2021 年 3 月
第3期总第580期
水运工程Port & Waterway Engineering
Mar. 2021
No. 3 Serial No. 580
蔡波
（1.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉430040；
2.海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室，湖北武汉430040）
摘要：针对传统的高桩码头二维设计过程存在的不足，结合盐城港重件码头工程BIM 技术的实践应用，从协同服务器 搭建、族库建设以及多专业协同3个方面详细阐述了 BIM 协同设计方法，并提出了构件参数化设计、工程量明细统计、复 杂节点参数化设计、工程出图标准化的BIM 设计阶段应用点。研究表明：BIM 技术的应用实现了模型元素信息的联动与共 享，提升了多专业协同的参与度，工程设计表达的准确性、协同效率也随之提高。
关键词： BIM ； 高桩码头； 协同服务器； 模型构件库； 协同设计中图分类号：U 652. 7
文献标志码：A 文章编号：1002-4972（2021）03-0174-06
Application of BIM technique in the design of high-piled wharf
CAI Bo 1,2
(1. CCCC Wuhan Harbor Engineering Design and Research Co., Ltd., Wuhan 430040, China; 2.Hubei Key Laboratory of Advanced Materials & Reinforcement Technology Research for Marine Environment Structures, Wuhan 430040, China)
Abstract ： Given the shortcomings of the traditional high-piled wharf two-dimensional design process, combined
with the practical application of BIM technology in Yancheng Port's heavy-duty wharf project, this paper elaborates the
BIM collaborative design method from three aspects: collaborative server construction, family library construction, and multi-disciplinary collaboration, and puts forward the application points of BIM design stage of component parameterized design, detailed statistics of engineering quantities, parameterized design of complex nodes, and
standardization of engineering drawings. Studies have shown that the application of BIM technology has realized the linkage and sharing of model element information, and has improved the participation of multi-disciplinary
collaboration, and the accuracy of engineering design expression and collaboration efficiency have also been improved.
Keywords ： building information modeling; high-piled wharf; collaboration server; model component library;
collaborative design
传统的高桩梁板式码头基于AutoCAD 二维设mf8
计过程中，主要存在以下问题：1）设计过程中存
在信息孤岛。各设计专业人员由于缺乏数据信息 的集中存储，设计过程共享脱节，造成了信息不 对称。2）频繁的二次修改。由于图纸版本升级、
设计变更等原因需要反复修改图纸，而传统CAD
设计表达是基于过程的设计方法，设计元素之间 不具备联动性，易导致图纸表达错误。3）与构件
标准化程度高不匹配。国内高桩梁板码头多为梁
黑箱方法板装配式，但由于缺乏数据库管理，元素的复用
性及制图的效率其实并不高。4）复杂工艺设备的
设计表达不完整。专业及节点交叉处的结构设计
桥头堡建设复杂，而现阶段仍采用的是平面表达，如何以参
数化三维参数设计提质增效尤为重要。
BIM 技术以创建工程数据信息为基础，通过
共享同一信息模型来实现对建设项目数据信息的
全过程应用及管理。目前在水运工程的全生命周
期已取得了一定的基础应用。文曦等［1］基于水运
收稿日期： 2020-06-15
作者简介：蔡波（1987—），男，硕士，工程师，研究方向为港航设计及BIM
技术应用
第3期蔡波，等：BIM技术在高桩码头设计阶段的应用•175•
基础设施领域数据交换的需求，提出适用于水运工程的IFC标准；行业标准《水运工程信息模型应用统一标准》《水运工程设计信息模型应用标准》于2019年10月相继推出，为行业的BIM技术实践应用提供了技术支撑。高桩码头的生产实践中BIM取得了不同方面的重要应用：毕磊等［2］通过建立5D-BIM模型，耦合成本信息，附加时间和成本维度，实现高桩码头动态、实时的施工进度及成本管控；高琰哲［3］详细介绍了参数化驱动建模，并为高桩码头的桩基布置、现浇节点控制的BIM 设计提升了效率；黄黎明等［4］基于BIM技术探索高桩码头给水工程的深化设计应用，以提升设计工作效率；陈静等⑸通过开发BIM模型接口，完成与高桩码头监测系统的对接，实现BIM技术水工建筑物在检测监测中的应用及推广。
BIM技术通过协同设计平台实现多专业的并行工作，其可视化、参数化的面向对象的模块式设计方法，从根本上提升了设计阶段的工作效率及交付成果质量。本文结合盐城港公用重件码头工程实践，提出了高桩码头协同设计的方法，并在此基础上对设计阶段的应用点开展深入探讨。
1工程概况
盐城港公用重件码头工程位于江苏盐城响水县灌河东岸，距灌河入海口约4km。水工结构按照靠泊5万吨级船舶设计，码头结构形式为高桩梁板式，码头平台尺寸为206mx40m。码头平台设计主要包括桩基、横梁、预制梁板及附属设施。
码头平台排架间距为7.2m，每榀排架采用11根©1200mm PHC桩，码头通过2座引桥与后方陆域衔接，1#引桥尺度为60mx80m,2#引桥尺度为9mx39m。在码头平台后方27.5m处设置1座桅杆吊后臂基础墩台，基础位于码头平台中间位置，墩台平面尺寸为32mx30m，码头整体BIM 模型见图1。
图1码头整体BIM模型
2BIM协同设计
2.1搭建协同设计服务器
高桩码头BIM模型全专业协同设计建模的方法为：中心文件“工作集”与链接文件相结合。采用网络连接和权限管理的方式，Revit工作集将所有项目组成员的修改成果以网络共享的方式保存在中央服务器上，并将更新结果同步反馈给其他成员，实现数据实时集成、协同共享。
采用Revit Server实现跨Internet的工作共享服务，在具备Web服务器（II S）的Windows Server 2012或Windows Server2012R2服务器版本中，安装Revit Server工具（图2），即可实现全专业人员访问
Revit Server服务器上的Revit项目中心文件。
AUTODESK
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上次更新日期：2019/1/8星期二18:55:57上次更新者：刘普
创建日期：2019/1/6星期日11:40:58
当前支持文件：2.80MB
当前模型大小：194.81MB
◎按Ctri+Shift+F5或单击此处进行刷新从12019/1/6驷日團0:00连；,©至12019/1/8二圈||23:59宅©史记录
图2
设计协同服务器搭建
• 176 •水运工程2021 年
2.2 建立构件库高桩梁板式码头组成构件的标准化程度高,
主体结构主要包括桩基、横梁、纵梁、面板、靠
船构件、面板等，另外还有车档、防风锚索等工
艺预埋件，橡胶护舷、系船柱、钢爬梯等附属设 施，见图3o 为了提高创建BIM 模型的效率，建
立标准构件的族库来实现资源共享，族库具备构 件的审核、查询、修改及删除的管理功能。
护舷.rfa
护舷.rfa rfa
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R
R
高程—水位上标头.标准预制面板.rfa
rfa
车挡埋件.rfa 轨道梁.rfa 横梁.rfa 后拉索支座.rfa 缆线槽埋件.rfa 轨阿 R
锚定座埋件.rfa
R 门式起重机.rfa R 门座式起重机.rfa R 视图标题族.rfa R
系船柱.rfa 1
R
预埋螺栓埋件.rfa 预制面板_孔五&
R 图3高桩梁板码头构件
将基于 Microsoft . NET 4. 5 Framework 开发框 架的Visual Studio 作为开发平台，采用Microsoft
SQL Server 数据库技术实现族库的建立，见图4。
入库构件主要包括构件的结构体系、构件入库编 码、标识尺寸、构件族等内容。构件修改是针对
构件入库时各主要参数进行修改；构件查询是为
了快速查询到对应构件，分为逻辑查询及模糊查 询；构件删除是对不再符合要求的构件进行删除,
通过构件的编码进行检索并删除，并更新构件库
资源， 见图 5。
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【构件位厦】
，【视图位，【验］，［尺咖只1，黴面尺印•【结构住系1”［备注信息】
图4构件单元数据库建立
图5
高桩码头构件库管理界面
第3期蔡波，等：BIM技术在高桩码头设计阶段的应用•177•
2.3多专业协同
高桩梁板式码头设计过程涉及到总图、水工、给排水、港口工艺等专业，每个专业在设计过程中结合工作分解结构WBS，进一步划分设计建模的功能结构单元，如水工结构进一步分为桩基、横梁、纵梁系、预制面板、附属结构等。通过调用族库的构件单元，在搭建的协同服务器上共同完成BIM模型的建立。
多专业的协同并行设计和方案优化分析，提高了后续施工的可实施性。在协同服务器上建立了设计任务工作集，见图6、7o参与项目的专业设计人员按照实际工作分配，分别领取各自工作集任务，服务器通过角及权限的管理实现模型单元的信息共享、提高协同设计工作效率。设计阶段建立的BIM模型进一步地集成所有的设计信息，有效地传递到施工阶段，提高模型信息的复用性，有效降低模型的生产成本。
图6工作集设置
M
.
E
回-
叼
一
回
工作集
□仅可精^论金岳曲％V o
图7多专业协同设计
3设计阶段应用
3.1参数化设计
在Autodesk Revit软件中，族作为面向对象参数化设计的基本单元，其插入与修改能使中心模型文件
的模型视图、平立剖面、明细统计、图纸等实现同步更新，保证设计输出成果的协调性、一致性及联动性。参数化设计的理念使设计人员更加专注于设计工作本身，而不是繁琐的模型及图纸的修改。码头平台前沿电缆槽处的预制面板族见图8，标准化族文件的创建过程应规范基本参数的命名、设定、逻辑关联及测试等基本步骤。对应族参数见图9，预制面板位置为多专业交叉处，预制面板尺寸调整频率较高，须进行参数化设计，以方便后续调整修改。
图8预制面板（电缆槽处
竹直锥大象虫）
• 178 •水运工程2021 年
t) ft tE IE 釘針
管理查拱表格⑹
如何叭紳?”
疏 ||~画—||应用匍图9预制面板族参数设置3. 2 工程量统计
明细表统计作为参数化设计的重要体现, 通过设定统计表格所需的参数实现实物工程量
的关联统计，避免了二维常规设计反复手动调
整 。 方案设 计 阶 段 ， 能 快 速 进 行 各 种 方 案 技 术
指标的统计分析，如本项目后方陆域堆场的钢
材堆场、辅助生产用地、车间用地以及生活辅
助区用地等的分配及占比，以初步确定该方案
的经济性、合理性。施工图设计阶段能实现精
细的工程量统计，如在实体结构配筋中，根据
钢筋选型、数量、长度、体积、质量等实现
BIM 模型的关联统计，图10为轨道梁的结构配
筋的明细统计表。
v 轨道梁材料表(单棍梁)>
总计:37
525
A c
D |
E |
F
G
H | 1 | J
K L
钢筋数里钢筋卡度及体积
洞筋总重里
主体类别编号样式
规格翩筋直径数里
K
…
：冈筋长度总谄筋长度；钢筋体稅
单位长度重星(仙门总重(kg)
纵梁系
柿准2S mm
1627000 mm
56000
34482.12 cm 5
4.830540.96级梁系1
1 b 标准
鱼i 28 mm 2
17000 mm ： 14000 mm ： 8620.53 cm 5 4.83067.62
纵蘇1f ”""”2"”"1
企i 20 mm
101
7000 mm; 70000 mm = 21991.15 cm 5 2.470
172.90级梁亲13繼筋龜筋虫i 12 mm 122
25860 mmj 357460 mm i 40427.77 cm 10.8B8
634.85级梁亲i 4虫1
12 mm 6113030 mm 1 184830 mm i 20903.78 cm 50.888164.13
级粱亲5 a 虫?
10 mm
••.…?.?.....<
4
920 mm 11960 mm 939.34 cm 50.61729.52级梁荼15 b
10 mm ? 363920 mm? 11040 mm ?
867.08 cm 5
0.617
20.44躺51““““6““““1!标淮36 mm
! 4
4
3390 mm : 3390 mm : 3450.60 cm 57.990108.34
级梁系!
22 mm
：122
7000 mm 42000 mm ： 15965.57 cm 5 2.980
250.32级粱系： 7 b 标准鱼
i
22 mm 2
17000mm ： 14000 mm ： 5321.86 cm 5 2.98041.72级蒔!I 标淮
线粒体基因组测序10 mm ! 126
14
760 mm= 6840 mm : 537.21 cm 50.61759.08
9 !
16 mm
$ 822
1280 mm
524S0 mm M 0551.73 crr^
1.580
165.84
图10单榀轨道梁明细统计表
3. 3 复杂节点表达
在高桩码头的设计过程中 ， 专业间交叉区域、
预留开孔位置、现浇与预制交叉点处的细部构造
较为复杂，基于BIM 的三维可视化、参数化的设 计方法，能显著提高设计效率及成果交付质量。 图11为现浇横梁与预制靠船构件在交叉点处的钢
筋布置，通过预定义横梁及靠船构件的多种类型
钢筋族，可实现参数化布置的结构设计配筋。
图11
复杂节点的参数化设计
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