港口码头施工模拟BIM技术应用探讨

摘要：以实际工程为例，对港口码头施工现状进行了分析，并对BIM技术在港口码头施工中的应用进行了探讨，建立了构件模型，并结合施工现场的实际情况编制了BIM代码，取得了良好的应用效果，具有较高的推广应用价值。

关键词：港口码头施工模拟BIM技术

在港口码头工程施工过程中，施工流程的安排以及采用的技术控制措施对工程的耐久性和工程质量均有比较大的影响。港口高桩码头结构主要是利用上部结构将桩基连成整体，而桩基支撑上部结构并支撑上部结构所有的荷载。在施工过程中，桩体的质量是非常重要的，上部结构连接对工程质量影响也比较大，为了避免出现这些问题，需要充分利用BIM技术来设置施工流程，从而控制好施工中的操作重点。

1.工程概况

工程建设内容为2个1000DWT级集装箱泊位、4个1000DWT级件杂货泊位和1个1000DWT级散货泊位及相应配套设施。另在下游预留1个1000DWT级件杂货泊位，码头作业区考虑按口岸设置。码头结构按2000DWT级进行设计。码头岸线总长494m，拟建7个泊位码头岸线长420m，预留1个泊位码头岸线长74m。

2.结构型式以及施工方法

2.1结构型式

码头采用高桩框架结构，桩基为Ф1200灌注型嵌岩桩，每个排架设6根桩，排架间距8米，共计53个排架。桩基上部设置四层现浇层，第一层现浇纵横撑顶标高为3.8米，第二层现浇纵横层顶标高为11.8米，第三层现浇横梁顶标高为19.05米，第四层现浇梁板顶标高为21.03米。第一、第二、第三层现浇之间采用现浇立柱进行连接，每个排架设置5根Ф1000现浇立柱和一个现浇靠船立柱。码头前沿设置5层系缆，前四层系船柱设置在现浇系靠船梁上，第五层系船柱设置在现浇上横梁上。在现浇前边梁和系靠船梁上设置橡胶护弦。引桥采用高桩梁板结构，桩基采用φ1000灌注型嵌岩桩。引桥上部结构主要包括帽梁、立柱、水平撑、纵、横梁、面板等，均采用现浇结构。护岸结构采用混合式（半直立半斜坡）结构。

2.2嵌岩桩的施工方案设计

码头钻孔嵌岩桩是首先要保证的。码头平台桩基为Ф1200钻孔嵌岩桩318根，能否在西江水位上涨之前（4月底）完成非常关键。根据本工程的实际情况，码头平台桩基由1排架到53排架顺序展开，每台钻机考虑施工1～2个排架，避免钻机频繁长距离调遣。待1～29排架钻孔桩基本完成后，抽调钻机开始1、2号引桥钻孔桩施工。

本工程有钻孔嵌岩灌注桩384根，其中：码头平台φ1200钻孔桩318根，4座引桥φ1000钻孔桩70根。考虑到钻孔桩必须嵌岩，因此采用自由落体式冲击钻机，根据工期要求，计划投入25台，力争在4月底完成所有钻孔桩施工。钻机主要机械性能详见表1：

码头平台钻孔桩所在位置天然泥面标高在-0.5米～4米左右，因此部分桩基必须进行平台搭设后方可进行钻孔施工。根据设计要求，原计划全部采用筑岛形成施工平台，后根据实际情况，决定前沿A、B、C桩采取水上搭设钢管平台方案，其余D、E、F、G桩采用筑岛方案，减少施工用土方量，减少后续护坡施工挖泥方量。

3.BIM技术特点

BIM技术是在CAD技术的基础上发展起来的一项技术，在图形表现能力方面更优于CAD技术。合理的设计BIM参数有利于用户交互，在建筑结构设计和施工方面有着良好的辅助作用。可以更加生动的呈现出建筑建造的整个过程，提升施工企业的经济效益。BIM模型中除了含有几何信息以外，还包括了建筑的非几何属性信息。利用BIM技术可以实现力学模拟、4D、5D、环境分析等方面的优化设计和计算，利用语义规范约束可以对BIM模型进行自动检测，并将所有可能涉及到的基本构件保存到工序资源库中，提升了建模的效率。BIM的集成和协同设计有利于建设项目施工过程中各个参与方之间的协同作业。利用BIM技术可以帮助信息进行无缝传递，并且可以利用互联网技术将各个用户连接到一起，使资源得以共享，进而保证工作的协同开展，提升工作效率。

4.BIM技术在港口码头施工中的应用

4.1编码标准

在进行编码时，要严格按照规范性、一致性和完整性的基本原则，要求所有的工种都按照相同的标准进行建模，构件的名称、属性、定义要标准，信息要完整，要含有下游应用需要的信息。建设完善的类术语库，并对建筑信息模型和构件、建模工序定义等进行规范，并根据工艺要求和方案要求对BIM应用的适用等级进行规范。

在进行编码时，软件选用Revit2014为建模软件，遇到地形、水域、施工机械等无法使用Revit2014建模软件进行建模的异型构件，可以使用其他类型的辅助软件进行模型的搭建。选择出运码头定位点A为项目基点，所对应的坐标分别为166500.63，638303.6，其余的项目均按照基点坐标来进行计算，确保可以在模型中查询到各点的坐标。按照规定要求，将海平面±0.0作为基准标高，然后在视图中建立一个±0.0标高平面。按照甲方提供的设计图进行建模。所有构件的位置和形状要按照导入甲方提供的设计图导入到Revit立面中作为底图，对构件进行描绘和摆放，当构件的位置和形状和设计图不一致时，甲方要提供具体的说明文件和规范。

4.2划分模型

此项目可以根据区域情况分成四个工作集，并根据项目名称对工作区域进行统一命名，命名内容主要包括码头等内容，并按照主要构件、项目名称、模型属性、构件命名、建模等级次序建立模型代码集。BIM软件码头部分BIM模型见图1所示。4.3BIM模型应用效果

（1）地面模型的建立。按照工程区域地形，将测量到的数据导入到AutodeskCivi13D建立地形曲面。工程范围主要包括2个1000DWT级集装箱泊位、4个1000DWT级件杂货泊位和1个1000DWT级散货泊位及相应配套设施。

（2）进场道路、码头结构和附属设施。利用AutodeskInventor软件和AutodeskRevit软件建立码头结构构件和附属设施。在进行建模时，录入构件需要的非几何信息和几何信息，并对格式进行统一。为了便于可以根据规定要求对进度计划进行安排，构件命名要和PDF图纸中的命名保持相同。设置构件参数，保证构件的唯一性。在搭配模型的色彩时，要对构件的材质进行考虑，并综合考虑表现力和展示度，色彩配置要和平台要保持兼容，防止贴图信息和配色信息丢失。

（3）集成总图、检查模型。地面模型使用AutodeskInfrastructureModeler导入，并根据设计意图将构件拼成三维模型，对建筑设施、绿化设施、山脉等进行绘制，并利用三维集成将三维效果直观的展现出来，有利于设计人员可以及时发现设计中存在的缺陷，并及时进行修改。此外，也可以更加清晰的将设计意图表现出来，从而保证设计决策顺利实施。

在AutodeskNavisworks软件中导入模型，并利用三维漫游进行查看，从而将其整体效果更加直观的展现出来，并利用碰撞检查对构件位置、标高、尺寸的协调性进行检查。进行碰撞检查有助于设计人员发现问题，并及时进行优化。在对模型的约束关系和参数进行调整后，可以立即在新模型中体现出来。

使用BIM方法可以帮助实现总图、建筑、结构、工艺等多个专业的数据共享，回避了各个专业之间交换中间资料的繁琐过程，使设计人员可以及时发现存在错误并做出相应的调整，保证了各个设计环节的协同性。

5.结论

通过对BIM模拟技术在港口码头施工中的应用进行论证，并建立了精细化的施工模型，实现了可视化规划施工的目标，取得了良好的应用效果。于此同时，利用BIM模型也为工程项目信息管理平台提供了技术方面的支持，具有较高的推广应用价值。

参考文献：

[1]徐昌奎.前板桩后高桩支护结构的研究[D].河海大学，2007：13.

[2]江文铂.一种出运重长构件的高桩坞式泊位设计[J].中国水运（下半月），2016，（01）：35-38.

[3]王春泉.高桩梁板结构码头水工建设质量通病的预防与消除[J].中国水运（下半月），2014，（01）：29-32.