BIM技术在水运工程设计中的应用

曹煜

【摘要】随着设计行业向数字化、信息化方向发展，BIM技术受到了国内外设计人员的广泛推崇。本文以印尼某高桩码头为例，论述BIM技术在传统码头设计中所起到的作用，分析BIM技术的优势与不足，为类似工程设计提供参考。

【关键词】BIM技术;水运工程;设计

随着国内外数字化、信息化的发展，设计不光是为了满足结构稳定，还需要兼顾美观、节能、便捷等要求[1]。传统的设计手段已经难以满足客户日益增长的需求，BIM技术逐渐得到广泛的应用[2]。本文以印尼某电厂配套码头为例，阐述BIM技术在传统设计领域的应用，探讨BIM技术的应用前景。

1、项目背景

本工程为某电厂配套码头，设计方案为高桩码头通过引桥与陆域连接。码头设計过程采用BIM正向设计，通过Revit、Civil3D、Navisworks以及3dsmax软件实现码头图纸出图、港池疏浚量统计、碰撞检测以及效果图设计。提升了设计质量，减少了设计缺陷，并且向客户直观展现了码头建成后的效果。

2、设计过程

设计流程如上图所示，整个工作过程主要分为数据整理，BIM设计，成果产出三大部分。

前期首先搜集场地的地形水深数据，数据需包含X，Y，Z三个维度的信息，并且使用统一基准面与坐标系统。地形数据导入Civil3D后，由Civil3D生成工程的三维地形，根据航道走向与航道底高程，可以计算得到开挖方数据，用来配合设计报价与施工过程。

在Civil3D中建立的地形模型可以导出到Revit当中。在Revit中建立好场地后，各专业即可基于现有的场地分别进行专业建模。各专业通过协同工作方式分别建立Revit模型，并汇总成整体模型。

通过Revit建立的整体模型，集合了总图、水工、工艺、给排水、建筑、暖通、电气等多专业的设计输出，在一些局部区域往往出现不同专业之间的交叉和冲突。通过将Revit模型导出成NWC格式文件，可以导入至Navisworks当中。通过Navisworks的碰撞检查功能，可以很便捷地针对不同区域、不同类别构件进行碰撞检测。比如管线和墙体的碰撞、桩基之间的碰撞、电气管道与给排水管道之间的碰撞等。基于这些碰撞报告，需要返回Revit模型中进行相应的调整与优化，协调各专业之间的冲突，并通过合理的布置，避免碰撞的发生。

整体模型调整完毕后，各专业在Revit中进行出图。通过定义图框族，可以促进出图的标准化，统一化。另外尺寸标注、钢筋标注、文字注释、高程标注等需要额外添加到图纸中的元素，均可进行族的预制，起到便捷操作、格式统一的效果。

完成对整体模型的调整与优化之后，可以在Navisworks中对整个工程的施工过程进行模拟，并通过动画直观显示码头从桩基施工到面板浇筑、管道敷设等一系列施工流程。通过三维模型、动画结合传统的二维图纸，可以更好的指导施工，传递设计意图。

最后，将Revit模型导出为FBX格式，可以用3Dsmax打开，并进行渲染。通过Revit以及Navisworks建立的三维模型主要侧重项目信息的集合，并不是很注重模型效果的呈现。通过3Dsmax可以很好的弥补这一缺陷。通过将Revit建立的模型导入3Dsmax，对模型的材质、元素的种类等在3Dsmax中重新进行渲染，可以显著提升模型的展示效果。通过光照的设置，可以让整个模型环境更加真实。从而在向客户展示的时候可以改善展示效果，从传统的二维图纸到栩栩如生的实景渲染图像，可以提升我们的客户的满意度，改善设计企业的服务质量。

3、BIM技术的理论要点

在目前的大形势下，推广使用BIM技术与BIM理念是大势所趋。正确认识BIM理论与BIM技术的优缺点是工程设计向BIM化发展的前提条件。

传统的二维设计缺乏信息整合的能力。各专业之间相对独立进行设计，资源共享不及时，难以整合项目信息。一些设计缺陷往往到施工的时候才被发现，导致进度拖延，甚至返工。

BIM理论的核心在于整合建筑信息，搭建资源共享平台，让设计方各专业协同工作，让各方同时参与整个项目的生命周期，得到项目最优化解决方案。BIM的核心优势在于标准性、整合性、交互性。

3.1标准性

BIM技术的核心在于标准化。一方面，通过Revit族的应用，可以统一绘图样式。另一方面，通过标准化各软件架构，可以让更多的软件可以参与到BIM搭建的协调平台当中，提升BIM工程各参与方的信息交换与共享。

3.2整合性

BIM技术的目标在于整合性。只有将整个项目的各参与方都整合到一个平台当中，做到信息公开，资源共享，才能尽早发现问题，及时解决，保障项目的顺利推进。通过BIM技术整合项目信息，可以便于项目管理，加大对项目进度周期的把控，减小投资风险。

3.3交互性

BIM技术的特点在于交互性。BIM技术是数据信息的集合，但是呈现方式是三维的地形、模型以及生动的视频，实现了设计方案的三维展示。通过BIM技术的可视化展现，可以促进设计人员与设计方案的交互，提升设计质量。

当然，BIM技术目前也存在一定的局限性。相对于传统的CAD设计模式，BIM设计普遍存在软件上手困难，硬件配置要求高的缺点。另外，BIM技术对参与人员的技术水平要求较高，如果不能正确建立本专业模型，在后期的模型整合过程中可能会出现诸多的问题。

结论：

本文通过印尼某高桩码头BIM应用案例，阐述了BIM技术在传统水运行业设计当中的应用。在以后的BIM应用的推广当中，不光要学会各个专业BIM软件，还要理解BIM设计意图，这样才能更好的发挥BIM技术的优势，提升行业服务质量。

参考文献：

[1]林陈安攀，陈良志，钱原铭.BIM技术在某集装箱码头设计中的应用[J].港工技术，2020，57（2）：71-76.

[2]张彬，谷春涛，王浩， 等.浅论BIM技术在设计院中的应用[J].河南建材，2020，（6）：16-18.