基于BIM技术的水利工程三维设计研究
摘要: 随着信息科技的飞速发展,水利水电建设工程中由于传统二维工程设计在工艺技术和工作流程上的存在缺陷日益充分显露,而三维BIM的协同出现的不断出现等也使得水电工程项目中各工程专业之间的三维设计协同工程设计工作成为一种可能。

 一、基于BIM技术的水利水电工程三维协同设计模式

(一)BIM与协同设计

BIM模型是数字建筑工程信息技术模型的一个总称,它主要是通过运用计算机图形学、数字建筑信息化等多种关键技术手段建立发展起来的。

三维中的协同效应设计准确地简单说说它应该说就是基于BIM三维协同模型进行设计的三维协同效应。根据多个BIM三维数据模型的应用特点,协同项目平台下各项目专业人员可从唯一的一个BIM三维数据模型中实时获取协同项目相关信息,从而有效保证了协同项目相关信息的准确连续性和项目成果的信息可持续积累性。

(二)三维协同设计

 三维企业协同信息设计系统实现了企业单点设计效率向企业整体设计效率的同步过渡,解决了信息沟通技术瓶颈和企业信息沟通困难,实现了协同设计工作效率和产品质量相互促进不断提高的一个良性循环。

 首先,三维实时协同信息设计系统实现了传统的学科专业间的信息配合从低级串行向高度并行的方式转变,实现了各学科专业间的高度协同和相互配合的三维实时信息同步。

其次,协同专业设计研究环境中,资料和协同设计成果数据必须具有准确唯一性和真实可追溯性,保证了各设计专业协同设计阶段所需“原始数据”的及时有效,也充分保持了各专业设计阶段协同设计研究成果的准确连续性和真实可靠的积累性,从而有效大大降低了协同设计的预期错误率。

(三)三维协同设计平台的选择

与工程机械行业和一般传统意义上的建筑土木工程三维设计不同,水电工程行业的三维工程设计显然具有其独特性,简单地讲来说说它有别于如下几点:

 (1)项目涉及到的专业较多,需要选择多少个专业进行协同工程设计、并行工程设计,专业之间技术接口复杂,往返对所提资料的管理复杂。

 (2)建筑水电工程三维建筑设计中需要涉及大量的水电企业设计知识的理论积累和实际重用。

 (3)与三维地质协同专业息息相关,地质协同专业的设计精度和工作效率直接也会影响关系到整个三维地质协同工程设计的技术质量和工作效率。

(四)BIM技术标准

在《中华人民共和国标准化法》中明确规定,以化工国家标准、行业标准、地方政府标准分别为主要依据,指导化工企业产品标准的编制实施。中国BIM标准管理体系建设应充分覆盖这4个基本层次,形成一个相互之间联系、相互之间融合却又大而不失具有层次性的一个具有系统性的框架标准体系。

二、BIM技术的水利水电工程三维协同设计

(一)BIM+GIS应用

结合整个GIS移交系统在数字模型移交管理、三维数据分析以及系统软件开发等多个方面的综合应用技术优势,可以将整个inventor、revitr等模型以及整个infraworks移交场景管理模型直接导入到整个GIS移交系统中,应用a+BIM+GIS综合技术开发打造出来的数字模型移交管理平台。这就把建筑BIM模型和各类建筑施工、建设工程管理和建筑运维工程数据模型关联整合起来,实现了建筑BIM数据模型与建筑视频工程监控管理系统、水文工程监测管理系统、防洪工程调度管理系统等的数据信息对接共享。BIM+GIS+e打通了项目设计、施工、运维的全整个生命周期工作流程,提高了水电工程项目信息化管理质量,节省了水电工程前期投资,保障了水电工程稳定工期。

(二)地质三维建模

地质工程专业人员可以通过使用移动电脑终端直接进行移动地质工程外业统计数据的自动测量、收集、整理,再把数据采集后得到的移动地质专业信息直接自动导入地图civil3d中,并根据移动测绘地质专业数据生成的三维地形直线曲面,通过移动地质专业数据分析管理模型库自动生成建立各基质地层三维地形曲面和整个地质体系的模型,实现了工程下一工序地质专业工程设计技术人员直观、快速、准确地实时了解各个项目重点工程设计区域内的地质动态情况。该三维立体地质模型基于新的civil3d软件平台,可自动实时生成整个地质数据分析后的成果与地质报告后的报表,也成为可方便、快捷的自动完成整个地质体系的剖开和切出的地图,最后通civaultd等平台与软件下载程序各领域专业人员进行技术协同。

三、水工专业三维协同设计    

(一)水工三维模型及工程量统计

水工工程专业结构建模操作方式多种多样,有些水工结构只是具有独特性,有些水工结构则是具有一定的技术共性,因此进行水工专业结构建模时一定要特别注意对水工结构的共性划分,并对这些具有一定共性的水工结构可以运用仓库参数个性化模板草图和运用族库参数模板草图进行组合设计,模板中的建模做完后你就可以通过快速修改仓库参数对水工结构草图进行快速度的修改,并且模板可在类似建模工程中同时重复进行运用,可大为大地减少进行重复结构建模所需要花费的大量时间。

(二)二维工程图

从方案可研究性到应用技施各个阶段均还需要绘制出大量的二维模型结构图,传统的用cad图图绘制的各种二维图之间往往缺少相互关联,易发生出错,且由于专业间的相互干涉不易准确查找,方案发生变更时企业可能还需要重新进行绘图。而工程参数二维化的在aBIM模型中则可直接进行剖析剪切图并生成一个具有较强逻辑性和关联性的二维图,三维化的模型经过修改后二维图也可以相应进行更新。

inventor和inrevit中间还有一个工程图二维设计定制模块,通过"样式和标准编辑器"模块可以方便的设计定制各种符合建筑设计行业要求的二维工程图设计样式,这样就可以能快速、便捷的设计生成各种符合不同行业标准的二维模型工程图。在我国BIM所设计出的二维横向剖面曲线图的版本基础上又增加三维横向轴侧曲线图,使三维图纸信息表达更加直观,工程设计人员更容易准确理解建筑设计工程人员的工作意图。

 四、结语:

本文主要依托欧特克三维智能设计技术平台,讨论了基于A和BIM设计技术的三维水电协同智能设计系统实施管理模式,并对我国水利水电工程行业主要工程专业的三维智能协同系统设计技术要点知识进行了系统归纳分析总结,为我国水利水电工程行业中三维智能协同系统设计的研究推广应用提供参考借鉴。

参考文献:

[1]李凌飞,李德.基于a和BIM综合技术的大型水利水电建设工程三维分流协同系统设计[j].中国农村水利水电,2020(03):105-111.[J].中国农村水利水电,2020(03):105-111

[2]参见林圣德.BIM溢流技术在长江水利工程三维溢流协同系统设计工程中的实际应用问题探讨[j].江淮大学水利工程科技,2018(02):43-45.2018(02):43-45.