摘要：在港口工程项目实施中，由于施工工期较长，气候、地形、水文环境变化多段，交叉作业情况较多见，工作面狭窄等特点，项目的进度目标往往较难实现。工程进度的失控，带来的就是直接的经济损失，甚至可能对工程的质量带来影响。BIM的应用，使得设计信息具备生命力，而且真正贯穿建筑的全生命周期，建筑信息可以发挥其所有价值，BIM给工程建设领域带来了一场重大的变革。通过建筑信息模型可以建立起一条贯穿工程全生命周期的脉络，施工企业使用者对设计过程的需求和最终运营的需求形成一个相关联的体系。BIM建立模型时给模型赋予建筑信息的属性而且具有三维可视化、各专业协同效率高的优点。BIM在管线综合、模型碰撞检测及建筑节能分析方面发挥着重要的作用。
关键词：港口码头；施工模拟；BIM技术
引言
在港口码头工程施工过程中，施工流程的安排以及采用的技术控制措施对工程的耐久性和工程质量均有比较大的影响。港口高桩码头结构主要是利用上部结构将桩基连成整体，而桩基支撑上部结构并支撑上部结构所有的荷载。在施工过程中，桩体的质量是非常重要的，上部结构连接对工程质量影响也比较大，为了避免出现这些问题，需要充分利用BIM技术来设置施工流程，从而控制好施工中的操作重点。
一、BIM技术概况
BIM即建筑信息模型技术，是指通过三维建筑模型，实现建筑工程的设备管理、工程监理、数字化加工、物业管理、工程化管理等一系列功能的技术。BIM技术较之建筑领域内的CAD技术更为先进，在协调性、可视化、信息一致性、信息关联性、信息完备性、模拟化以及可出图上都具有十分显著的优势。基于BIM技术开展的工程管理工作，可将参与项目的设计单位、建设单位、施工单位以及监理单位等统和在同一个平台上，针对同一个建筑信息模型进行共享，透过BIM技术实现建筑项目的可视化，继而进行精细化建设。因此，BIM技术是一种管理手段，是提升建筑质量，降低返工率的信息化管理的重要工具之一。
二、国内外现状
基于BIM技术对港口码头施工进行建模与管理，国内外的应用研究还不多见，而以板桩施工的BIM管理方法研究也鲜有报道。以往的研究主要集中在板桩稳定性分析、试验研究、数值模拟等方面。如YongTan研究了板桩墙变形彻底的有限元（FF）参数方法，G．L．SivakumarBabu研究了可靠性反法悬臂式板桩墙截面模量方法。NobuyukiMatsui研究了钢板桩施加到临时挡土工程地下结构影响问题，StefanvanBaars研究了板桩的安装工程安全问题。陈文明探讨了桩板墙在电路保护上的应用、及有效地控制电塔桩基础的位移和沉降问题，张鹏研究了预应力工字型板桩的抗弯与接头质施工方，杨玉梅分析了u型板桩在水利堤坝工程中的作用，周碧澄对港口工程板桩结构和桩基设计、施工以及使用时的安全性进行了系统研究田J，李荣庆还对板桩结构提出了新的计算方法，并结合ANSYS分析进行了对比研究。
目前，BIM技术已经被广泛应用于建筑工程领域，BIM技术的可视化、协调性等优势，对港口码头板桩施工的信息化管理意义重大，对保障板桩安全施工具有重要作用。
三、港口码头施工模拟BIM技术应用分析
3.1案例简介
某工程位于我国东南某一沿海城市，是十分典型的港口码头建设工程项目。项目主要设计建设内容包括：（1）预制构件，临建并预制场地；（2）建立临时装卸码头，临时道路；（3）建立港口出运码头，1500m护岸和600m主防波堤延伸，770m板桩挡墙，拆除IEC电厂防波堤，800m板桩码头，440m高桩码头；（4）疏浚工作，进行疏浚的区域包括进港航道、防波堤、港池、掉头区、吹填、码头及护岸以及地基处理工作；（5）码头附属设置建设，包括码头后方70m范围内面层的铺设以及管线的布置。
3.2板桩施工
码头采用板桩码头结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆前墙采用H+AZ型组合板桩，其中H型主桩桩底标高＞-32.5m，在进行前桩施工前，需要就桩基展开动力测试及静力测试，以保障地基打入的深度及桩基承载力；采用AZ板桩为锚墙；码头上部结构包括轨道梁、胸墙，以混凝土灌注桩为轨道梁基础，在灌注桩施工前，需要先进行试桩施工，再展开静载试验，在试验结果均符合设计要求后，可以展开混凝土灌注桩的施工作业。
3.3构件命名与模型划分
基于背景港口码头区域特点，将其划分为4个工作集，并按照项目名称，即施工区域进行命名，具体模型划分及构件的命名为：模型文件命名分别为正式码头、出运码头、防波堤、公辅设施。命名内容包括：出运码头主防波堤、EE防波堤，LEE、Q27护岸，主防波堤、灯塔，办公生活区、场地、临时道路等，并按照建模等级材质名称、模型属性、构建命名、主要构件及项目名称的升序序列建立模型代码集。
3.4 BIM模型应用效果
基于以上BIM模型建构技术，结合背景港口码头的实际情况，使用BIM软件对施工过程及板桩构建进行建模。
（1）地面模型。建立地面模型时，基于港口码头工程区域的地形测量数据，将这些数据导入AutodeskCivil3D软件中建立一个地形曲面，继而依据沉箱、港池、设计标高以及基坑开挖范围等设计信息获得开挖后设计地形曲面图，并绘制断面图及开挖工程量。
（2）进场道路、码头结构及附属设施模型。基于AutodeskInventor及AutodeskRrvit软件建立码头的附属设置及结构构件，包括码头远程沉箱、码头承台、圆端形沉箱、快速脱缆钩、输油臂等。在建构过程中，需要将构件中包括的非几何信息及几何信息一起录入，并统一格式，以备后续使用。构件命名准则制作成书面材料，继而便于工程项目的各参与方依据合同中的相关内容安排进度计划。命名构件时，必须保障和PDF图纸的命名一致，并对构件的一些必要的参数进行设置，以保障构件本身的唯一性。在模型的色彩搭配方面，需充分了解构件本身的材质特点，还要兼顾总体展示效果及表现力，避免贴图信息及配色信息的丢失，确保色彩配置对应用平台的兼容性。
（3）总图集成。将制作的地面模型导入AutodeskInfrastructureModeler中，并基于构件设计意图进行三维模型的拼装，绘制海面、山脉、绿化以及建筑等内容，通过三维集成的方式对三维效果进行清晰的展现，让设计人员更清晰地对工程结构进行观察，及时发现现有设计中存在的不足，继而进行修改，同时也可以向一些非专业人士提供更清晰的设计意图的表达，做出更科学合理的设计决策。
（4）模型检查。在通过BIM技术完成三维模型的建构后，还可以将其导入AutodeskNavisworks中进行模型的检查，通过漫游查看的方式，更清晰直观地对整体效果进行查看。并通过碰撞检查的方式，对构件的标高、尺寸以及位置的协调性进行检查，同时也对构件的标高、位置以及尺寸的合理性做出判断。对模型展开的一系列碰撞检查，可以帮助设计人员更清晰地查出港口码头设计中存在的问题，并通过约束关系和模型参数调整的方式优化模型。
结束语
综上所述，使用BIM技术对港口码头施工工程进行模型的建设能够很好地将设计意图展现在直观三维图中，这样一来就能从根本上展现施工细节，保证在施工过程中每一个环节在施工之前就可以看到成效，所以说，利用BIM技术非常必要。建立精细化的施工模式不仅能够规范地指出施工中需要取得的目标，还有一方面就是能够明确施工目标，保证施工效果就是保证经济收益。利用BIM模型就是为工程项目管理提供良好的技术平台，具有很好的推广价值。
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[5]李荣庆．港口工程板桩结构和桩基可靠度分析．大连理工大学博士论文，2011．
论文作者:孙占东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/12
标签：码头论文; 模型论文; 港口论文; 构件论文; 技术论文; 结构论文; 防波堤论文; 《基层建设》2019年第18期论文;