项目主体水工结构物体型复杂,分类施工区布置复杂,施工交通系统纵横交错,水利枢纽工程设计涉及多学科专业,设计流程与专业协调较为复杂,实现工程整体设计的全面协调化、信息化和可视化设计,是新疆院不断追求和探索的目标。
二、设计BIM技术应用1、地质实体模型设计
(1)技术路线

(2)地形曲面模型
2、项目方案设计
(1)技术路线
(2)场地分析
通过三维地形曲面可以直观反映出右岸为高陡边坡,不利于水工建筑物布置。因此主要泄水建筑物布置在左岸,针对右岸发电引水系统进口进行位置比选。
(3)砂砾石面板堆石坝
(4)厂房
(5)水机设备
(6)坝型比选
两种坝型枢纽布置一致,主要差异是坝体、右岸高边坡的处理和临建工程。两种坝型均能满足工程的要求,砼面板坝具有技术可靠,施工简单,投资(16亿)相对沥青砼心墙坝少1.5亿等优点,因此选定砼面板坝作为代表坝型。
3、建筑物模型设计
(1)面板堆石坝
(2)岔管
(3)金属结构参数化的实现过程
参数化模板设计,在建立完成参数化模型后,相同类型的装配构件,仅需对参数文件进行调整,调整完成后,三维模型会依据参数调整自动调整零件大小,装配模型也会相应调整。工程图包括工程量也自动调整。设计检查工作变得简单,工程图仅需依据图幅大小调整视图比例。改变图幅比例后,尺寸比例会自动调整。从而有效提高图纸质量和设计进度。
本枢纽多数闸门挡水水头较高,门型偏大,例如:1#深孔泄洪洞闸门挡水水头124m。闸门需采用偏心铰弧形工作闸门,闸门开启或关闭过程中的微量运动过程设计,直接关系到闸门建成后的运行效果。
采用偏心铰弧形工作闸门后,由于设备增多,布置繁琐,采用常规手段设计效率低较。为解决以上设计难题,金属结构设计时采用BIM设计,在实现闸门实际运行状态模拟的同时,也有效提高设备布置效率。
采用通用化模型后,设计效率至少提升50%以上,同时,产品设计的校审工作大幅度降低。如:图纸的尺寸的校审只检查尺寸标注的是否合理,尺寸的正确性已不需要进行复查。图纸的工程量也无需进行复核。
(4)有限元仿真计算—表孔控制段结构分析
优化前控制段混凝土静力计算;优化后控制段混凝土在设计烈度为8度时前30阶振型图;优化后控制段钢筋在设计烈度为8度时前30阶振型图。
经过优化后,钢筋总量减少了29.1%,即减少了169.013吨钢筋,混凝土总量减少了12.3%,即减少了118.956m3。
4、多专业BIM成果
将模型导入Navisworks,通过三维漫游查看,直观地查看整体效果。通过碰撞检查,检查构件的尺寸、标高、位置的协调性。多个专业同时在一个工作平台上工作,能够及时发现问题,快速优化,通过修改构件集合参数或者调整位置约束能够快速更新反映到新模型中。
(1)枢纽区表孔控制段
(2)厂房协同设计及碰撞检查
三、总结
1、BIM是一项新兴技术,作为先进水利水电建筑工程设计解决方案, 将会在水电行业项目的全过程体系中广泛应用。
2、随着BIM技术应用的推广及发展,各专业间实际应用的软件必将实现数据互通,使协同设计更加顺畅。
3、根据水电行业的特点,结合BIM技术应用,将不断完善相关的体系文件、设计标准、规范及流程。
4、BIM技术需要在水电项目整个全生命周期的各个阶段、各个环节加以应用,将实现行业设计水平提升。
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