【BIM之家】BIM助力四川省交通运输厅交通勘察设计研究院完美诠释宜宾至攀枝花沿金沙江高速公路宁攀A标段工程BIM设计

本项目起于四川省会东县团结村，止于攀枝花市仁和金江镇。项目里程为96.974公里，桥梁总长39.654公里，占总长40.8%，隧道总长16.952公里，占总长17.48，枢纽互通1座，一般互通6座。该项目是是国高网G4216成都至丽江和省高网习水至新市高速公路的重要组成路段；长江经济带综合立体交通走廊的重要组成部分，有利于区域公路物流与长江沿线港口的联系；该项目辐射带动川、滇、渝、黔的又一通道；是攀西地区对外联系的第二通道，G5京昆高速四川境的辅助通道。项目沿线多山地，地形复杂高差比较大，同时地质条件复杂，项目桥隧比例高，使得项目工程规模大、建设难度大、造价高。

项目难点

区域构造复杂：断层发育，褶皱较多

营格达软弱地层问题

顺层边坡较多、高填深挖问题、地震烈度高

地形高差大展线困难、地形复杂、高边坡多

地形条件差使互通式立交布设困难

控制性工程规模大，设计难度较高

软件的解决方案

为了解决上述问题，提高四川交通院整个设计工作的效率和产品质量，基于欧特克系列软件，包括Civil 3D、Revit、 Map 3D和Infraworks等构建了三维设计平台，并通过服务器-客户端的方式搭建了虚拟机BIM云平台，满足各个部门对硬件的需求，共享BIM数据，实现不同专业之间的协同设计。基于此平台，达到以下BIM技术应用目标：

构建三维可视化设计平台，多专业协同设计

实现地质数据的高效管理、编辑与多专业数据共享

地质剖面图、柱状图和平面图自动出图

设计阶段基于参数化、部件化快速高效的构建道路模型

构建标准族库，实现常规桥梁的参数化建模，通用性强

基于可视化的三维平台实时反馈设计问题

图1 三维平台架构

图2 技术流程

BIM应用流程及成果

1、自定义坐标系统一多来源测绘数据

在构建BIM模型之前首先需要对多来源的测绘数据进行处理，构建数字地形模型。数据主要包括1:2000、1:10000地形图，最高0.6m分辨率卫星影像、无人机航拍影像，30m、90m分辨率数字高程模型（DEM），由于各种数据坐标系都不一样，对于源数据坐标系的统一，工作量很大。通过自定义坐标系统，免除了对CAD图纸进行操作编辑的巨大工作量，而高精度的影像坐标转换同样费时费力，现在无需改变原始数据，通过自定义坐标系配合Bing在线地图，高效地对数据进行坐标配准，在创建数字地形模型时效率得到极大提高。

图3 多源测绘数据

2、地质专业进行复杂地质三维建模

在当前传统地质工作中，有着查询资料困难、对上阶段资料的利用不足、重复性工作多（由于调线）等诸多问题，通过三维地质建模，能够实现不同项目、不同阶段地质资料共享，并且与设计信息共享，同时可以实现快速出图。

图4 桥梁三维地质模型

3、路基专业以部件编辑器为核心参数化创建道路模型

路基专业，通过Subassembly Composer参数化路基标准横断面，为各结构层赋代码，在Autodesk Civil 3D中直接生成道路模型。能够快速精确创建道路模型，实现设计方案的三维可视化，直观形象的反应设计中的不合理，有助于及时优化设计方案。

图5 道路模型

道路三维模型的快速建立可分为以下几步，首先对初步的桥梁、隧道以及挡防等构筑物区段进行划分，然后创建道路标准横断面装配，最后对道路模型参数进行设定后就可以快速生成道路模型，从而查看设计方案了。对于高填方、深挖方路段项目人员可以很快的判别，从而优化设计。

图6 设计不合理

4、桥梁专业基于Dynamo插件进行参数化建模

Dynamo具有以下几点应用优势：

基于空间路线设计

适用于大范围条带状结设计，通过二次开发，导入路线信息，实现在公路领域的结构物设计应用。

桥梁空间布设

基于Dynamo命令流，在Revit实现桥梁上下部结构的空间布设。

构建任意异形结构

Dynamo相较于Revit在几何模型构建上有更大的自由度，配合自适应构建可以很好满足公路构筑物对于平曲线、竖曲线、超高横坡的要求。

图7 常规桥梁建模流程-1

图8 常规桥梁建模流程-2

图9构建常规桥梁模型

BIM技术应用总结

对于BIM技术在该项目中的应用作如下总结：

测绘数据的高效整合与管理

实现地质数据的信息化管理、共享，服务协同设计

路基标准横断面定制，适用于各种复杂地形

构建和完善常规桥梁标准族库，参数化建模

基于三维可视化设计平台即时进行设计方案优化

通过项目实践，四川交通院总结较为成熟的BIM设计流程与方法，逐步推进院BIM标准化工作，为BIM的广泛推广创造条件，推动企业不断升级创新。

BIM技术应用展望

为了将BIM技术更深入地应用到本项目中，具体四川交通院将在以下几个方面进行攻关：

BIM与GIS更深入的结合，优化平台的模型加载能力和数据管理能力

通过软件二次开发解决当前地质建模与出图标准化问题

常规桥梁结构和特殊桥梁结构的族库完善，保证其通用性，更好的服务于生产

基于桥梁与隧道的标准族库构建信息化管理平台

四川交通院希望通过以上举措能够逐步将BIM技术普及应用于生产最前线，提高企业竞争力，推动企业发展。