BIM技術(shù)在某港口裝卸工藝設(shè)計中的應(yīng)用

王洋洋

摘 要：本文以某內(nèi)河多用途碼頭工程為依托，采用Revit和Inventor等BIM軟件，對BIM技術(shù)在多用途碼頭裝卸工藝系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用展開了研究，研究結(jié)果表明，BIM技術(shù)能夠有效提高裝卸工藝系統(tǒng)設(shè)計效率和質(zhì)量，提高溝通協(xié)同效率，并提出了一套多用途碼頭裝卸工藝系統(tǒng)設(shè)計路線，為BIM技術(shù)在港口設(shè)計中的深入發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) Revit 裝卸工藝 港口工程

1.前言

自2002年建筑信息模型（Building Information Modeling，縮寫為BIM）引入工程建設(shè)行業(yè)以來，已有十多年歷程，目前已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可，被譽(yù)為建筑業(yè)變革的革命性力量。在碼頭工程規(guī)劃、設(shè)計、施工、維護(hù)等生命周期引進(jìn)BIM技術(shù)已是大勢所趨。

近年來，BIM技術(shù)在我國港口工程的應(yīng)用得到了快速發(fā)展。2010年，謝錦波等人基于Revit軟件對高樁碼頭三維交互設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行了二次開發(fā)，較早接觸和探索BIM技術(shù)在高樁碼頭設(shè)計階段的應(yīng)用。該系統(tǒng)可以快速建立三維高樁碼頭模型，實現(xiàn)二維平面圖、剖面圖、立面圖和工程量明細(xì)表的輸出，系統(tǒng)建設(shè)屬于初步階段。季景遠(yuǎn)對Revit軟件在港口工程施工圖設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行了嘗試，初步探索了該軟件在高樁碼頭水工結(jié)構(gòu)設(shè)計建模環(huán)節(jié)的使用方法。汪洋運(yùn)用多款BIM軟件進(jìn)行港口工程電氣專業(yè)BIM設(shè)計，對各設(shè)計階段的方法與細(xì)節(jié)進(jìn)行了一定研究，與傳統(tǒng)二維設(shè)計進(jìn)行了對比。石露運(yùn)用Revit軟件對某集裝箱碼頭BIM設(shè)計進(jìn)行了嘗試，探索了室內(nèi)電氣設(shè)計、室外電氣設(shè)計和專業(yè)間協(xié)同設(shè)計。李華帥依托某電廠煤炭儲運(yùn)碼頭，借助Revit和Inventor軟件，對工藝設(shè)備模型建模、與其他專業(yè)協(xié)同、圖紙繪制、設(shè)計校審等進(jìn)行了研究?；矢﹃灰劳心骋后w化工碼頭，對基于BIM軟件的動力管道設(shè)計流程和特點(diǎn)進(jìn)行了探索，探討了專業(yè)協(xié)同、碰撞檢查、工程量統(tǒng)計和圖紙生成。黃慶依托重慶港江津港區(qū)珞璜作業(yè)區(qū)改擴(kuò)建工程，重點(diǎn)探討了散貨工藝與其他專業(yè)的協(xié)同作業(yè)模式，提出了雙向鏈接與工作集共用的方法，提高了設(shè)計協(xié)同的效率。陳家悅針對尼日利亞萊基深水港項目設(shè)計過程中的多專業(yè)協(xié)同、工期緊、難度高等問題，進(jìn)行了BIM技術(shù)在港口工程協(xié)同設(shè)計中的研究，采用Autodesk Vault平臺，整合多種軟件及文件格式進(jìn)行協(xié)同設(shè)計，實現(xiàn)了BIM技術(shù)在港口工程中的協(xié)同設(shè)計、管線綜合、深化設(shè)計等，有效提升了港口工程設(shè)計質(zhì)量和效率。羅文林研究了高樁碼頭工程中特有的族的創(chuàng)建思路和參數(shù)化的方法。熊潤東利用Revit軟件對某碼頭橫梁進(jìn)行鋼筋建模，可快速導(dǎo)出工程量。

綜上所述，BIM技術(shù)在港口工程的應(yīng)用起步較晚，積累的經(jīng)驗較少，還沒有港口工程BIM技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)構(gòu)件庫和族庫的積累較少，未形成行業(yè)統(tǒng)一。本文依托實際工程項目，探索了BIM技術(shù)在港口裝卸工藝設(shè)計中的應(yīng)用。

2.工程概況

本文依托項目江門港高新區(qū)公共碼頭工程，為公共碼頭首期項目工程，碼頭前沿布置3個3000DWT多用途泊位，上游端部布置一個海事巡邏船泊位。碼頭長432m，采用連片式布置。碼頭面寬35m，通過3座引橋與后方陸域銜接。陸域布置在現(xiàn)有防洪堤與規(guī)劃連海路之間，總面積約為39.86萬m2，縱深約為600m。陸域港區(qū)根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)要求劃分為堆場區(qū)，輔助生產(chǎn)區(qū)及綜合辦公區(qū)。堆場呈“三線”布置。碼頭年設(shè)計通過能力為集裝箱53萬TEU/a，件雜貨123萬t/a，平面布置圖如圖1所示。

3. BIM設(shè)計技術(shù)路線

目前市場上的BIM軟件中幾乎沒有裝卸工藝系統(tǒng)設(shè)計所需要的族文件，考慮到本工程中需要建立的單機(jī)模型數(shù)量多且系統(tǒng)復(fù)雜，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型，在設(shè)計中采用Inventor軟件進(jìn)行建模，如岸橋、多用途門機(jī)、軌道式集裝箱龍門起重機(jī)等;對于那些易于實現(xiàn)參數(shù)化，方便以后再次使用的模型采用Revit軟件搭建，主要包括輪胎式起重機(jī)、軌道等。最后在Revit軟件中對裝卸工藝模型進(jìn)行總裝和設(shè)計成果輸出。

結(jié)合實際工程，碼頭工程裝卸工藝BIM設(shè)計技術(shù)路線，如圖2所示。

4.裝卸工藝系統(tǒng)BIM設(shè)計

4.1設(shè)備模型的建立

考慮到本工程中的大型裝卸工藝設(shè)備模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建議采用Inventor軟件建立模型，然后以sat或dwg格式文化導(dǎo)入到Revit生成設(shè)備族。內(nèi)河輕型岸橋、多用途門機(jī)和軌道式集裝箱龍門起重機(jī)等大型設(shè)備，如果建?？紤]過于精細(xì)，不僅會耗費(fèi)較多的時間，而且模型文件會較大，不利用后續(xù)整合操作。因此，此類大型設(shè)備在建模時主要考慮設(shè)備的軌距、基距、幅度等基本參數(shù)，其他的細(xì)節(jié)可以適當(dāng)簡化。

對于其他工藝設(shè)備，如集裝箱牽引車、拖掛車、輪胎式起重機(jī)、叉車、空箱堆高機(jī)等，由于這些設(shè)備不涉及到與其他專業(yè)的協(xié)同，主要外形尺寸滿足要求即可。

4.2與其他專業(yè)的協(xié)同

在Revit軟件中，對所需的裝卸工藝設(shè)備添加規(guī)格屬性，包括設(shè)備的軌距、基距、荷載、整機(jī)功率等信息，其他專業(yè)即可在協(xié)同平臺上獲取裝卸工藝設(shè)備模型的相關(guān)參數(shù)。由于本工程裝卸工藝設(shè)備種類較多，在此只列出了碼頭前沿裝卸設(shè)備的三維模型，其他暫不一一提供。

4.3專業(yè)成果整合

在綜合碼頭工程中，需要用到的裝卸設(shè)備較多，往往需要多人參與完成，然后將所有工藝設(shè)備匯總布置在中心文件上的設(shè)計位置。工藝專業(yè)整合模型如圖5所示。

5.設(shè)計成果輸出

裝卸工藝系統(tǒng)BIM設(shè)計旨在通過建立三維模型實現(xiàn)設(shè)計成果的輸出，輸出成果主要包括裝卸工藝工程量和裝卸工藝圖紙。

5.1 工程量

快速生成裝卸工藝系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備配置工程量是Revit平臺展示設(shè)計成果的重要形式，在傳統(tǒng)的設(shè)計方法中，一旦設(shè)計發(fā)生變化，工程量需要人為再次修改。但是在BIM設(shè)計中，創(chuàng)建的工程量明細(xì)表會在調(diào)整總體模型中實時更新，準(zhǔn)確統(tǒng)計設(shè)計系統(tǒng)中圖元的工程量。

基于Revit明細(xì)表創(chuàng)建功能，可以在已完成的三維模型中提取裝卸工藝設(shè)備配置明細(xì)表，提取所有圖元的規(guī)格和數(shù)量。在明細(xì)表屬性中進(jìn)行字段、過濾器、排序/組成、格式等設(shè)置后，即可自動提取總體工藝模型的設(shè)備配置表。

5.2圖紙

目前，設(shè)計方與業(yè)主、相關(guān)政府審批單位的交流、審核、報批依然采用傳統(tǒng)的二維圖紙，基于此，在完成三維BIM模型的建立后，還需要整理出二維圖紙。

基于已建的BIM模型的基本視圖，生成不同比例的圖紙，然后采用軟件中的注釋工具完善各視圖的尺寸、文字和圖例說明的標(biāo)注，輸出設(shè)計圖紙。

6.結(jié)語

（1）傳統(tǒng)的設(shè)計方法在設(shè)計過程存在一些缺點(diǎn)，如裝卸工藝設(shè)備配置明細(xì)表的調(diào)整缺乏實時性，溝通協(xié)調(diào)不方便等。BIM技術(shù)克服傳統(tǒng)設(shè)計方法的不足，提高了碼頭工程裝卸工藝系統(tǒng)設(shè)計的精度，同時大大減少了設(shè)計中溝通協(xié)同問題。

（2）基于三維BIM模型生成的設(shè)計成果（工程量和圖紙）能夠有效表達(dá)設(shè)計者的意圖，同時修改方便，可以大大推進(jìn)項目進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

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