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基于规划报建智能审查背景下的市政道路工程BIM应用研究

——以南京紫东核心区龙王山大道建设工程为例

代雯雯
  
安家(建筑与工程)
2022年8期
苏邑设计集团有限公司 江苏 南京 210000

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摘要:为深入贯彻党中央、国务院关于“放管服”改革和优化营商环境的重要精神,持续推进工程建设项目审批制度改革的战略部署,南京市率先运用BIM技术实现了工程建设项目电子化审查审批。以项目规划报建为切入口,逐步实现工程建设项目全生命周期的电子化审查审批,促进工程建设项目规划、设计、建设、管理、运营全周期一体联动,不断丰富和完善城市规划建设管理数据信息,形成CIM数字底板,为智慧城市管理平台建设奠定基础。本文以紫东核心区龙王山大道建设工程为例,介绍了在BIM规划报建审查政策背景下运用BIM技术进行设计、规划报建的试点情况、存在难点以及相关建议。

关键词:市政道路;BIM设计;CIM;规划报建;

一、前言

BIM——Building Information Modeling(建筑信息模型),其技术的核心是Information,即信息集成,是在三维模型的基础之上集成各类审查信息、管理信息、运维信息等。形成以三维模型为载体,各类信息可交互更新的动态管理数据库,方便后期各类业务平台调用,提高工程管理效率和质量。近年来,随着BIM技术的普及,在城市管理领域中,引入BIM信息化模型,为城市建设的管理创新赋能,成为新时代下的新课题。

2021年3月,南京市城乡建设委员会、南京市规划和自然资源局联合发文——《关于加快推进我市建筑信息模型(BIM)技术应用的通知》 宁建科字[2021]67号,宣告南京市BIM智能审查平台正式上线,并同步发布了多平台BIM数据规整插件以及数据标准,拉开了BIM审查试点工作的序幕。

二、项目概况及BIM应用点

龙王山大道建设工程(妙品街~捷运大道)为城市次干路,长度约1.76公里,道路标准断面宽33m,为双向四车道,包含道路工程、交通工程、排水工程、桥涵工程以及综合管廊工程。该项目具有专业交叉多、工作面广、管综建模工作量大、复杂多变的特点,在市政道路工程中具有典型的代表性。针对BIM正向设计交付以及规划报建数据有效流转的需求,本项目需解决以下几个问题:

1、核心建模平台的选择以及不同专业之间设计协同的BIM数据流转问题。

2、道路工程属于空间带状结构,需解决考虑道路平纵线形组合与板块横坡耦合的建模问题。

3、市政管综设计阶段调整较多,在满足报建时间节点要求下的快速建模问题。

4、根据设计BIM模型进行规划报建数据整合,输出符合审查标准的NJM文件。

本项目经过多番比选,最终综合应用鸿业路易、鸿业管廊、杰图管线、Revit、Dynamo等多款BIM辅助设计软件完成了龙王山大道的BIM设计,实现以道路、管廊专业正向设计出图为主多专业辅助设计优化、BIM数字报建、施工三维交底等,对同类市政工程的实施具有一定的参考意义。

三、设计阶段BIM应用技术路径及成效

1、BIM建模平台比选

目前市场上主流BIM软件有Revit、AchiCAD、Bentley,其中Revit、AchiCAD主要是面向建筑行业开发,具有较高的普及度,尤其是Revit在国内市场的占有率具有绝对优势,Bentley面向工业及基础设施领域开发,但是软件生态圈较为封闭,本土化开发较少,普及度不高。本项目选用Revit作为多专业模型的数据集成深化平台形成多专业协同的设计模式对市政道路工程BIM设计进行了探索,并输出符合规划审查的NJM格式数据,技术路径如图1所示。

2、地形及道路工程BIM建模

传统二维设计模式下,地形高程都是以平面数字表示,不够直观。BIM设计模式下,首先进行三维地形建模,通过二维地形图创建三维地表模型,直观展现现状地貌。根据现状地形剖取沿路线的自然纵断。在路易BIM正向设计平台中,提供平面与纵断面多视口同步拉坡,每一次拉坡方案均可单独保存在纵断设计文件里,方便设计师比较不同方案的土方及边坡工程量。道路设计采用装配式思想,道路模型由平面曲线、纵断面曲线复合出空间三维中心线,道路断面设计采用参数化设计形式,根据不同路段分别设置不同的断面参数,最终与路线数据耦合,装配出道路三维实体模型,道路边坡根据边坡装配方案自动匹配路面高程与自然地形,生成放坡或挡墙模型,解决了道路复杂多变的建模问题。最终道路设计成果以三维模型加路线参数文件的形式导入Revit中。

3、管线工程

管线综合设计阶段,传统二维数字报建只要求提交管综平面布置以及节点大样图即可,而BIM报建背景下,管综成果均要求以三维模型提交,人工建模工作量较大,周期长。通过分析管综设计成果的特点,我们发现管综设计阶段,所有的管线均以CAD平面线表示,按照统一的路面覆土深度沿道路敷设,只要能够分图层获取CAD管综线位,再将道路平纵横设计数据提取出来,即可实现快速批量建模。Dynamo作为Revit软件的可视化编程插件,具有丰富的二次开发节点包,非常适合处理参数化、批量化的建模工作。本项目通过Dynamo中LinkDWG节点包的ActiveX相关的节点,读取CAD图纸中管综线位数据,获取图层及平面x、y坐标点数据后,再将相应坐标点投影至道路中心线处,计算沿路线的竖向高程z,最终得到管线的三维坐标(x、y、z),实现管综设计阶段管线自动翻模后再对交叉节点进行深化建模,最终形成管综规划报建成果。排水施工图设计阶段,通过杰图软件读取道路软件交换数据,提取道路设计纵断、路面横坡、交叉口竖向等数据并进行标高推算,排水专业设计师并在此基础上进行管线设计,形成模型成果导入Revit平台中,在Revit中对井室、雨水排口、雨水篦子等构筑物按照国标图集参数建立专业族库,形成1;1真实还原的三维模型。

4、综合管廊工程

本项目综合管廊实施长度1.9公里,为支线管廊,双舱断面,结构外尺寸5.65m×4.2m,综合管廊工程主体结构采用鸿业管廊软件进行正向设计,在管廊软件中参数化定义管廊断面后,进行平面交互布置,纵断面拉坡,生成纵断面设计图,软件能根据平纵横参数自动生成三维模型。管廊井室以及出地面附属物比较特殊,采用Revit平台单独建模,最后组装成整体模型。

四、规划报建数据规整注意事项

相对于传统技术和已有做法,南京市BIM规划报建为了实现建筑、市政、城市轨道交通全覆盖,在规划设计方案审查、规划建设许可审批的全流程贯通的基础上同时兼顾“自主可控、标准统一”,研发了“宁建模”BIM轻量化自主格式,即所有报建数据无论BIM建模来自哪个平台,最终提交的审查数据均为NJM格式。

笔者根据《南京市工程建设项目BIM规划报建交付标准(试行)》(NJGBZ 01-2021)、《南京市工程建设项目BIM规划报建数据标准(试行)》(NJGBZ 02-2021),运用南京市规划和自然资源局官方发布的Revi平台数据填报转换插件,成功完成南京市首例市政道路项目全专业BIM报建并获得规划许可证。现就市政道路BIM报建以Revit平台为例,简单概述如下:

精准的BIM模型是数据填报的前提,就市政道路专业的方案及许可报建需要在拿到道路BIM模型以后,在Revit平台上依次进行“项目信息设置”、“中心线设置”、“道路规整”,最后“模型质检”无误后即可导出NJM文件及自审表。需要注意的是,Revit软件中道路模型最好建立在项目基点处,以防止超出显示范围造成模型显示精度不准,在报建插件中需要输入项目基点相对于实际地方地理坐标的偏移值,如下图所示。

设置完项目基本信息以后,导入道路中心线数据,由于笔者采用路易进行道路正向设计,此处直接导入道路路线文件。对照《南京市工程建设项目BIM规划报建交付标准(试行)》(NJGBZ 01-2021)6.2.15 城市道路模型内容,道路模型需包含以下内容:

注:“▲”表示应具备的信息,“△”表示实际情况具备时应具备的内容。

这就要求在前期BIM建模阶段就要依据审查规范对模型进行拆分,再依次对表格中的内容进行审查标记定义,最后通过软件自带的数据质检模块进行数据校验,没有警告信息即可导出NJM格式文件及自审表。

五、存在难点及建议

1、目前试点的BIM报建机制还处于半智能状态,很多规划审查信息仍然依靠人工填报,没有充分发挥BIM信息化模型的优势,建议将来研发方向考虑通过BIM模型直接提取相应数据,减少人工操作。

2、设计端缺乏国产底层BIM图形引擎,建模软件依赖国外厂商,建模习惯不符合国内行情,随着国产工业设计软件的崛起以及政策的扶持,这一局面有望得到改善。

结束语:

南京市BIM报建是基于国内BIM发展现状做出的一次尝试,有效验证了基于“BIM/CIM”新技术架构下的市政工程建设项目规划报建审查业务的全流程贯通,为全市的市政工程建设项目BIM技术应用推广开了好头。未来,BIM规划报建和CIM审查审批将成为“规定动作”,从设计源头上倒逼产业升级转型,从而实现BIM/CIM在工程全生命周期中的应用,助力实现城市精细化治理。依托数字化,提升完善产业结构,推进可视化、智能化运营维护管理,形成以数字经济为龙头的高技术产业集群,为国民经济的发展做出更大贡献!

参考文献

[1] 《关于加快推进我市建筑信息模型(BIM)技术应用的通知》 宁建科字[2021]67号.

[2] 《南京市工程建设项目BIM规划报建交付标准(试行)》(NJGBZ 01-2021)

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