BIM技術在某港口裝卸工藝設計中的應用

王洋洋

摘 要：本文以某內河多用途碼頭工程為依托，采用Revit和Inventor等BIM軟件，對BIM技術在多用途碼頭裝卸工藝系統設計中的應用展開了研究，研究結果表明，BIM技術能夠有效提高裝卸工藝系統設計效率和質量，提高溝通協同效率，并提出了一套多用途碼頭裝卸工藝系統設計路線，為BIM技術在港口設計中的深入發展奠定了良好的基礎。

關鍵詞：BIM技術 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）引入工程建設行業以來，已有十多年歷程，目前已經在全球范圍內得到業界的廣泛認可，被譽為建筑業變革的革命性力量。在碼頭工程規劃、設計、施工、維護等生命周期引進BIM技術已是大勢所趨。

近年來，BIM技術在我國港口工程的應用得到了快速發展。2010年，謝錦波等人基于Revit軟件對高樁碼頭三維交互設計系統進行了二次開發，較早接觸和探索BIM技術在高樁碼頭設計階段的應用。該系統可以快速建立三維高樁碼頭模型，實現二維平面圖、剖面圖、立面圖和工程量明細表的輸出，系統建設屬于初步階段。季景遠對Revit軟件在港口工程施工圖設計中的應用進行了嘗試，初步探索了該軟件在高樁碼頭水工結構設計建模環節的使用方法。汪洋運用多款BIM軟件進行港口工程電氣專業BIM設計，對各設計階段的方法與細節進行了一定研究，與傳統二維設計進行了對比。石露運用Revit軟件對某集裝箱碼頭BIM設計進行了嘗試，探索了室內電氣設計、室外電氣設計和專業間協同設計。李華帥依托某電廠煤炭儲運碼頭，借助Revit和Inventor軟件，對工藝設備模型建模、與其他專業協同、圖紙繪制、設計校審等進行了研究。皇甫昊依托某液體化工碼頭，對基于BIM軟件的動力管道設計流程和特點進行了探索，探討了專業協同、碰撞檢查、工程量統計和圖紙生成。黃慶依托重慶港江津港區珞璜作業區改擴建工程，重點探討了散貨工藝與其他專業的協同作業模式，提出了雙向鏈接與工作集共用的方法，提高了設計協同的效率。陳家悅針對尼日利亞萊基深水港項目設計過程中的多專業協同、工期緊、難度高等問題，進行了BIM技術在港口工程協同設計中的研究，采用Autodesk Vault平臺，整合多種軟件及文件格式進行協同設計，實現了BIM技術在港口工程中的協同設計、管線綜合、深化設計等，有效提升了港口工程設計質量和效率。羅文林研究了高樁碼頭工程中特有的族的創建思路和參數化的方法。熊潤東利用Revit軟件對某碼頭橫梁進行鋼筋建模，可快速導出工程量。

綜上所述，BIM技術在港口工程的應用起步較晚，積累的經驗較少，還沒有港口工程BIM技術相關標準，專業構件庫和族庫的積累較少，未形成行業統一。本文依托實際工程項目，探索了BIM技術在港口裝卸工藝設計中的應用。

2.工程概況

本文依托項目江門港高新區公共碼頭工程，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。陸域布置在現有防洪堤與規劃連海路之間，總面積約為39.86萬m2，縱深約為600m。陸域港區根據生產作業要求劃分為堆場區，輔助生產區及綜合辦公區。堆場呈“三線”布置。碼頭年設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設計技術路線

目前市場上的BIM軟件中幾乎沒有裝卸工藝系統設計所需要的族文件，考慮到本工程中需要建立的單機模型數量多且系統復雜，對于結構復雜的模型，在設計中采用Inventor軟件進行建模，如岸橋、多用途門機、軌道式集裝箱龍門起重機等;對于那些易于實現參數化，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、軌道等。最后在Revit軟件中對裝卸工藝模型進行總裝和設計成果輸出。

結合實際工程，碼頭工程裝卸工藝BIM設計技術路線，如圖2所示。

4.裝卸工藝系統BIM設計

4.1設備模型的建立

考慮到本工程中的大型裝卸工藝設備模型結構復雜，建議采用Inventor軟件建立模型，然后以sat或dwg格式文化導入到Revit生成設備族。內河輕型岸橋、多用途門機和軌道式集裝箱龍門起重機等大型設備，如果建模考慮過于精細，不僅會耗費較多的時間，而且模型文件會較大，不利用后續整合操作。因此，此類大型設備在建模時主要考慮設備的軌距、基距、幅度等基本參數，其他的細節可以適當簡化。

對于其他工藝設備，如集裝箱牽引車、拖掛車、輪胎式起重機、叉車、空箱堆高機等，由于這些設備不涉及到與其他專業的協同，主要外形尺寸滿足要求即可。

4.2與其他專業的協同

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

4.3專業成果整合

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

5.設計成果輸出

裝卸工藝系統BIM設計旨在通過建立三維模型實現設計成果的輸出，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機械設備配置工程量是Revit平臺展示設計成果的重要形式，在傳統的設計方法中，一旦設計發生變化，工程量需要人為再次修改。但是在BIM設計中，創建的工程量明細表會在調整總體模型中實時更新，準確統計設計系統中圖元的工程量。

基于Revit明細表創建功能，可以在已完成的三維模型中提取裝卸工藝設備配置明細表，提取所有圖元的規格和數量。在明細表屬性中進行字段、過濾器、排序/組成、格式等設置后，即可自動提取總體工藝模型的設備配置表。

5.2圖紙

目前，設計方與業主、相關政府審批單位的交流、審核、報批依然采用傳統的二維圖紙，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注，輸出設計圖紙。

6.結語

（1）傳統的設計方法在設計過程存在一些缺點，如裝卸工藝設備配置明細表的調整缺乏實時性，溝通協調不方便等。BIM技術克服傳統設計方法的不足，提高了碼頭工程裝卸工藝系統設計的精度，同時大大減少了設計中溝通協同問題。

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

參考文獻：

[1]謝錦波，周國然，俞立新，etal.高樁碼頭三維交互設計系統的開發[J].水運工程，2010（1）.

[2]季景遠.利用Revit進行港口工程施工圖設計初探[J].科技創新與應用，2014（34）：1-3.

[3]汪洋，夏建.BIM技術在港口電氣設計中的應用[J].工程建設與設計，2015（12）.

[4]石露，瞿才鑫.BIM技術在碼頭工程電氣設計中的應用[J].武漢勘察設計，2016（2）.

[5]李華帥，何遵祥.BIM技術在港口裝卸工藝設計中的應用探討[J].港口裝卸，2016（2）：32-34.

[6]皇甫昊，熊耀宇.BIM技術在某碼頭動力管道設計中的應用[J].武漢勘察設計，2016（3）.

[7]黃慶，王曉琨.BIM技術在港口散貨裝卸工藝設計中的應用[J].港口裝卸，2017（3）.

[8]陳家悅，陳良志，錢原銘.BIM技術在尼日利亞萊基深水港設計項目中的應用[J].土木建筑工程信息技術，017，9（5）：10-14.

[9]羅文林，劉剛.基于BIM技術的Revit族在工程項目中的應用研究[J].施工技術，2015（S1）：761-764.

[10]熊潤東，方國柱.BIM鋼筋建模技術在港口工程中的應用[J].武漢勘察設計，2018，311（05）：45-48.