CN107563101A - 电厂综合管廊及管线布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电厂综合管廊及管线的布置方法，是将工程现场的测绘数据，导入三维软件中，形成现场模型，然后在软件中建立管廊管线的参数化数据库，以及逻辑化的布置规则库，设定好初始条件后，由系统穷举可行的方案，选定方案后，由软件自动核算载荷，确定梁柱截面参数，形成最终模型，随后可以输出图纸和材料表，直接指导采购施工。可提升设计效率。

Description

电厂综合管廊及管线布置方法

技术领域

本发明涉及电厂综合管廊及管线的布置方法。

背景技术

电厂修建时，涉及众多的管线布置，所有管线需架设在管廊上。由于管线布局走向复杂多变，传统的依靠人工测算绘制的方式非常耗时，而且难以保证方案最优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电厂综合管廊及管线布置方法，可提高设计效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

电厂综合管廊及管线布置方法，包括顺序进行的以下步骤：

A、地形数据模型建立：测量收集工地现场地形数据，用不规则三角网算法处理所述现场地形数据，得到多个数据点的高程和平面坐标；在三维建模软件中，将相邻的三个数据点连接成三角面，形成现场地形的三维模型，即第一地形模型；

B、将所述第一地形模型数据导入PDMS软件：

建立所述A步骤中第一地形模型和PDMS软件的坐标系的映射关系；将所述第一地形模型的处于同一平面的点集，映射到PDMS软件中的一个拉伸体，即是选择所述点集中的高程最低的一个点作为所述拉伸体的拉伸原点，点集中任一点作为第二点与拉伸原点构成向量，该向量确定为第一拉伸轴，点集中另外任一点作为第三点与拉伸原点构成另一个向量，确定为第二拉伸轴；第一拉伸轴和第二拉伸轴形成该拉伸体的坐标系，将所述点集中所有点映射到该拉伸体的坐标系中；

重复上述点集映射到拉伸体的操作，将所述第一地形模型的数据全部导入PDMS软件中，形成第二地形模型；

C、建立综合管廊的参数化数据库，制定综合管廊布置规则库；建立管线的参数化数据库，制定管线布置规则库；

D、按照工程需要，确定管线起点、途经点、终点，确定工程所需管线类型、数量，根据管线分布、类型和数量确定综合管廊类型；基于步骤C的综合管廊的参数化数据库，以及综合管廊布置规则库，在基于PDMS软件的第二地形模型中，生成多种符合条件的管廊模型；进一步的，基于管线的参数化数据库，以及管线布置规则库，在所述管廊模型上生成配套的多种虚拟的符合条件的管线模型；

E、在PMDS软件中人工选择一套匹配的管廊、管线模型，作为综合模型，基于管线支吊架最大间距算法计算出综合模型中次梁的数量、间距、截面类型、以及分布位置，利用PDMS载荷计算功能，得出综合模型中管廊的管架钢梁截面规格,该截面规格满足钢梁对管线的刚度、强度承受要求；将包含管架钢梁截面规格的综合模型导入结构设计有限元分析软件中，进而计算出综合模型中所需梁柱规格，然后将包含梁柱截面属性的综合模型导回PDMS软件中，形成最终模型；

F、在PDMS软件中，基于最终模型，输出图纸，材料表用于实际工程采购施工。

进一步的，所述A步骤中的三维建模软件是AutoCAD，所述E步骤中结构设计有限元分析软件是MIDAS。

本发明的有益效果是：上述布置方法，将现场测绘数据在三维软件中形成现场模型，现场模型导入PDMS软件中，将各型管廊、管线尺寸规格数据化，并建立管廊、管线的布置规则逻辑化，设定管线起点、终点、途经点，由软件系统穷举可行的方案，人工选择一种或几种方案。再由软件计算管廊载荷，得出梁柱截面规格等参数，形成最终模型，由软件输出图纸和材料表，即可用于实际采购施工，可大幅提升设计效率，确保方案优化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明：

电厂综合管廊及管线布置方法，包括顺序进行的以下步骤：

A、地形数据模型建立：测量收集工地现场地形数据，用不规则三角网算法处理所述现场地形数据，得到多个数据点的高程和平面坐标；在三维建模软件中，将相邻的三个数据点连接成三角面，形成现场地形的三维模型，即第一地形模型；

B、将所述第一地形模型数据导入PDMS软件：

建立所述A步骤中第一地形模型和PDMS软件的坐标系的映射关系；将所述第一地形模型的处于同一平面的点集，映射到PDMS软件中的一个拉伸体，即是选择所述点集中的高程最低的一个点作为所述拉伸体的拉伸原点，点集中任一点作为第二点与拉伸原点构成向量，该向量确定为第一拉伸轴，点集中另外任一点作为第三点与拉伸原点构成另一个向量，确定为第二拉伸轴；第一拉伸轴和第二拉伸轴形成该拉伸体的坐标系，将所述点集中所有点映射到该拉伸体的坐标系中；

重复上述点集映射到拉伸体的操作，将所述第一地形模型的数据全部导入PDMS软件中，形成第二地形模型；

C、建立综合管廊的参数化数据库，制定综合管廊布置规则库；建立管线的参数化数据库，制定管线布置规则库；

D、按照工程需要，确定管线起点、途经点、终点，确定工程所需管线类型、数量，根据管线分布、类型和数量确定综合管廊类型；基于步骤C的综合管廊的参数化数据库，以及综合管廊布置规则库，在基于PDMS软件的第二地形模型中，生成多种符合条件的管廊模型；进一步的，基于管线的参数化数据库，以及管线布置规则库，在所述管廊模型上生成配套的多种虚拟的符合条件的管线模型；

E、在PMDS软件中人工选择一套匹配的管廊、管线模型，作为综合模型，基于管线支吊架最大间距算法计算出综合模型中次梁的数量、间距、截面类型、以及分布位置，利用PDMS载荷计算功能，得出综合模型中管廊的管架钢梁截面规格,该截面规格满足钢梁对管线的刚度、强度承受要求；将包含管架钢梁截面规格的综合模型导入结构设计有限元分析软件中，进而计算出综合模型中所需梁柱规格，然后将包含梁柱截面属性的综合模型导回PDMS软件中，形成最终模型；

F、在PDMS软件中，基于最终模型，输出图纸，材料表用于实际工程采购施工。

上述管廊及管线布置方法，是先由测绘人员在现场收集地形数据，也包括道路、地道、墙体、构建筑物、障碍物等数据，用于在软件中形成真实的三维模型。

用不规则三角网算法处理收集到的现场地形数据，得到多个数据点的高程和平面坐标；在三维建模软件中，将相邻的三个数据点连接成三角面，即可形成现场地形的三维模型，典型的三维建模软件可以是AutoCAD，即美国欧特克有限公司出品的计算机辅助设计软件，也可以是其他类似三维软件。

上述模型称为第一地形模型，需导入PDMS软件中，才便于自动生成管廊管线模型。PDMS软件即是英国AVEVA公司的工厂三维布置设计管理系统。

将第一地形模型数据导入PDMS软件的方法是，先建立第一地形模型和PDMS软件的坐标系的映射关系；将所述第一地形模型的处于同一平面的点集，映射到PDMS软件中的一个拉伸体，例如将一个三角面中的所有数据点映射到一个拉伸体中。

可选择所述点集中的高程最低的一个点作为所述拉伸体的拉伸原点，点集中任一点作为第二点与拉伸原点构成向量，该向量确定为第一拉伸轴，点集中另外任一点作为第三点与拉伸原点构成另一个向量，确定为第二拉伸轴；第一拉伸轴和第二拉伸轴形成该拉伸体的坐标系，则每个点都在该坐标系中对应有坐标值，可将所述点集中所有点映射到该拉伸体的坐标系中；

重复上述点集映射到拉伸体的操作，将所述第一地形模型的数据全部导入PDMS软件中，形成第二地形模型。

建立综合管廊的参数化数据库，即是包含管廊的型式：单层T型、双层干型、单层门形、多层门形等，也包含各型管廊的管架长度、管架宽度、各层标高、排数、列数、层数尺寸、形状等参数。

同理也建立管线的参数化数据库，包括管道类型：热力管道、燃油燃气管道、压缩气管道、腐蚀性管道、工业水、生活水管道、电缆管道等，各型管道管径、壁厚、允许温度、允许压力、管道材质、保温厚度等参数。

制定管线布置规则库，是将现行的管廊布置行业规则逻辑化，包括:

氢气管道敷设在各种管道上方；液化石油气管道敷设在电缆下方；煤气管道敷设在液化石油气上方；热力管道敷设在液化石油气及煤气管道下方；除盐水、工业水敷设在热力管道下方；燃油管道敷设在热力管道下方；酸碱腐蚀性介质管道布置在其他管道下面；高温热力管道不应敷设在电缆下方；大直径管敷设于管架两侧，小直径管敷设于管架中间；对于不保温管道，管道与梁、柱之间的距离≥150mm；对于保温管道，管道保温表面与梁、柱之间的距离≥100mm；对于不保温管道，两管外壁之间净空距离≥200mm；对于保温管道，两管保温表面之间的净空距离s≥150mm等规则。

同理制定综合管廊布置规则库，将现行的管廊布置行业规则逻辑化，包括:管架横梁至行人道路路面的垂直距离≥2.5m；管架横梁至厂区通车道路路面的垂直距离≥5.0m；管架横梁至厂区铁路路轨顶的垂直距离≥5.5m；全钢结构或纵梁、桁架采用钢结构，柱采用钢筋混凝土结构时伸缩缝间距不超过120m；预制装配式钢筋混凝土结构伸缩缝间距≤70m；现浇钢筋混凝土结构伸缩缝间距≤35m；纵梁式管架纵向柱间距为6～9m；桁架式管架纵向柱距为12～24m，基本柱距为18m；管架外边缘距道路外边缘≥1.0m；管架外边缘距厂区围墙中心≥1.0m；管架外边缘距无门窗建筑物外墙≥1.5m；管架外边缘距有门窗建筑物外墙≥3.0m；管架中间层设检修通道时，其层间净空≥2.2m；管架中间层不设检修通道时，其层间净空1.2～2.0m等。

随后，按照工程需要，可以在软件中设定原始需求，包括管线起点、途经点、终点，确定工程所需管线类型、数量，根据管线分布、类型和数量确定综合管廊类型等。

电脑系统可根据前述的综合管廊的参数化数据库，以及综合管廊布置规则库，在基于PDMS软件的第二地形模型中自动检测碰撞，穷举出多种符合条件的管廊模型；进一步的，基于管线的参数化数据库，以及管线布置规则库，在所述管廊模型上生成配套的多种虚拟的符合条件的管线模型。

在上述生成的模型中人工选择一套匹配的管廊、管线模型，作为综合模型，基于管线支吊架最大间距算法计算出综合模型中次梁的数量、间距、截面类型、以及分布位置，利用PDMS软件的载荷核算功能，得出综合模型中管廊的管架钢梁截面规格,该截面规格满足钢梁对管线的刚度、强度承受要求。

将包含管架钢梁截面规格的综合模型导入结构设计有限元分析软件中进一步，例如可以是迈达斯公司的MIDAS(Multi-tier Distributed Applications Services)软件，进而计算出综合模型中所需梁柱规格，然后将包含梁柱截面属性的综合模型导回PDMS软件中，形成最终模型；在PDMS软件中，基于最终模型，可以输出图纸和材料表，其中包含了管材类型，数量等多种信息，可直接用于实际工程采购施工。

Claims (2)

1.电厂综合管廊及管线布置方法，其特征在于，包括顺序进行的以下步骤：

A、地形数据模型建立：测量收集工地现场地形数据，用不规则三角网算法处理所述现场地形数据，得到多个数据点的高程和平面坐标；在三维建模软件中，将相邻的三个数据点连接成三角面，形成现场地形的三维模型，即第一地形模型；

B、将所述第一地形模型数据导入PDMS软件：

建立所述A步骤中第一地形模型和PDMS软件的坐标系的映射关系；将所述第一地形模型的处于同一平面的点集，映射到PDMS软件中的一个拉伸体，即是选择所述点集中的高程最低的一个点作为所述拉伸体的拉伸原点，点集中任一点作为第二点与拉伸原点构成向量，该向量确定为第一拉伸轴，点集中另外任一点作为第三点与拉伸原点构成另一个向量，确定为第二拉伸轴；第一拉伸轴和第二拉伸轴形成该拉伸体的坐标系，将所述点集中所有点映射到该拉伸体的坐标系中；

重复上述点集映射到拉伸体的操作，将所述第一地形模型的数据全部导入PDMS软件中，形成第二地形模型；

C、建立综合管廊的参数化数据库，制定综合管廊布置规则库；建立管线的参数化数据库，制定管线布置规则库；

D、按照工程需要，确定管线起点、途经点、终点，确定工程所需管线类型、数量，根据管线分布、类型和数量确定综合管廊类型；基于步骤C的综合管廊的参数化数据库，以及综合管廊布置规则库，在基于PDMS软件的第二地形模型中，生成多种符合条件的管廊模型；进一步的，基于管线的参数化数据库，以及管线布置规则库，在所述管廊模型上生成配套的多种虚拟的符合条件的管线模型；

E、在PMDS软件中人工选择一套匹配的管廊、管线模型，作为综合模型，基于管线支吊架最大间距算法计算出综合模型中次梁的数量、间距、截面类型、以及分布位置，利用PDMS载荷计算功能，得出综合模型中管廊的管架钢梁截面规格,该截面规格满足钢梁对管线的刚度、强度承受要求；将包含管架钢梁截面规格的综合模型导入结构设计有限元分析软件中，进而计算出综合模型中所需梁柱规格，然后将包含梁柱截面属性的综合模型导回PDMS软件中，形成最终模型；

F、在PDMS软件中，基于最终模型，输出图纸，材料表用于实际工程采购施工。

2.如权利要求1所述的电厂综合管廊及管线布置方法，其特征在于，所述A步骤中的三维建模软件是AutoCAD，所述E步骤中结构设计有限元分析软件是MIDAS。