BIM技術案例分享：港口碼頭施工模擬BIM技術應用探討

在港口碼頭工程施工過程中，施工流程的安排以及采用的技術控制措施對工程的耐久性和工程質(zhì)量均有比較大的影響。港口高樁碼頭結(jié)構(gòu)主要是利用上部結(jié)構(gòu)將樁基連成整體，而樁基支撐上部結(jié)構(gòu)并支撐上部結(jié)構(gòu)所有的荷載。在施工過程中，樁體的質(zhì)量是非常重要的，上部結(jié)構(gòu)連接對工程質(zhì)量影響也比較大，為了避免出現(xiàn)這些問題，需要充分利用BIM技術來設置施工流程，從而控制好施工中的操作重點。

1.工程概況

工程建設內(nèi)容為2個1000DWT級集裝箱泊位、4個1000DWT級件雜貨泊位和1個1000DWT級散貨泊位及相應配套設施。另在下游預留1個1000DWT級件雜貨泊位，碼頭作業(yè)區(qū)考慮按口岸設置。碼頭結(jié)構(gòu)按2000DWT級進行設計。碼頭岸線總長494m，擬建7個泊位碼頭岸線長420m，預留1個泊位碼頭岸線長74m。

2.結(jié)構(gòu)型式以及施工方法

2.1結(jié)構(gòu)型式

碼頭采用高樁框架結(jié)構(gòu)，樁基為Ф1200灌注型嵌巖樁，每個排架設6根樁，排架間距8米，共計53個排架。樁基上部設置四層現(xiàn)澆層，第一層現(xiàn)澆縱橫撐頂標高為3.8米，第二層現(xiàn)澆縱橫層頂標高為11.8米，第三層現(xiàn)澆橫梁頂標高為19.05米，第四層現(xiàn)澆梁板頂標高為21.03米。第一、第二、第三層現(xiàn)澆之間采用現(xiàn)澆立柱進行連接，每個排架設置5根Ф1000現(xiàn)澆立柱和一個現(xiàn)澆靠船立柱。碼頭前沿設置5層系纜，前四層系船柱設置在現(xiàn)澆系靠船梁上，第五層系船柱設置在現(xiàn)澆上橫梁上。在現(xiàn)澆前邊梁和系靠船梁上設置橡膠護弦。引橋采用高樁梁板結(jié)構(gòu)，樁基采用Φ1000灌注型嵌巖樁。引橋上部結(jié)構(gòu)主要包括帽梁、立柱、水平撐、縱、橫梁、面板等，均采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。護岸結(jié)構(gòu)采用混合式(半直立半斜坡)結(jié)構(gòu)。

2.2嵌巖樁的施工方案設計

碼頭鉆孔嵌巖樁是首先要保證的。碼頭平臺樁基為Ф1200鉆孔嵌巖樁318根，能否在西江水位上漲之前(4月底)完成非常關鍵。 根據(jù)本工程的實際情況，碼頭平臺樁基由1排架到53排架順序展開，每臺鉆機考慮施工1～2個排架，避免鉆機頻繁長距離調(diào)遣。待1～29排架鉆孔樁基本完成后，抽調(diào)鉆機開始1、2號引橋鉆孔樁施工。

本工程有鉆孔嵌巖灌注樁384根，其中：碼頭平臺Φ1200鉆孔樁318根，4座引橋Φ1000鉆孔樁70根?？紤]到鉆孔樁必須嵌巖，因此采用自由落體式?jīng)_擊鉆機，根據(jù)工期要求，計劃投入25臺，力爭在4月底完成所有鉆孔樁施工。

碼頭平臺鉆孔樁所在位置天然泥面標高在-0.5米～4米左右，因此部分樁基必須進行平臺搭設后方可進行鉆孔施工。根據(jù)設計要求，原計劃全部采用筑島形成施工平臺，后根據(jù)實際情況，決定前沿A、B、C樁采取水上搭設鋼管平臺方案，其余D、E、F、G樁采用筑島方案，減少施工用土方量，減少后續(xù)護坡施工挖泥方量。

3.BIM技術特點

BIM技術是在CAD技術的基礎上發(fā)展起來的一項技術，在圖形表現(xiàn)能力方面更優(yōu)于CAD技術。合理的設計BIM參數(shù)有利于用戶交互，在建筑結(jié)構(gòu)設計和施工方面有著良好的輔助作用?？梢愿由鷦拥某尸F(xiàn)出建筑建造的整個過程，提升施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。BIM模型中除了含有幾何信息以外，還包括了建筑的非幾何屬性信息。利用BIM技術可以實現(xiàn)力學模擬、4D、5D、環(huán)境分析等方面的優(yōu)化設計和計算，利用語義規(guī)范約束可以對BIM模型進行自動檢測，并將所有可能涉及到的基本構(gòu)件保存到工序資源庫中，提升了建模的效率。BIM的集成和協(xié)同設計有利于建設項目施工過程中各個參與方之間的協(xié)同作業(yè)。利用BIM技術可以幫助信息進行無縫傳遞，并且可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術將各個用戶連接到一起，使資源得以共享，進而保證工作的協(xié)同開展，提升工作效率。

4.BIM技術在港口碼頭施工中的應用

4.1編碼標準

在進行編碼時，要嚴格按照規(guī)范性、一致性和完整性的基本原則，要求所有的工種都按照相同的標準進行建模，構(gòu)件的名稱、屬性、定義要標準，信息要完整，要含有下游應用需要的信息。建設完善的類術語庫，并對建筑信息模型和構(gòu)件、建模工序定義等進行規(guī)范，并根據(jù)工藝要求和方案要求對BIM應用的適用等級進行規(guī)范。

在進行編碼時，軟件選用Revit2014為建模軟件，遇到地形、水域、施工機械等無法使用Revit2014建模軟件進行建模的異型構(gòu)件，可以使用其他類型的輔助軟件進行模型的搭建。選擇出運碼頭定位點A為項目基點，所對應的坐標分別為166500.63，638303.6，其余的項目均按照基點坐標來進行計算，確?？梢栽谀Ｐ椭胁樵兊礁鼽c的坐標。按照規(guī)定要求，將海平面±0.0作為基準標高，然后在視圖中建立一個±0.0標高平面。按照甲方提供的設計圖進行建模。所有構(gòu)件的位置和形狀要按照導入甲方提供的設計圖導入到Revit立面中作為底圖，對構(gòu)件進行描繪和擺放，當構(gòu)件的位置和形狀和設計圖不一致時，甲方要提供具體的說明文件和規(guī)范。

4.2劃分模型

此項目可以根據(jù)區(qū)域情況分成四個工作集，并根據(jù)項目名稱對工作區(qū)域進行統(tǒng)一命名，命名內(nèi)容主要包括碼頭等內(nèi)容，并按照主要構(gòu)件、項目名稱、模型屬性、構(gòu)件命名、建模等級次序建立模型代碼集。

4.3BIM模型應用效果

(1)地面模型的建立。按照工程區(qū)域地形，將測量到的數(shù)據(jù)導入到AutodeskCivi13D建立地形曲面。工程范圍主要包括2個1000DWT級集裝箱泊位、4個1000DWT級件雜貨泊位和1個1000DWT級散貨泊位及相應配套設施。

(2)進場道路、碼頭結(jié)構(gòu)和附屬設施。利用Autodesk Inventor軟件和Autodesk Revit軟件建立碼頭結(jié)構(gòu)構(gòu)件和附屬設施。在進行建模時，錄入構(gòu)件需要的非幾何信息和幾何信息，并對格式進行統(tǒng)一。為了便于可以根據(jù)規(guī)定要求對進度計劃進行安排，構(gòu)件命名要和PDF圖紙中的命名保持相同。設置構(gòu)件參數(shù)，保證構(gòu)件的唯一性。在搭配模型的色彩時，要對構(gòu)件的材質(zhì)進行考慮，并綜合考慮表現(xiàn)力和展示度，色彩配置要和平臺要保持兼容，防止貼圖信息和配色信息丟失。

(3)集成總圖、檢查模型。地面模型使用Autodesk Infrastructure Modeler導入，并根據(jù)設計意圖將構(gòu)件拼成三維模型，對建筑設施、綠化設施、山脈等進行繪制，并利用三維集成將三維效果直觀的展現(xiàn)出來，有利于設計人員可以及時發(fā)現(xiàn)設計中存在的缺陷，并及時進行修改。此外，也可以更加清晰的將設計意圖表現(xiàn)出來，從而保證設計決策順利實施。

在Autodesk Navisworks軟件中導入模型，并利用三維漫游進行查看，從而將其整體效果更加直觀的展現(xiàn)出來，并利用碰撞檢查對構(gòu)件位置、標高、尺寸的協(xié)調(diào)性進行檢查。進行碰撞檢查有助于設計人員發(fā)現(xiàn)問題，并及時進行優(yōu)化。在對模型的約束關系和參數(shù)進行調(diào)整后，可以立即在新模型中體現(xiàn)出來。

使用BIM方法可以幫助實現(xiàn)總圖、建筑、結(jié)構(gòu)、工藝等多個專業(yè)的數(shù)據(jù)共享，回避了各個專業(yè)之間交換中間資料的繁瑣過程，使設計人員可以及時發(fā)現(xiàn)存在錯誤并做出相應的調(diào)整，保證了各個設計環(huán)節(jié)的協(xié)同性。

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