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摘要：目前bim技術在水運行業設計應用仍處于起步階段?；贏utodesk軟件的Revit平臺，以連云港港30萬噸級航道二期4區圍堤工程為例，建立其BIM結構設計模型，并開展BIM模型深化應用研究，提出了圍堤工程BIM設計的技術路線及應用方法，可為類似基于BIM技術的圍堤工程設計提供參考。
關鍵詞：BIM；圍堤工程；設計；應用
0引言
BIM（BuildingInformationModeling）技術是指建筑信息模型技術，通過數字化設計對建筑進行數據化、信息化模型整合，在項目設計、施工、管理的全生命周期過程中實現建筑信息的集成。它將信息整合于三維模型信息數據庫中，各相關設計人員、施工單位及運營管理部門可借助該信息庫進行協同工作，大大提高工作效率。目前，BIM技術在建筑等領域發展日趨成熟，然而在水運行業仍處于起步階段[1]。近年來，隨著科技的進步和水運行業設計工作的市場化，傳統二維設計抽象、信息聯動差、修改周期長等缺點逐漸顯現。采用三維協同設計不僅能提高設計質量和效率，同時還能優化設計流程、實現信息的實時交換和共享，從而提高市場競爭力，順應時代的發展[2]。本文響應交通運輸部《關于推進公路水運工程BIM技術應用的指導意見》中提出的“在公路水運工程中大力推進BIM技術的應用”、“推動BIM技術在公路水運工程項目設計、施工、養護、運營管理、咨詢服務全過程應用”等要求，結合連云港港30萬噸級航道二期工程開展BIM技術在圍堤工程設計中的應用研究。
1工程概況
連云港港徐圩港區位于連云港港區南翼，埒子口以西至小丁港之間海岸，隸屬連云區。徐圩疏浚物處置4區位于六港池東側港區陸域，規劃為液體散貨泊位區，東側、北側依托擬建東防波堤外段[3]。所圍區域近期作為30萬噸級航道二期工程的納泥區，遠期作為液體散貨泊位區的陸域。目前徐圩港區防波堤工程已基本形成，港區內掩護條件良好[4]。根據30萬噸級航道二期工程總平面布置，4區圍堤總長度約為4848m，由北向南依次為1號正堤（長1220.216m）、5號圍堤（長1100m）、2號正堤（長1241.019m）和6號圍堤（長1286.298m）（見圖1）。正堤近期滿足吹填要求和施工期管道鋪設及行車要求，遠期作為陸域護岸使用；5號圍堤和6號圍堤近期要求同1號正堤、2號正堤，遠期為堆場隔堤，規劃為道路。
2BIM設計模型創建
本文選用基于Autodesk中BIM系列設計軟件的Revit平臺建立連云港港30萬噸級航道二期4區圍堤工程BIM結構設計模型。4區圍堤工程采用新型桶式基礎結構，包括走道板、上筒、下桶、堵縫、樁靴等實體構件，基于Revit平臺的桶式基礎結構BIM設計主要流程如下：
2.1創建標高
標高是Revti建立BIM模型至關重要的參數之一，在后續Revti的建模過程中，所有實體構件、視圖切換等都是基于標高進行定位操作的。結構設計專業首先需要根據總圖提供的各種結構的標高，新建桶式基礎結構高程系統，桶式基礎結構的關鍵高程包括下桶底標高、下桶頂標高、走道板頂標高等。
2.2分段框架創建
在建立了桶式基礎結構標高系統的基礎上，結構設計專業需要根據總平面布置圖在對應標高平面通過模型線的方式繪制結構框架，調整東、南、西、北4個立面視圖符號的位置，將整個平面包含其中，形成基本工作平面。形成基本的桶式基礎分段框架之后，可對桶式基礎結構分段長度及布置間距進行合理設計調整。
2.3添加實體構件
不同于傳統二維繪圖在平面圖紙上繪制幾條線段來代替實體構件，Revit擴展到了三維立體空間，在Revit中添加的實體構件均為一個三維模型，它會顯示在項目文件的各個視圖中；桶式基礎結構的下桶、上筒、頂蓋板等實體構件是將來實際施工的構筑物，也是建模的基本圖元，這些圖元中的一部分可以使用Revit系統自帶的內置三維模型，大多數圖元必須從外部加載到項目文件中以供使用，這類似于實際施工中的預制構件運送到現場供組裝。添加實體構件方法如下：1）將與所需結構構件相關的族從構件庫中導入到模型里，然后根據設計參數對構件族參數進行修改，新建一個符合設計需要的構件，再添加到當前模型中。2）將載入成功的構件在平面視圖中拾取插入點添加構件，插入點即為構件族建立時的參考點，插入進總體模型中時插入點的選擇需以桶式基礎結構的平面布置為準，確保平面位置精準。3）完成構件的平面布置后，選中新建的構件，設置高程屬性，可以在創建標高時直接創建參考標高，也可以已有標高為基準，設置偏移量，確保設計標高精準。4）由于桶式基礎結構往往數量眾多，總體相似程度較高，可將不同尺度的上筒及下桶等相關結構在Revit內設置模型組，如圖4所示，實現類似桶式結構的快速設計，優化設計流程。
2.4補充構件屬性
為了更方便地查看構件的具體信息，可對構件添加標記、注釋、材質等屬性。對構件進行參數化設計，如標注構件尺寸等，不僅能更加全面、直觀地反映出每個構件的特征，也可通過修改參數來生成同類型構件（見圖5）。后期相關設計人員、施工單位及運營管理部門均可隨時調用構件信息，方便協同工作。除了桶式基礎結構，圍堤工程還包括沉箱、扭王塊、防波堤、子堰等結構，經過BIM設計建模后得到30萬噸級航道二期4區圍堤工程總體BIM模型。
3基于BIM模型的深化應用
基于上述圍堤工程的BIM結構模型，可開展相關BIM技術的深化應用，主要包括工程量統計、二維圖紙出圖及階段化設計，進一步發揮BIM技術信息化、可視化及模擬施工的優勢，提高設計的工作效率和質量。
3.1工程量統計
傳統設計中采用人工統計工程量，存在工作量大、耗時長、誤差大及不易修改等缺點，而BIM模型由于包含構件信息，可以直接對圍堤工程各部分結構構件進行工程量統計計算，極大程度地提高了工作效率和質量?；诟鹘Y構構件屬性、參數的錄入，BIM模型可自動提取字段進行統計，以明細表的形式來顯示構件信息。在創建明細表時可新建所需參數，并通過過濾、排序等功能，進一步篩選所需要的信息。在選取字段時可對相關參數進行計算，得到新的參數并反映在明細表內。對明細表內的單個參數也可進行簡單計算，例如統計總數、最大值、最小值等。
3.2二維圖紙出圖
Revit通過對三維結構模型進行二維剖切來生成圖紙。首先將Revit中的圖框樣板族調整至符合制圖標準和行業規范的圖框，添加圖名、比例、制圖人員等參數。對需要出圖的結構建立平面、立面及剖面視圖，將視圖拖至圖框內。對結構構件進行必要的標注，如尺寸、標高、材質等，添加子圖名、設計說明等信息，生成的明細表也可添加進圖紙內，從而形成完整的圖紙。當結構較為復雜時，剖切視圖不能精準滿足出圖要求，可通過詳圖線、遮罩區域等功能對圖紙進行進一步的優化以符合制圖標準。完成后導出CAD格式即可得到二維圖紙。BIM模型出圖十分快捷、方便，有效節約工作時間，也提高了出圖的準確性。BIM圖紙中的標注其實是對模型信息的深入提取和挖掘，進一步發揮了其信息化的優勢。同時，生成的圖紙與設計模型可實現實時聯動，當結構發生變化時，圖紙中的圖形和標注也隨之變動，使設計變更更為便捷和準確。
3.3階段化設計
4區圍堤工程在建造過程中，龍口處分為3個階段施工，逐步實現合龍，Revit可在設計階段模擬這一施工過程。階段化設置需先自定義階段名稱及順序，每個階段都包括4種類型的構件：原有、新建、拆除及臨時，可為各階段定義當前階段中4種狀態構件的顯示方式。建模時為每個構件選擇其創建的階段，從而實現不同階段同一構件不同的顯示狀態。階段化設計可以更清晰地模擬一些較為復雜的施工過程，更為直觀地體現每個構件在不同階段的施工狀態。在統計工程量時，也可分階段進行統計，使信息提取更為準確。
4結語
本文給出了基于Revit軟件平臺的圍堤工程結構BIM設計建模方法，具體論述了從標高創建到補充構件屬性的詳細步驟，并以30萬噸級航道二期4區圍堤工程BIM設計模型為基礎開展了工程量統計、二維圖紙出圖及階段化設計等多種BIM深化應用研究，充分發揮了BIM技術在圍堤工程結構設計中的應用，有效提高設計的效率和質量，優化傳統設計模式。
作者:方利鶴 范文彰 陸晶晶 徐傳超 單位:連云港30萬噸級航道建設指揮部 中交第三航務工程勘察設計院有限公司