港口码头施工BIM技术模拟实践
张峰
摘 要：本文以某港口码头工程项实例为研究对象，在分析BIM技术应用原理的基础上，总结了BIM技术的发展历程，并且从工程的板桩施工、构件命名与模型划分以及BIM模型应用效果方面，详细论述BIM技术模拟的实践应用情况。通过分析可知，BIM模拟技术应用到港口码头施工中，能提高整体工程效率，对促进工程的建设有着重要作用。
关键词：港口码头;BIM技术;模拟要点
中图分类号：U655? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? 文章编号：1006—7973（2019）03-0067-02
在码头工程中，主要应用承台结构来承载上部载荷，从而可以有效地降低板桩墙所存在的侧向土压力;桩体工程建设的过程对于整个工程的质量产生直接的影响，而板桩连接质量对码头工程的耐久性存在直接的影响，卸荷平台与桩墙的连接方式也会直接导致其出现变形的问题。因此，在港口码头项目建设施工中，需要科学合理的规定施工流程、工艺方案，严格控制各个施工环节，从而提升工程的质量，而BIM技术是提升码头工程质量的关键技术。下面将以某港口工程为案例进行分析，总结出BIM技术应用的实际情况，以期促进我国码头项目质量的提升。
1 BIM技术概况
BIM技术即建筑信息模型技术，在应用的过程中主要利用三维建筑模型实现施工的设备管理、工程建立以及数字化管理等过程。BIM技术与当前所大量使用的CAD技术相比来说，其更加先进，模拟化程度更高，且能保障数据精确度更强，可以满足当前建筑工程事业的需要。应用BIM技术进行建筑工程管理能够更好地协调处理设计单位、施工单位、监理单位之间的关系，建立更加完善的信息化模型，实现建筑工程的可视化，达到精细化管理的要求。因此，BIM技术是一种非常先进的管理措施，最终目的是提升工程的质量、降低返工率，实现有效的信息化管理，使得工程可以顺利完成[1] 。
2 BIM技术发展
BIM概念最早出现在30年前，起先是国外开始研发，在学术界公布之后，被很多学者所重视，并且在近年来得到持续的研发和应用，给建筑领域带来了非常大的变化。当前使用最为广泛的当属Bentley公司的TriForma、匈牙利Graphisoft公司的ArchiCAD软件。
我国2002年才逐渐引入BIM理念，随后被很多建筑企业所关注。在相关的行业领域中，我国加大力度促进该技术发展，举办了多项比赛与培训活动。Autodesk等企业经过长期研发，发布了一系列软件，上海现代集团也引入了BIM技术来进行日常管理。
从国家层面来讲，很多国家在制定发展规划中，都将BIM技术列为主要发展目标，同时也注重其对于各个领域所产生的积极的影响。很多高等学校也开始涉足该领域，加强技术的研发，目前我国西北工业大学电子信息工程实验室中就有其他研发单位挂靠的研发机构，主要从事虚拟现实、仿真以及制造方面的技术[2]。
BIM技术的逐步成熟，必然会成为未来建筑领域发展所必不可少的一项关键技术，加强技术研发，改善行业现状，时不我待。
3 港口码头施工模拟 BIM技术应用分析
3.1 案例简介
某港口工程项目地处我国的沿海地带，是当地重要的港口设施。该项目主要包含了如下几方面内容：①预制构件，临时建设工程以及场地;②建立临时装卸码头以及临时运输道路;③建立临时出运碼头，确保各个码头功能能够达到要求;④疏浚工作，将港航道、防波堤、调头区以及各个护岸、地基等部分进行疏浚处理;⑤码头基础设施的建设，其中包含了码头后方70m范围内层面的铺设以及各个部分管线的施工[3]。
3.2 板桩施工
码头的设计主要应用板桩码头的形式来进行。前墙主要应用的是H+AZ型组合板桩，其中的H桩主桩设定的高度要超过-32.5m，在开始前桩施工之前，应该对于桩基部分来进行动力和静力的测试，以确保结构的深度与桩基承载性能达到规定的要求;采用AZ板桩为锚桩;码头上部结构部分主要设计为轨道梁与胸墙结构，其结构主要应用的是混凝土桩体形式。在灌注施工之前应该先实施试桩，然后开始静载压力试验，并组织技术人员对于试验过程进行监督，准确测定试验数据，在保证其试验结构的各项数据都达到设计要求之后才能开始正常施工。
3.3 构件命名与模型划分
根据背景港口码头的主要特性和工程需要，划分为4个工作集，在工程开始之前根据施工区域的不同来进行命名，其主要分为正式码头、出运码头、防波堤与辅助设施等。在具体操作的过程中，根据建筑模型的种类和等级来进行命名，同时要结合主要的构造与项目名称的升序方式建立模型编码集，以便在系统中进行检索和应用，提高工作效率和准确度。
3.4 BIM模型应用效果
根据BIM建模技术的实践应用，应该充分考虑到码头的具体情况。在使用BIM技术进行施工以及板桩模型建立的过程中，主要分成如下几个部分：
（1）地面模型。该模型的建立基础就是码头的各个数据信息，将所有的数据全部传输到AutodeskCivil3D 内就能够在系统中建立全面的地形曲面，然后就是依据沉箱、港池与设计标高的尺寸来进行开挖施工，从而达到工程设计方案所要求的曲面形式，同时还应该准确地确定工程的断面图与开挖施工量数据。
（2）进场道路、码头结构及附属设施模型。通过使用AutodeskInventor 及 Autodesk Rrvit 软件能够实现各个附件的构件和使用，其中包含了沉箱、承台以及其他关键部分。在进行构件部分建设的过程中，应该将所有部件的非几何信息全部都输入到系统中，此时应该保证数据的格式达到统一性，以便后续系统的应用顺利进行。构件名称的确定要按照操作规范来进行，这样可以使得工程的各个关联方能够及时根据本次项目实施的进度计划来开展各项工作。在构件命名的过程中，应该确保与PDF图纸上的名称是相同的，还需要根据图纸参数来进行设置，此时能够使得该构件的命名具备唯一性，方便后续随时调用。在模型色彩搭配方面，应该考虑到构件自身的主要特性，同时还应该从表现能力和展示效果的角度出发，防止出现配色信息缺失的现象，要能够满足各个环节的使用。
（3）总图集成。将已经制作完成的地面模型直接导入到AutodeskInfrastructureModeler 中，然后再利用三维模型进行全面化拼装，并且需要准确地绘制海面、山脉、建筑等关键组成内容。利用三维集成的方式展现出更加清晰的效果，设计人员也可以更加清晰地掌握其包含的内容，也能及时发现设计中存在的缺陷，并且可以立即开始整改，有效帮助技术人员进行技术交底，使得设计方案更加科学与合理[4]。
（4）模型检查。利用BIM技术实现了三维模型的建设之后，此时应该将其导入到Autodesk Navisworks中进行性能检测，要将其实际表现的效果能够清晰地反映出来。利用碰撞检查的方法来明确结构部件的标高以及位置，进行必要的项目检查，以确保构件的各个部分的尺寸精度都达到了要求。对于模型实施必要的碰撞检查，设计人员能够更加清晰地了解设计整体内容，及时发现系统中存在的缺陷和不足之处，使得各个技术参数更具完整性。
（5）可视化交底及管理。可视化就是更加清晰地展现在使用者面前，这方面对于工程领域来说有着非常大的作用。在传统设计中，主要应用的是施工图纸，其无法从整体上了解工程的设计方案，各个构件信息也只是通过图纸上的线条来反映，最终的效果呈现只能是设计人员通过经验在脑海中展现出来。这种方式仅仅可以使用在一些简单化的工程结构方面，如果是构件数量比较多、复杂性较高的建筑工程则并不适用，因为人的经验受限、脑力也受限。为了能够更好地提升工程的质量，就应该充分利用BIM技术这一可视化的优势，利用三维模型的方式来将真实物体的形式展现在人们面前，更加的直观和形象[5]。
模型建立完成之后，应该组织工程相关人员进行可视化交底，此时应该将与工程所关联的任何线条都要顯示出来，以帮助各个专业的施工人员更加清晰地了解设计意图和设计细节，避免出现遗漏、错误等情况，消除因为认知错误而导致的偏差问题，促进建筑工程质量的提升。
4 结语
综上所述，本文主要从BIM技术的主要特点为出发点，深入探讨了港口码头的工程建设当中使用BIM技术所存在的优势。经过实际案例的比对分析，利用该技术能够更加清晰地反映出设计方案，以更加形象的方式展示出来，帮助及时发现设计问题，采取必要的整改措施，从而可以在更大范围内推广应用，积极促进我国建筑工程领域的发展和进步。
参考文献：
[1]徐昌奎. 前板桩后高桩支护结构的研究[D]. 河海大学，2007：1-69.
[2]江文铂. 一种出运重长构件的高桩坞式泊位设计[J]. 中国水运（下半月），2016，（1）：277-278.
[3]吴遵奇，段昶，黄睿奕等. BIM技术在复杂码头结构施工可视化进度管理中的应用[J]. 中国港湾建设，2017，（7）.267.
[4]倪寅. BIM技术在水运工程中的应用[J]. 水运工程，2018，（4）. 72
[5]王春泉. 高桩梁板结构码头水工建设质量通病的预防与消除[J]. 中国水运（下半月），2014，（1）：286-287.
