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1、BIM 技术在水利水电工程的应用摘要:水利工程建设项目涉及的工作范围比较大,在工作过程中会受到很多 因素的影响,将 BIM 技术科学应用到水利水电工程施工中,能够有效适应项目的 复杂性和独特性,对项目施工形成合理指导,从而降低施工成本,提高施工效率关键词:BIM技术;水利水电工程;应用1BIM 技术概述BIM技术是一种通过使用数字化科技构建完全虚拟的建筑信息模型,进而为 工程建设提供数据信息、科学指导的技术形式。在工程项目中运用BIM技术,会 拥有诸多优势,例如工程成本的控制、项目的协同管理、施工进度、可视化以及 虚拟化等方面,从而进一步优化工程项目的整体规划以及施工设计等。因为其能 够把控工
2、程项目的施工成本、减少工程项目的施工时间、提升工程效率以及施工 质量的优点,BIM技术的应用范围也在不断扩大。该技术最先运用的行业是建筑 行业,通过不断地发展以及优化逐渐运用到了其他行业领域中。通过在水利工程 项目中运用BIM技术,从而促进了该目标的发展进程。2BIM 技术的应用优势2.1 降低施工风险BIM技术的优势在于对工程项目进行技术改造,通过计算、仿真以及信息化 技术,建立工程主体和相关施工结构的数字模型,再根据模型在具体的进行工程 量预算,通过预算过程中的难点排除和施工进度控制等作业优化,提前消除施工 中可能遇到的不确定性,从而避免施工风险,提高施工效率,保证工程的安全可 靠。2.2
3、帮助了解设计意图BIM 技术可以辅助生成可视化工程图纸,这对于水利工程这类大型项目而言 将很好的帮助施工技术人员了解整个工程项目,从而确保信息解读的准确性、高 效性。针对当前水利工程诸如设计错误、工序复杂等问题,BIM技术的出现能够 很好地予以缓解,加之设计与施工之间的紧密联络,将更进一步完善原有施工效 果。2.3 完善施工管理手段在BIM技术的配合下,水利工程项目的数字模型基本可以清晰,根据该成果 编制施工组织设计能够更为直观的反映出该工程的整体情况。BIM还能够以三维 动画的形式对施工技术人员进行技术交底,这样清晰、流畅的施工项目介绍和交 接工作对于施工重点难点的把握,以及各类安全隐患的控
4、制都将一目了然。对于 施工管理流程和施工管理活动的顺利展开都将起到积极的保障效果。3水利水电工程可视化仿真中三维数字模型构建3.1 数字化地形模型数字化地形模型是模型的重要部分,也是水利水电工程施工、布置的重要基 础。建立建筑工程坐标系,旨在确定工程区域之间的相对坐标,进而建立可视化 仿真数字模型。坐标原点为水利水电工程规划时确定的原点,该点对应地理位置 中的经纬度,从而更直接、直观地表示水利水电工程项目的位置信息。3.2 填挖地形动态根据 AutoCADCivil3D 所建立的数字化模型对整个工程进行地形动态的填挖 工作。首先,要在开挖坝基中,确立以边坡、大坝为主的设计曲面,并且借助软 件精
5、确生成工程施工图,确定施工工程量。其次,将设计曲面与原有地形曲面相 结合,进而获取相应的交线。最后,根据原始地形曲面,沿着交线切除多余的建 筑边坡,通过将原始地形与设计曲面相融合,进而构造填挖后的地形曲面。3.3 构建混凝土坝动态模型随着施工时间变化,土坝的形态也会随之调整。为此,要对混凝土坝进行分 段浇筑。为实现各模块的最佳浇筑效果,还要融合浇筑施工量、施工器械的特征 等。使用 AutoCAD 建模时,要按照二维设计图纸将混凝土坝划分为不同坝段,从 而确定混凝土坝各组成部分的空间信息,再使用 AutoCAD 软件直接绘制混凝土坝 的三维模型。在对混凝土坝进行分块时,要使用 AutoCAD 软
6、件嵌入到整个仿真系 统中,实现混凝土坝体浇筑过程的仿真计算与浇筑块自动同步,通过仿真系统所 计算的浇筑信息用 Access 数据库的方式存储。3.4 实体建模在水利水电工程可视化仿真系统中,还涉及土石坝、施工器械设备和围堰、 隧道等实体建模。辅助施工的设备类型较多,构造复杂。整体上以 AutodeskRevitArchitecture 软件为基础,进行实体建模,并确定总体施工方案 因此,通过 3DMax 建模,并导入 Navisworks 予以渲染。在土石坝实体建模时, 要先考虑坝底的不规则特征,使用 Rhino 软件来建立模型,发挥系统的动态展示 功能。同时,各个区域要按照施工进度和填筑料来
7、划分填筑层,从而形成土石坝 的模型。4BIM 技术在水利水电工程中的应用4.1 工程施工环境的动态展示在工程施工时,通过使用 Navisworks 来对工程进行三维动态展示。使用仿 真计算获得水利水电工程施工的具体信息,主要有混凝土坝的浇筑信息、各单元 的施工时间等。通过使用 BIM 技术将施工活动的各环节充分结合,实现建筑工程 的模型化。在工程施工方面,利用 Navisworks 的 TimeLiner 规则将 CSV 数据相 结合,并且设定适当的任务类型,生成施工过程动画。以工程管线施工某一环节 为例,在 AutodeskRevitArchitecture 软件平台中,通过应用本算法对施工
8、进度 进行模拟,参照设计模型为施工方案提供依据。经过多次试验证明,施工环境能 够满足实际工程需要。通过对整个工程施工过程进行动态视频展示,及时发现建 筑施工及未来运维过程中潜在的问题,通过 BIM 技术进行分析处理,从而降低工 程隐患。最后,由 TimeLiner 连接的进度数据来确定整个模型是否有时间特性, 并对整个工程施工过程进行动态化展示。4.2 仿真信息查询在查询仿真信息时,通过 Navisworks 来查询整个工程各单元的对应属性, 或者使用Navisworks的API应用程序接口来进行.NET二次开发,从而以插件的 方式具体展示仿真信息。使用该技术,能够对水利水电工程的施工全过程和
9、施工 强度等信息进行查询。同时,在具体显示界面上,用不同类型的颜色以直方图的 方式来显示施工强度。在建立插件方面,首先,建立动态的链接库文件;其次, 新建一个类似继承相应的插件,并设定属性;最后,要编写具体的程序代码, 将.dll文件存入软件安装包,最终建立插件,并应用于整个仿真系统中。4.3 信息查询及应用将 BIM 技术应用于水利水电工程可视化仿真中,系统开发简单,同时能够简 单、快速查询仿真信息,基于.NET的开发模式,大大缩短了工程的施工周期。使 用 Navisworks 可以随意查询坝段模型的形体和二维信息,通过审阅工具向模型 视点中记录工程分析,添加相关注释。将BIM技术应用于整个
10、工程可视化仿真系 统中,能够对工程建筑的性能、设备管理和运营维护等各个环节进行有效优化。 施工人员在读图时,通过发挥BIM技术的优势,精准获取施工信息,从而有效提 升读图的精准度与效率。使用BIM技术有效辅助了整个施工过程,在技术应用、 各环节协同等方面,均可以实现可视化操作,通过自动计算水利水电工程的施工 量,有效减少或避免出现工艺冲突现象。5 结语水利水电工程规模庞大,涉及技术较为复杂。使用BIM技术,能够对水利水 电工程的复杂过程充分了解,并将数据、信息以图形的方式来表达,为组织开展 水利水电工程的设计、施工和整体决策提供有效分析。因此,将BIM技术引入水 利水电工程可视化仿真系统中,充分发挥该技术的可视化与四维模拟功能,简化 了系统开发过程,实现了最佳应用效果。参考文献1 BIM技术在水利工程造价中的应用J.程蔚.工程技术研究.2020(03)2 基于BIM技术的水电工程质量管理J.吕杨,高歌.住宅与房地产.2020(32)