BIM技术在某港口装卸工艺设计中的应用

王洋洋

摘 要：本文以某内河多用途码头工程为依托，采用Revit和Inventor等BIM软件，对BIM技术在多用途码头装卸工艺系统设计中的应用展开了研究，研究结果表明，BIM技术能够有效提高装卸工艺系统设计效率和质量，提高沟通协同效率，并提出了一套多用途码头装卸工艺系统设计路线，为BIM技术在港口设计中的深入发展奠定了良好的基础。

关键词：BIM技术 Revit 装卸工艺 港口工程

1.前言

自2002年建筑信息模型（Building Information Modeling，缩写为BIM）引入工程建设行业以来，已有十多年历程，目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可，被誉为建筑业变革的革命性力量。在码头工程规划、设计、施工、维护等生命周期引进BIM技术已是大势所趋。

近年来，BIM技术在我国港口工程的应用得到了快速发展。2010年，谢锦波等人基于Revit软件对高桩码头三维交互设计系统进行了二次开发，较早接触和探索BIM技术在高桩码头设计阶段的应用。该系统可以快速建立三维高桩码头模型，实现二维平面图、剖面图、立面图和工程量明细表的输出，系统建设属于初步阶段。季景远对Revit软件在港口工程施工图设计中的应用进行了尝试，初步探索了该软件在高桩码头水工结构设计建模环节的使用方法。汪洋运用多款BIM软件进行港口工程电气专业BIM设计，对各设计阶段的方法与细节进行了一定研究，与传统二维设计进行了对比。石露运用Revit软件对某集装箱码头BIM设计进行了尝试，探索了室内电气设计、室外电气设计和专业间协同设计。李华帅依托某电厂煤炭储运码头，借助Revit和Inventor软件，对工艺设备模型建模、与其他专业协同、图纸绘制、设计校审等进行了研究。皇甫昊依托某液体化工码头，对基于BIM软件的动力管道设计流程和特点进行了探索，探讨了专业协同、碰撞检查、工程量统计和图纸生成。黄庆依托重庆港江津港区珞璜作业区改扩建工程，重点探讨了散货工艺与其他专业的协同作业模式，提出了双向链接与工作集共用的方法，提高了设计协同的效率。陈家悦针对尼日利亚莱基深水港项目设计过程中的多专业协同、工期紧、难度高等问题，进行了BIM技术在港口工程协同设计中的研究，采用Autodesk Vault平台，整合多种软件及文件格式进行协同设计，实现了BIM技术在港口工程中的协同设计、管线综合、深化设计等，有效提升了港口工程设计质量和效率。罗文林研究了高桩码头工程中特有的族的创建思路和参数化的方法。熊润东利用Revit软件对某码头横梁进行钢筋建模，可快速导出工程量。

综上所述，BIM技术在港口工程的应用起步较晚，积累的經验较少，还没有港口工程BIM技术相关标准，专业构件库和族库的积累较少，未形成行业统一。本文依托实际工程项目，探索了BIM技术在港口装卸工艺设计中的应用。

2.工程概况

本文依托项目江门港高新区公共码头工程，为公共码头首期项目工程，码头前沿布置3个3000DWT多用途泊位，上游端部布置一个海事巡逻船泊位。码头长432m，采用连片式布置。码头面宽35m，通过3座引桥与后方陆域衔接。陆域布置在现有防洪堤与规划连海路之间，总面积约为39.86万m2，纵深约为600m。陆域港区根据生产作业要求划分为堆场区，辅助生产区及综合办公区。堆场呈“三线”布置。码头年设计通过能力为集装箱53万TEU/a，件杂货123万t/a，平面布置图如图1所示。

3. BIM设计技术路线

目前市场上的BIM软件中几乎没有装卸工艺系统设计所需要的族文件，考虑到本工程中需要建立的单机模型数量多且系统复杂，对于结构复杂的模型，在设计中采用Inventor软件进行建模，如岸桥、多用途门机、轨道式集装箱龙门起重机等;对于那些易于实现参数化，方便以后再次使用的模型采用Revit软件搭建，主要包括轮胎式起重机、轨道等。最后在Revit软件中对装卸工艺模型进行总装和设计成果输出。

结合实际工程，码头工程装卸工艺BIM设计技术路线，如图2所示。

4.装卸工艺系统BIM设计

4.1设备模型的建立

考虑到本工程中的大型装卸工艺设备模型结构复杂，建议采用Inventor软件建立模型，然后以sat或dwg格式文化导入到Revit生成设备族。内河轻型岸桥、多用途门机和轨道式集装箱龙门起重机等大型设备，如果建模考虑过于精细，不仅会耗费较多的时间，而且模型文件会较大，不利用后续整合操作。因此，此类大型设备在建模时主要考虑设备的轨距、基距、幅度等基本参数，其他的细节可以适当简化。

对于其他工艺设备，如集装箱牵引车、拖挂车、轮胎式起重机、叉车、空箱堆高机等，由于这些设备不涉及到与其他专业的协同，主要外形尺寸满足要求即可。

4.2与其他专业的协同

在Revit软件中，对所需的装卸工艺设备添加规格属性，包括设备的轨距、基距、荷载、整机功率等信息，其他专业即可在协同平台上获取装卸工艺设备模型的相关参数。由于本工程装卸工艺设备种类较多，在此只列出了码头前沿装卸设备的三维模型，其他暂不一一提供。

4.3专业成果整合

在综合码头工程中，需要用到的装卸设备较多，往往需要多人参与完成，然后将所有工艺设备汇总布置在中心文件上的设计位置。工艺专业整合模型如图5所示。

5.设计成果输出

装卸工艺系统BIM设计旨在通过建立三维模型实现设计成果的输出，输出成果主要包括装卸工艺工程量和装卸工艺图纸。

5.1 工程量

快速生成装卸工艺系统机械设备配置工程量是Revit平台展示设计成果的重要形式，在传统的设计方法中，一旦设计发生变化，工程量需要人为再次修改。但是在BIM设计中，创建的工程量明细表会在调整总体模型中实时更新，准确统计设计系统中图元的工程量。

基于Revit明细表创建功能，可以在已完成的三维模型中提取装卸工艺设备配置明细表，提取所有图元的规格和数量。在明细表属性中进行字段、过滤器、排序/组成、格式等设置后，即可自动提取总体工艺模型的设备配置表。

5.2图纸

目前，设计方与业主、相关政府审批单位的交流、审核、报批依然采用传统的二维图纸，基于此，在完成三维BIM模型的建立后，还需要整理出二维图纸。

基于已建的BIM模型的基本视图，生成不同比例的图纸，然后采用软件中的注释工具完善各视图的尺寸、文字和图例说明的标注，输出设计图纸。

6.结语

（1）传统的设计方法在设计过程存在一些缺点，如装卸工藝设备配置明细表的调整缺乏实时性，沟通协调不方便等。BIM技术克服传统设计方法的不足，提高了码头工程装卸工艺系统设计的精度，同时大大减少了设计中沟通协同问题。

（2）基于三维BIM模型生成的设计成果（工程量和图纸）能够有效表达设计者的意图，同时修改方便，可以大大推进项目进程。

参考文献：

[1]谢锦波，周国然，俞立新，etal.高桩码头三维交互设计系统的开发[J].水运工程，2010（1）.

[2]季景远.利用Revit进行港口工程施工图设计初探[J].科技创新与应用，2014（34）：1-3.

[3]汪洋，夏建.BIM技术在港口电气设计中的应用[J].工程建设与设计，2015（12）.

[4]石露，瞿才鑫.BIM技术在码头工程电气设计中的应用[J].武汉勘察设计，2016（2）.

[5]李华帅，何遵祥.BIM技术在港口装卸工艺设计中的应用探讨[J].港口装卸，2016（2）：32-34.

[6]皇甫昊，熊耀宇.BIM技术在某码头动力管道设计中的应用[J].武汉勘察设计，2016（3）.

[7]黄庆，王晓琨.BIM技术在港口散货装卸工艺设计中的应用[J].港口装卸，2017（3）.

[8]陈家悦，陈良志，钱原铭.BIM技术在尼日利亚莱基深水港设计项目中的应用[J].土木建筑工程信息技术，017，9（5）：10-14.

[9]罗文林，刘刚.基于BIM技术的Revit族在工程项目中的应用研究[J].施工技术，2015（S1）：761-764.

[10]熊润东，方国柱.BIM钢筋建模技术在港口工程中的应用[J].武汉勘察设计，2018，311（05）：45-48.