CN111553010A - 一种基于bim的重力坝智能化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM的重力坝智能化设计方法，包括以下步骤：确定重力坝的选址区域；在选址区域建立GIS系统，其中GIS系统包含重力坝的地形、地质、水系信息；关联GIS系统与BIM；在BIM中输入相关信息，得到推荐的坝顶高程、表孔孔口尺寸、消能建筑物的长度信息；在BIM中内置水系、地形与表孔孔口尺寸、消能建筑物长度的关系，筛选出满足泄流长度的河段；在BIM中内置建基面与地形、地质关系，筛选出满足地形地质条件的河段；在BIM中内置模型与建基面、坝顶高程、孔口尺寸、消能建筑物的关系，基于上一步获得的河段自动生成模型。本发明使重力坝的设计实现了智能化，实现了模型的快速建立和更新，修改方便，极大地缩短了项目策划周期，提高了设计效率。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，特别涉及一种基于BIM的 重力坝智能化设计方法。
背景技术
重力坝是一种传统的坝型，该坝一般采用混凝土或浆砌石作为坝 身材料，其结构简单，施工方便，是一种整体性较好的刚性坝。中、 高坝常用这种坝型。目前最高的重力坝已达285m。国内的黄登水电 站、龙滩水电站、三峡水电站等大型水电工程均采用该坝型。
重力坝按照功能来划分，其建筑物包含非溢流建筑物、表孔建筑 物、消能建筑物等。对于常用的水电建筑物来说，表孔建筑物通常是 一个非常重要的控制指标。而且重力坝的表孔通常位于河床中间，使 其泄流尽量顺直。
BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参 数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、建设、运行和维护的 全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种工程信息 做出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的 各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩 短工期等方面发挥重要作用，在水电行业具有非常广阔的应用前景。
GIS即地理信息系统，它是一种特定的十分重要的空间信息系 统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包 括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、 分析、显示和描述的技术系统。
目前重力坝常用的BIM设计方法为：(1)利用重力坝平面图和地 质剖面图确定重力坝的纵剖面图和横剖面图，并确定了基础建基面和 坝轴线；(2)按照功能对重力坝进行分类，分为非溢流、溢流、底孔 等坝段，对功能不同的部位分别进行建模，并与基础进行布尔运算， 最终形成三维模型。
从上述方法看出，重力坝的设计方法已经开始进行三维设计，但 其存在以下缺点和局限：1)建模及模型修改难度较大、效率较低的 问题。2)现有的模型主要应用于三维出图和效果展示，在实际工程 设计过程中，工程量统计、结构计算及配筋等方面仍然存在很大不足； 3)依然需要投入大量的人力资源参与设计；4)没有充分利用GIS 进行智能化设计。
因此，如何结合BIM技术寻找一种智能的重力坝设计方法，解 放生产力，成为众多工程设计行业人士努力研究的方向。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种基于 BIM的重力坝智能化设计方法，使重力坝的设计实现了智能化，只需 输入相关的边界条件即可完成方案比选的过程，而且能自动推荐最优 方案，统计工程量和投资，使其满足了不同阶段、不同类型的布置需 求，实现了模型的快速建立和更新，修改方便，极大地缩短了项目策 划周期，提高了设计效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于BIM的重力坝智能化设计方法，其特点是包括以下步 骤：
步骤1，确定重力坝的选址区域；
步骤2，在选址区域建立GIS系统，其中GIS系统包含重力坝的 地形、地质、水系信息；
步骤3，关联GIS系统与BIM；
步骤4，在BIM中输入相关信息，得到推荐的坝顶高程、表孔孔 口尺寸、消能建筑物的长度信息；
步骤5，在BIM中内置水系、地形与表孔孔口尺寸、消能建筑物 长度的关系，筛选出满足泄流长度的河段；
步骤6，在BIM中内置建基面与地形、地质关系，筛选出满足地 形地质条件的河段；
步骤7，在BIM中内置模型与建基面、坝顶高程、孔口尺寸、消 能建筑物的关系，基于步骤6中获得的河段自动生成模型。
进一步地，还包括步骤8，对生成的工程量进行自动统计，筛选 出符合工程量要求的方案。
进一步地，还包括步骤9，对符合工程量要求的方案与造价系统 进行连接，筛选出最优的投资方案。
作为一种优选方式，所述步骤4中，在BIM中输入坝顶高程与 水文、规划信息，得到推荐的坝顶高程信息。
作为一种优选方式，所述步骤4中，在BIM中输入与孔口有关 的泄流量、调洪信息，得到推荐的表孔孔口尺寸信息。
作为一种优选方式，所述步骤4中，在BIM中输入与消能建筑 物有关的调洪成果信息，得到推荐的消能建筑物的长度信息。
与现有技术相比，本发明使重力坝的设计实现了智能化，只需输 入相关的边界条件即可完成方案比选的过程，而且能自动推荐最优方 案，统计工程量和投资，使其满足了不同阶段、不同类型的布置需求， 实现了模型的快速建立和更新，修改方便，极大地缩短了项目策划周 期，提高了设计效率。
具体实施方式
以某重力坝为例，该水电站处于预可阶段，坝高在100m左右。 现针对该工程的下坝址方案进行三维智能化设计，包括以下步骤：
步骤1，根据重力坝的下坝址建坝大致位置，确定重力坝的选址 区域。
步骤2，在选址区域建立GIS系统，其中GIS系统包含重力坝的 地形、地质、水系等信息。
步骤3，关联GIS系统与BIM。
步骤4，在BIM中输入相关信息，得到推荐的坝顶高程、表孔孔 口尺寸、消能建筑物的长度等信息。
具体地，在BIM中输入坝顶高程与水文、规划等信息，得到推 荐的坝顶高程信息；在BIM中输入与孔口有关的泄流量、调洪等信 息，得到推荐的表孔孔口尺寸信息；在BIM中输入与消能建筑物有 关的调洪成果等信息，得到推荐的消能建筑物的长度信息。
步骤5，在BIM中内置水系、地形等与表孔孔口尺寸、消能建筑 物长度等的关系，可以实现对选址进一步的筛选，筛选出满足泄流长 度较平直的河段。
步骤6，在BIM中内置建基面与地形、地质等关系，进一步对选 取的河段进行筛选，筛选出满足地形地质条件的河段，从而选取地形 地质情况较好的河段。
步骤7，在BIM中内置模型与建基面、坝顶高程、孔口尺寸、消 能建筑物等的关系，从而可以基于步骤6中获得的河段自动生成模 型。
步骤8，对生成的工程量进行自动统计，筛选出符合工程量要求 的较优的方案。
步骤9，对符合工程量要求的最优的方案与造价系统进行连接， 筛选出最优的投资方案。
上面对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述 的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限 性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗 旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于 本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于BIM的重力坝智能化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定重力坝的选址区域；
步骤2，在选址区域建立GIS系统，其中GIS系统包含重力坝的地形、地质、水系信息；
步骤3，关联GIS系统与BIM；
步骤4，在BIM中输入相关信息，得到推荐的坝顶高程、表孔孔口尺寸、消能建筑物的长度信息；
步骤5，在BIM中内置水系、地形与表孔孔口尺寸、消能建筑物长度的关系，筛选出满足泄流长度的河段；
步骤6，在BIM中内置建基面与地形、地质关系，筛选出满足地形地质条件的河段；
步骤7，在BIM中内置模型与建基面、坝顶高程、孔口尺寸、消能建筑物的关系，基于步骤6中获得的河段自动生成模型。
2.如权利要求1所述的基于BIM的重力坝智能化设计方法，其特征在于，还包括步骤8，对生成的工程量进行自动统计，筛选出符合工程量要求的方案。
3.如权利要求2所述的基于BIM的重力坝智能化设计方法，其特征在于，还包括步骤9，对符合工程量要求的方案与造价系统进行连接，筛选出最优的投资方案。
4.如权利要求1所述的基于BIM的重力坝智能化设计方法，其特征在于，所述步骤4中，在BIM中输入坝顶高程与水文、规划信息，得到推荐的坝顶高程信息。
5.如权利要求1所述的基于BIM的重力坝智能化设计方法，其特征在于，所述步骤4中，在BIM中输入与孔口有关的泄流量、调洪信息，得到推荐的表孔孔口尺寸信息。
6.如权利要求1所述的基于BIM的重力坝智能化设计方法，其特征在于，所述步骤4中，在BIM中输入与消能建筑物有关的调洪成果信息，得到推荐的消能建筑物的长度信息。
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