1、BIM正向設計應用思路和框架

中交一公院以梅觀(guān)項目為依托，項目組通過(guò)深入研究和探索形成了大型復雜市政項目BIM正向設計解決方案。建立了精準的地質(zhì)、地形、實(shí)景、地下管網(wǎng)等三維BIM模型，并集成融合構建了全新三維可視化設計基礎環(huán)境；通過(guò)研發(fā)CNCCBIM系列軟件，創(chuàng )新性地完成了BIM正向設計，實(shí)現了基于BIM模型的自動(dòng)出圖，通過(guò)可視化展示平臺動(dòng)態(tài)展示項目效果，革新設計手段和展示方式；探索數字化交付平臺，實(shí)現了設計成果的數字化交付。

BIM正向設計解決方案總體思路

2、BIM正向設計應用點(diǎn)

（1）構建精準三維基礎環(huán)境

構建地形模型（DTM）。依據外業(yè)測量、地形圖等數據，通過(guò)CNCCBIM軟件快速創(chuàng )建了項目區域準確的地形模型，直觀(guān)反映地形狀況，為三維BIM設計提供了環(huán)境數據。

構建三維地質(zhì)模型。地質(zhì)條件關(guān)乎設計質(zhì)量，項目組研發(fā)了地質(zhì)建模軟件，根據項目勘探的原始鉆孔、地質(zhì)剖面圖等數據，建立了項目區域三維地質(zhì)模型，直觀(guān)反映地質(zhì)狀況。

三維地質(zhì)BIM模型

實(shí)景模型

重建管網(wǎng)現狀模型。項目區域地下管網(wǎng)錯綜復雜，為探明復雜的管網(wǎng)現狀，避免設計延誤。項目組研發(fā)管網(wǎng)建模工具，重構了完整的地下管網(wǎng)BIM模型，準確定位，便于管廊設計與遷移。

集成融合項目區域地形、地質(zhì)、管線(xiàn)和高精度實(shí)景模型，構建了精準的三維設計基礎環(huán)境模型，可以直觀(guān)反映地物、地質(zhì)狀況，在真實(shí)的環(huán)境中開(kāi)展BIM設計，提高了工程與環(huán)境的協(xié)調性，為BIM正向設計提供了準確的基礎數據模型。

三維設計基礎環(huán)境模型

（2）BIM正向設計

道路BIM正向設計。項目互通立交密集，設計難度大。項目組創(chuàng )新性地研發(fā)了道路工程BIM正向設計軟件CNCCBIM OpenRoads。該軟件基于精準的三維基礎環(huán)境，結合項目實(shí)際，定制了符合我國規范要求的參數化橫斷面模板，通過(guò)參數化技術(shù)快速完成道路BIM設計，創(chuàng )建精準的道路BIM信息模型，并基于BIM模型剖切實(shí)現了道路工程二維圖紙和報表的自動(dòng)生成，模型與圖紙實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，確保了圖紙與模型的一致和準確性，滿(mǎn)足了行業(yè)交付要求。

道路BIM模型

道路BIM出圖

橋梁BIM正向設計。全線(xiàn)橋梁大部分位于互通立交區域，橋梁形式多樣，上部結構涵蓋鋼箱梁、鋼混組合梁等7種形式。項目組研發(fā)了上部結構參數化設計軟件，快速完成全線(xiàn)變截面、曲線(xiàn)梁三維BIM設計。

針對鋼箱梁：研發(fā)了多種截面形式全參數化設計工具，實(shí)現鋼箱梁等高、斜交、變寬設計，智能化布置橫隔板、加勁肋等構造，快速完成全線(xiàn)約1190m鋼箱梁的三維BIM設計。

鋼箱梁BIM模型

針對箱梁：研發(fā)了參數化懸臂現澆變高箱梁、節段預制箱梁設計工具，通過(guò)設計參數控制，快速完成全線(xiàn)5處跨鐵路現澆變高箱梁和約3830m節段預制箱梁的三維BIM設計。

變高箱梁BIM模型

針對預制小箱梁：基于參數化技術(shù)研發(fā)了預制小箱梁設計工具，快速完成全線(xiàn)預制小箱梁的三維BIM設計。

下部結構涵蓋花瓶墩、門(mén)架墩等30余種形式，項目組建立了蓋梁、橋墩、基礎等參數化部件庫，研發(fā)了下部結構智能設計工具，通過(guò)部件組合建立柱式墩、花瓶墩、肋板臺等構件，精準布設全線(xiàn)約300個(gè)墩臺。

下部結構BIM模型

上部結構、下部結構和三維設計基礎模型協(xié)同關(guān)聯(lián)，實(shí)現了自動(dòng)調整墩高、樁長(cháng)，且設計方案參數更改，模型聯(lián)動(dòng)更新。

綜合管廊BIM正向設計。梅觀(guān)項目地下環(huán)境復雜，沿線(xiàn)通訊、燃氣、給排水等管線(xiàn)密布，設計面臨管線(xiàn)布設、改遷等問(wèn)題。項目組研發(fā)了CNCCBIM管廊設計工具集，建立了參數化管廊截面、節點(diǎn)構件庫，快速完成約16.5公里的管廊BIM設計。并通過(guò)BIM可視化、碰撞檢查等技術(shù)，實(shí)現了管廊的精準布設與改遷優(yōu)化。

綜合管廊BIM模型

景觀(guān)綠化BIM正向設計。梅觀(guān)項目地處深圳市中軸景觀(guān)帶，對景觀(guān)設計提出了極高的要求，傳統手段難以直觀(guān)呈現設計效果。項目組利用Plant Factory軟件建立三維植物模型庫，研發(fā)了CNCCBIM景觀(guān)綠化BIM設計工具集,快速批量完成了全線(xiàn)綠化植物的布設。實(shí)現三維景觀(guān)隨季節的動(dòng)態(tài)變化，革新了景觀(guān)綠化設計手段和呈現方式。

景觀(guān)綠化

（3）全方位、立體化溝通展示

集成實(shí)景、地下管線(xiàn)、道路、橋梁、綜合管廊、景觀(guān)天橋、綠化等模型，利用LumenRT軟件對項目進(jìn)行全線(xiàn)漫游與動(dòng)態(tài)可視化展示，真實(shí)呈現設計效果，實(shí)現全方位、多立體的方案比選與設計優(yōu)化。

可視化展示

（4）數字化交付

將項目的設計資料、BIM模型、圖紙、表格、工作文檔等數字化成果文件，集成后發(fā)布為iModel數據庫格式，利用Navigator等數字化交付平臺在桌面端、移動(dòng)設備和Web端查看和管理。

數字化交付

3、后續應用規劃

（1）優(yōu)化BIM正向設計流程，進(jìn)一步探索數字化交付平臺；

（2）推動(dòng)BIM在施工組織和管理、交通疏解等方面的深度應用；

（3）搭建BIM全生命周期應用平臺，實(shí)現BIM技術(shù)在運維養護等方面的應用。

三、技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)

BIM正向設計技術(shù)在深圳梅觀(guān)高速公路市政化改造工程中的創(chuàng )新應用，具有以下技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)：

1.系統性地提出了復雜市政道路工程BIM正向設計的思路和方法；

2.首次實(shí)現了復雜市政道路工程全三維環(huán)境參數化BIM設計，形成了成套軟件解決方案；

3.首次實(shí)現了基于三維BIM信息模型出圖的新思路，革新了傳統工程制圖手段。