BIM案例：BIM技术在机荷高速工程初步设计中的应用

深圳机场至荷坳段高速公路（机荷高速公路）属于G15沈海高速公路深圳段，位于深圳市中心区域，是粤港澳大湾区东西向的交通中轴线，为深圳市交通强国建设重点项目。

其起点位于深圳市龙岗区的荷坳立交，顺接惠盐高速;终点位于深圳市宝安区的鹤州立交，连接广深高速与深中通道顺接，路线长41.426km。沿途共经过深圳市龙岗区、龙华区、宝安区等3个区。按照立体复合通道模式进行改扩建，高速公路标准设计，设计速度100km/h，地面层采用双向8车道标准拓宽；立体层采用桥梁、隧道及路基方式新建立体通道，构成立体复合高速通道。项目地理位置图如图1所示。

图1 项目地理位置图

BIM正向设计

道路模型设计

道路模型的构建即根据相关道路设计规范，进行道路横纵断面的设计，要求路面宽度、路基填挖方、道路放坡，以及道路附属设施的装配与实际道路相符。利用CNCCBIM设计软件，定义道路横断面组件，通过特征定义点按照规则链接，建立参数化边界条件，创建道路横断面，如图2、图3所示。根据道路设计横断面模块及道路设计中心，快速完成全线复杂平、纵、横断面及三维道路BIM模型的构建与设计。

图2 道路横断面模板创建图示

图3 道路模型设计图示

桥梁设计

桥梁专业采用BIM正向建模技术方案，桥梁BIM建模过程中采用CNCCBIM平台直接读取道路、地面模型等所有需要的数据信息，输入桥梁设计参数及快速构建桥梁BIM模型，且该BIM模型与路线数据动态关联，可联动修改，桥梁BIM设计的技术路线如图4所示。

图4 桥梁 BIM 设计技术路线图

应用BIM技术，针对项目进行二次开发桥梁BIM设计工具集，建立参数化的桥墩、桥台、支座、墩台、桥跨、附属设施与机电设备、收费站等构件，结合实景模型进行方案模拟对比分析，完成桥梁BIM模型构建及方案设计，如图5所示。

图5 桥梁模型构建示意图

隧道设计

利用BIM技术对隧道的整体走向、平面、纵断面、净空等进行设计，构建洞身、洞门、明洞、衬砌、附属设施及机电设备等BIM模型，结合实景模型进行模拟分析对比，选取最合理的设计方案。采用BIM技术，利用其可视化、协调性、模拟性的特点，精确实现隧道主体及附属设施的方案优化问，解决项目中复杂隧道复杂节点设计难题，提高工作效率，提升设计品质。

隧道BIM建模CNCCBIM平台直读取道路、地面模型等所有需要的数据信息，基于CNCCBIMOpenRoads对隧道的整体走向、平面、纵断面、净空等进行设计，输入隧道相关参数（界限、内轮廓等）设计参数，快速实现构建洞身、洞门、明洞、衬砌、附属设施及机电设备等隧道BIM模型，且该BIM模型与路线数据动态关联，可联动修改。隧道BIM设计的技术路线及模型构造如图6、图7所示。

图6 隧道 BIM 设计技术路线图

图7 隧道模型构造图

BIM在机荷项目中的应用

为了达到正向设计目的，首先构建了实景，现状管线，地质等环境模型，并集成在同一平台下，在真实三维环境中开展设计。利用现有地形合理布设机荷主线、互通立交、平交口、停车站。并设计多个纵断面方案，选择能同时满足立交、桥梁净空要求，规避控制因素等要求的路线方案。并建立参数化横断面模板，关联项目级工作空间，满足断面放坡、边沟布置等不同需求，完成道路BIM模型设计。同时，软件支持动态智能标注功能，且标注随路线联动更新，快速完成方案调整，实现全线道路BIM正向设计。

为实现桥梁BIM正向设计，研发了桥梁设计工具集，实现多种桥型上部结构快速准确BIM设计，多种墩台构件批量化精准布设。为合理避免机荷高速立体层与地面层的冲突，并兼顾桥梁美观效果，项目组对多个方案进行可视化同步比选，充分分析和评估复杂桥梁方案间的优缺点。例如大悬臂斜撑桥，斜拉桥，连续刚构桥，钢箱梁，钢槽梁，钢板梁等多形式桥梁；双侧单层、单侧双层桥墩高10m、12m方案等。从而规避方案不合理、专业冲突、构件碰撞、净空不足等设计缺漏，提高设计品质。

运用SYNCHRO 4D的进度管理提高了项目的安全性、可靠性和可预测性，避免返工实现成本节约。为了直观表达设计方案与现状环境的变化情况等，项目组基于虚拟现实引擎技术实现BIM模型和各构件的具象性效果，使BIM模型与VR沉浸式体验完美融合，降低沟通成本，促进项目的顺利开展。

内容来源：《城市道桥与防洪》第9期（总第269期）2021年9月

文：雷银辉 何珊珊 姚书奎 中交第一公路勘察设计研究院有限公司

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