港口碼頭施工BIM技術模擬實踐

張峰

摘 要：本文以某港口碼頭工程項實例為研究對象，在分析BIM技術應用原理的基礎上，總結了BIM技術的發展歷程，并且從工程的板樁施工、構件命名與模型劃分以及BIM模型應用效果方面，詳細論述BIM技術模擬的實踐應用情況。通過分析可知，BIM模擬技術應用到港口碼頭施工中，能提高整體工程效率，對促進工程的建設有著重要作用。

關鍵詞：港口碼頭;BIM技術;模擬要點

中圖分類號：U655? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）03-0067-02

在碼頭工程中，主要應用承臺結構來承載上部載荷，從而可以有效地降低板樁墻所存在的側向土壓力;樁體工程建設的過程對于整個工程的質量產生直接的影響，而板樁連接質量對碼頭工程的耐久性存在直接的影響，卸荷平臺與樁墻的連接方式也會直接導致其出現變形的問題。因此，在港口碼頭項目建設施工中，需要科學合理的規定施工流程、工藝方案，嚴格控制各個施工環節，從而提升工程的質量，而BIM技術是提升碼頭工程質量的關鍵技術。下面將以某港口工程為案例進行分析，總結出BIM技術應用的實際情況，以期促進我國碼頭項目質量的提升。

1 BIM技術概況

BIM技術即建筑信息模型技術，在應用的過程中主要利用三維建筑模型實現施工的設備管理、工程建立以及數字化管理等過程。BIM技術與當前所大量使用的CAD技術相比來說，其更加先進，模擬化程度更高，且能保障數據精確度更強，可以滿足當前建筑工程事業的需要。應用BIM技術進行建筑工程管理能夠更好地協調處理設計單位、施工單位、監理單位之間的關系，建立更加完善的信息化模型，實現建筑工程的可視化，達到精細化管理的要求。因此，BIM技術是一種非常先進的管理措施，最終目的是提升工程的質量、降低返工率，實現有效的信息化管理，使得工程可以順利完成[1] 。

2 BIM技術發展

BIM概念最早出現在30年前，起先是國外開始研發，在學術界公布之后，被很多學者所重視，并且在近年來得到持續的研發和應用，給建筑領域帶來了非常大的變化。當前使用最為廣泛的當屬Bentley公司的TriForma、匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD軟件。

我國2002年才逐漸引入BIM理念，隨后被很多建筑企業所關注。在相關的行業領域中，我國加大力度促進該技術發展，舉辦了多項比賽與培訓活動。Autodesk等企業經過長期研發，發布了一系列軟件，上海現代集團也引入了BIM技術來進行日常管理。

從國家層面來講，很多國家在制定發展規劃中，都將BIM技術列為主要發展目標，同時也注重其對于各個領域所產生的積極的影響。很多高等學校也開始涉足該領域，加強技術的研發，目前我國西北工業大學電子信息工程實驗室中就有其他研發單位掛靠的研發機構，主要從事虛擬現實、仿真以及制造方面的技術[2]。

BIM技術的逐步成熟，必然會成為未來建筑領域發展所必不可少的一項關鍵技術，加強技術研發，改善行業現狀，時不我待。

3 港口碼頭施工模擬 BIM技術應用分析

3.1 案例簡介

某港口工程項目地處我國的沿海地帶，是當地重要的港口設施。該項目主要包含了如下幾方面內容：①預制構件，臨時建設工程以及場地;②建立臨時裝卸碼頭以及臨時運輸道路;③建立臨時出運碼頭，確保各個碼頭功能能夠達到要求;④疏浚工作，將港航道、防波堤、調頭區以及各個護岸、地基等部分進行疏浚處理;⑤碼頭基礎設施的建設，其中包含了碼頭后方70m范圍內層面的鋪設以及各個部分管線的施工[3]。

3.2 板樁施工

碼頭的設計主要應用板樁碼頭的形式來進行。前墻主要應用的是H+AZ型組合板樁，其中的H樁主樁設定的高度要超過-32.5m，在開始前樁施工之前，應該對于樁基部分來進行動力和靜力的測試，以確保結構的深度與樁基承載性能達到規定的要求;采用AZ板樁為錨樁;碼頭上部結構部分主要設計為軌道梁與胸墻結構，其結構主要應用的是混凝土樁體形式。在灌注施工之前應該先實施試樁，然后開始靜載壓力試驗，并組織技術人員對于試驗過程進行監督，準確測定試驗數據，在保證其試驗結構的各項數據都達到設計要求之后才能開始正常施工。

3.3 構件命名與模型劃分

根據背景港口碼頭的主要特性和工程需要，劃分為4個工作集，在工程開始之前根據施工區域的不同來進行命名，其主要分為正式碼頭、出運碼頭、防波堤與輔助設施等。在具體操作的過程中，根據建筑模型的種類和等級來進行命名，同時要結合主要的構造與項目名稱的升序方式建立模型編碼集，以便在系統中進行檢索和應用，提高工作效率和準確度。

3.4 BIM模型應用效果

根據BIM建模技術的實踐應用，應該充分考慮到碼頭的具體情況。在使用BIM技術進行施工以及板樁模型建立的過程中，主要分成如下幾個部分：

（1）地面模型。該模型的建立基礎就是碼頭的各個數據信息，將所有的數據全部傳輸到AutodeskCivil3D 內就能夠在系統中建立全面的地形曲面，然后就是依據沉箱、港池與設計標高的尺寸來進行開挖施工，從而達到工程設計方案所要求的曲面形式，同時還應該準確地確定工程的斷面圖與開挖施工量數據。

（2）進場道路、碼頭結構及附屬設施模型。通過使用AutodeskInventor 及 Autodesk Rrvit 軟件能夠實現各個附件的構件和使用，其中包含了沉箱、承臺以及其他關鍵部分。在進行構件部分建設的過程中，應該將所有部件的非幾何信息全部都輸入到系統中，此時應該保證數據的格式達到統一性，以便后續系統的應用順利進行。構件名稱的確定要按照操作規范來進行，這樣可以使得工程的各個關聯方能夠及時根據本次項目實施的進度計劃來開展各項工作。在構件命名的過程中，應該確保與PDF圖紙上的名稱是相同的，還需要根據圖紙參數來進行設置，此時能夠使得該構件的命名具備唯一性，方便后續隨時調用。在模型色彩搭配方面，應該考慮到構件自身的主要特性，同時還應該從表現能力和展示效果的角度出發，防止出現配色信息缺失的現象，要能夠滿足各個環節的使用。

（3）總圖集成。將已經制作完成的地面模型直接導入到AutodeskInfrastructureModeler 中，然后再利用三維模型進行全面化拼裝，并且需要準確地繪制海面、山脈、建筑等關鍵組成內容。利用三維集成的方式展現出更加清晰的效果，設計人員也可以更加清晰地掌握其包含的內容，也能及時發現設計中存在的缺陷，并且可以立即開始整改，有效幫助技術人員進行技術交底，使得設計方案更加科學與合理[4]。

（4）模型檢查。利用BIM技術實現了三維模型的建設之后，此時應該將其導入到Autodesk Navisworks中進行性能檢測，要將其實際表現的效果能夠清晰地反映出來。利用碰撞檢查的方法來明確結構部件的標高以及位置，進行必要的項目檢查，以確保構件的各個部分的尺寸精度都達到了要求。對于模型實施必要的碰撞檢查，設計人員能夠更加清晰地了解設計整體內容，及時發現系統中存在的缺陷和不足之處，使得各個技術參數更具完整性。

（5）可視化交底及管理。可視化就是更加清晰地展現在使用者面前，這方面對于工程領域來說有著非常大的作用。在傳統設計中，主要應用的是施工圖紙，其無法從整體上了解工程的設計方案，各個構件信息也只是通過圖紙上的線條來反映，最終的效果呈現只能是設計人員通過經驗在腦海中展現出來。這種方式僅僅可以使用在一些簡單化的工程結構方面，如果是構件數量比較多、復雜性較高的建筑工程則并不適用，因為人的經驗受限、腦力也受限。為了能夠更好地提升工程的質量，就應該充分利用BIM技術這一可視化的優勢，利用三維模型的方式來將真實物體的形式展現在人們面前，更加的直觀和形象[5]。

模型建立完成之后，應該組織工程相關人員進行可視化交底，此時應該將與工程所關聯的任何線條都要顯示出來，以幫助各個專業的施工人員更加清晰地了解設計意圖和設計細節，避免出現遺漏、錯誤等情況，消除因為認知錯誤而導致的偏差問題，促進建筑工程質量的提升。

4 結語

綜上所述，本文主要從BIM技術的主要特點為出發點，深入探討了港口碼頭的工程建設當中使用BIM技術所存在的優勢。經過實際案例的比對分析，利用該技術能夠更加清晰地反映出設計方案，以更加形象的方式展示出來，幫助及時發現設計問題，采取必要的整改措施，從而可以在更大范圍內推廣應用，積極促進我國建筑工程領域的發展和進步。

參考文獻：

[1]徐昌奎. 前板樁后高樁支護結構的研究[D]. 河海大學，2007：1-69.

[2]江文鉑. 一種出運重長構件的高樁塢式泊位設計[J]. 中國水運（下半月），2016，（1）：277-278.

[3]吳遵奇，段昶，黃睿奕等. BIM技術在復雜碼頭結構施工可視化進度管理中的應用[J]. 中國港灣建設，2017，（7）.267.

[4]倪寅. BIM技術在水運工程中的應用[J]. 水運工程，2018，（4）. 72

[5]王春泉. 高樁梁板結構碼頭水工建設質量通病的預防與消除[J]. 中國水運（下半月），2014，（1）：286-287.