，熱力艙凈尺寸為2.3mx2.7m。

3三維設(shè)計軟件的選擇

BIM是三維設(shè)計的代稱，并不專指某款軟件，目前應(yīng)用較廣的三維設(shè)計軟件有Graphisoft公司的ArchiCAD以及Autodesk公司的Revit，兩款軟件均為建筑軟件，應(yīng)用于市政工程設(shè)計時，相比較Archi-CAD更能符合設(shè)計人的操作習(xí)慣，設(shè)計人員可以根據(jù)自己在二維設(shè)計中積累的經(jīng)驗和習(xí)慣快速地建立三維建筑模型并自動生成平立剖面圖，配合MEP水暖電插件，可以在同一個模型中布設(shè)管道系統(tǒng)，完整表現(xiàn)構(gòu)筑物及管道綜合。

此外，ArchiCAD還可以生成虛擬漫游文件，用戶無需安裝軟件即可在個人電腦上瀏覽整個模型，用來作匯報非常方便。

4模型建立

4.1結(jié)構(gòu)元素建模

首先是管廊的建模，其結(jié)構(gòu)元素搭建主要使用墻梁板柱工具，局部異型使用復(fù)雜截面或殼體、變形體完成，注意區(qū)分圖層與材質(zhì)。

作為與二維設(shè)計的區(qū)別之一，三維設(shè)計每一筆畫出的都是虛擬實體，有必要養(yǎng)成操作幾步就觀察一下三維視角的習(xí)慣，以便及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題。

4.2管道建模

管道建模使用軟件自帶的MEP(水暖電插件)，不同種類管線預(yù)設(shè)置不同顏色的MEP系統(tǒng)，通過在布設(shè)過程中設(shè)置管道直徑、標(biāo)高信息，可連續(xù)畫出不同管徑、標(biāo)高、傾斜角度的連續(xù)管段，彎頭及異徑管根據(jù)設(shè)置將自動添加，設(shè)計中管線綜合依據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》(GB50289-98)及各種管線相關(guān)規(guī)范進(jìn)行避讓調(diào)整。圖1為包含結(jié)構(gòu)元素和管道系統(tǒng)的完整道路交口綜合管廊及地下通道模型。

模型建成后，使用剖面圖工具在模型任意位置剖切，可自動生成相應(yīng)剖面圖并可直接在其中添加標(biāo)注，任意剖切是三維設(shè)計軟件的主要優(yōu)勢之一，且剖面圖與模型聯(lián)動，一處修改同步更新，非常方便。由于道路管廊的特殊性，有時需要做非垂直的折剖，例如兩個接入口成170“交角，這種情況ArchiCAD無法剖切仍需手繪，為了保持出圖風(fēng)格一致，本子項出圖仍為AutoCAD繪制，但自動生成的剖面發(fā)揮了很好的參考作用，減輕腦力消除錯漏。圖2、圖3為不同剖面的三維視角。

4.3項目展示

圖4及圖5分別為行進(jìn)中查看給水支管信息和測量管道間凈距。

創(chuàng)建的模型可以采用多種方式進(jìn)行展示匯報，ArchiCAD創(chuàng)建的模型可以導(dǎo)出至Artlantis進(jìn)行照片渲染或動畫制作，除此以外還可以生成一個exe可執(zhí)行文件，用戶無需安裝軟件即可在個人電腦上瀏覽整個模型，在瀏覽的同時可以查看模型信息及距離測量。

5結(jié)語

BIM作為一種嶄新的設(shè)計手段，目前還有許多問題亞待解決，比如設(shè)計流程改變后多專業(yè)間的協(xié)同、三維設(shè)計規(guī)范的建立、不可避免增加工作量是否值得的爭論等，這些都需要不斷實踐與改進(jìn)。

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