摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的提高。针对电气建模存在的问题，应用BIM技术，提出了三维电缆敷设解决方案。结合珠海港高栏港区集装箱码头二期工程BIM技术全过程顾问服务项目，将自主开发的BIM电缆敷设工具应用于港口工程电缆敷设，解决了BIM电气建模中存在的问题。
关键词：BIM技术；港口工程；电缆敷设；应用
引言
港口项目BIM设计平台包含Autodesk、Bentley、广联达等，Autodesk系列软件因覆盖专业齐全、更能满足港口设计需求而广泛被采用。Autodesk系列软件作为BIM设计平台，一般用Ｒevit中心文件进行协同，电气专业亦采用Ｒevit建模。然而，作为偏向于土建模型设计的软件，Ｒevit软件在电气方面的设计功能非常薄弱，缺乏电缆族及电缆敷设功能，造成电气模型的不完整，不能进行电缆工程量统计。BＲCM软件虽然可以实现电缆的三维敷设，但仅限于室内电缆桥架的电缆敷设，无法实现电缆沟和埋管敷设，不能满足港口工程电缆敷设的需求，电气模型也不能与采用Autodesk系列软件的其他专业模型协同;广联达BIM套件在电气方面的功能远不能达到港口电气设计的要求［2-3］。因此，为解决电气建模需求，保证较好的协同机制，需要在Autodesk系列软件基础上实现电缆敷设功能。为解决Ｒevit电缆敷设问题，自主开发了电缆敷设工具。电缆敷设工具利用二次开发在线管的属性中加入电缆的特有属性和标识符号，用线管模拟电缆，实现电缆沿桥架敷设、埋管敷设以及电缆沟敷设，并统计工程量。结合该工具在珠海港高栏港区集装箱码头二期工程BIM技术全过程顾问服务中的应用，阐述了BIM电缆敷设工具的解决方案。
1项目概况
本工程项目位于珠海市高栏港区南水作业区南顺岸高栏集装箱码头一期工程西南侧，紧邻高栏港区集装箱码头一期工程。整个集装箱码头二期工程建设岸线长度为1826m，前期已经对1#泊位(10万t级集装箱泊位，码头岸线长480．48m)进行了建设。本工程建设剩余的2个5万t级专业集装箱泊位及1个4万t级、2个3万t级和1个1万t级杂货泊位，设计岸线长度为1345．52m，以及后方道路堆场，共建设3个集装箱堆场区、件杂货堆场区、仓库、房屋建筑及公用设施等。二期工程包含6个变电所，进线均引自一期工程中心变电所，为堆场、码头及单体建筑供电。因1#变电所最早施工，为配合施工进度，着重介绍1#变电所线缆建模。
2电缆敷设建模
港区电缆的建模，主要是基于三维空间内设备与设备之间的连接关系，连接的路径被指定为电缆沟/隧道、电缆桥架或者穿管。完成电缆模型后，即可准确统计电缆路径、长度。电缆敷设建模流程为项目设置、敷设路径建模、填写电缆清册、选择路径敷设电缆、电缆设计。
3．1项目文件设置
在进行电缆敷设之前，需对Ｒevit项目文件进行如下设置:(1)对线管族作类型属性设定，载入线管配件，配置线管管件，包括线管类型、弯头、三通类型。(2)建立完整线管尺寸，使管径与电缆截面保持一致，并按电缆转弯半径设定线管弯曲半径。(3)利用电缆敷设工具中的“添加电缆参数”功能，为线管添加电缆参数。
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3．2电缆敷设路径的建模
本项目港区电缆敷设方式主要有沿电缆桥架敷设、沿电缆沟敷设、沿电缆隧道敷设和埋管敷设。在进行电缆敷设之前，需先建立电缆沟/隧道、管群、桥架模型。电缆沟族及电缆隧道族采用的是线性族，在堆场平面图上按照高程定义起点和终点，即完成了布置。转角处和T型连接处的电缆隧道通过定制的族进行连接。堆场中还有大量的电缆是通过埋管敷设的。Ｒevit软件中，电气埋管是单根敷设的。通过电缆敷设工具中的“生成管群”功能，可实现排管敷埋。设计人员根据规范设定最上层埋管的埋深、水平数量、垂直数量、水平间距和垂直间距，并选择管径后，即可通过工具生成管群，并带有相应的编号。桥架建模可利用Ｒevit软件的“电缆桥架”进行布置，并应按照项目需要设置桥架配件和尺寸。
3．3电缆清册
完成电气设备和电缆敷设路径建模后，即可填写项目电缆清册。电缆信息内容包括:回路编号、电缆型号、电压等级、电缆规格。回路编号用于区分回路并计算该回路电缆长度;电缆型号用于计算电缆的截面大小，以便在敷设时自动选择对应管径的线管。填写完成后，保存到后台数据库。
3．4电缆敷设
项目采用Ｒevit中心文件协同方式，通过选择生产项目将BIM模型中心文件与生产管理系统、项目数据库关联。1#变电所模型是通过链接的方式放置于总体模型中，因此电缆敷设也是分别在1#变电所单体模型和总体模型中完成的。
3．4．11#变电所电缆敷设
本期工程1#变电所采用一路电源进线，电源运行方式为单母线运行，1#进线开关闭合，预留母联提升间隔备接二段母线，终期采用两路电源进线，两路电源运行方式采用单母线分段运行。进出线方式采用下进下出方式，沿室内电缆沟敷设。因此，电缆敷设工具中的“电缆沿电缆沟敷设”功能可完成变电所电缆敷设。电缆沟内支架可手动进行布置，也可以通过电缆敷设工具中的“布置电缆支架”功能实现。回路信息包含该供电回路的电缆信息:编号、电缆型号、芯数及截面、电压、根数等。敷设位置取决于支架层数和与电缆沟中心线的间距。通过填写回路编号，可读取后台数据库内对应的电缆信息，自动填写至敷设界面，也可手动完成信息填写。设定好电缆参数和敷设位置后，在模型中交互式选择电缆沟，即完成电缆敷设。电缆模型的截面积与改回路的电缆型号一致，相应的回路信息也自动写入电缆模型属性中。
3电缆统计
传统二维设计中电缆统计的做法是根据设计图纸上的平面位置测量电缆长度，再乘以调整系数并考虑一定的预留量，通过人工统计得到电缆清册。此方法不仅工作效率低，而且不能准确统计电缆长度，从而工程预算也跟实际有较大偏差。BIM设计中，通过电缆敷设工具建立电缆模型，与实际施工情况基本一致，不仅能指导施工，还能准确统计电缆工程量，提高效率并节约项目成本。完成电缆敷设后，可利用电缆敷设工具中的电缆统计与计算功能对电缆进行统计并计算长度。依据项目中建立的电缆实际模型，各个回路中电缆的水平长度(水平和垂直长度之和)已经自动计算并列入计算界面，按照规范设置好每个回路的附加长度和裕量，可根据规则计算出各个回路的电缆工程量。
结语
结合自主开发的基于BIM方式的电缆敷设工具在项目中的应用，解决了Ｒevit软件中无法建立电缆模型的缺陷，实现了三维电缆在变电所和室外堆场及码头的敷设，使设计、校核和施工更加直观和可视化;通过交互式方式，设计人员自主选择路径，使敷设路径的选择也更加精确合理;实现了电缆工程量的精确统计，有效提高了设计效率，避免了材料的浪费，节约了项目成本。
参考文献：
［1］欧特克(中国)软件研发有限公司．AutodeskＲevitMEP二次开发基础教程［M］．上海:同济大学出版社，2015．
［2］陈涵．三维设计软件在清远抽水蓄能电站电缆敷设中的应用［J］．吉林水利，2017(7):28-30．
［3］刘东，张海涛．BＲCM软件在选煤厂电缆敷设中的应用［J］．中州煤炭，2016(2):90-94．
论文作者:焦爱玉,申军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/20
标签：电缆论文; 电缆沟论文; 回路论文; 变电所论文; 模型论文; 建模论文; 项目论文; 《防护工程》2018年第27期论文;