CN112528381B - 基于三维bim模型的动态可视化重力坝布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法，1，将重力坝拆分为功能坝段和挡水坝段两大类；2，功能坝段空间位置设计采用“粗调整”和“精调整”；3，功能坝段的布置采用“粗调整”或“精调整”和参考布置方式；4，创建地形曲面、地质曲面、重力坝轴线、左岸起点轴系和右岸终点轴系，作为重力坝布置的初始条件；5，功能坝段布置时，第一个功能坝段采用“粗调整”或者“精调整”，第二个及以后的功能坝段采用“粗调整”或者“精调整”，或采用所述参考方式进行布置；6，初始条件下，定义每个功能坝段都是一个初始组；7，动态可视化条件下完成重力坝的功能坝段布置后。本发明大幅提升了设计效率，节省了大量设计时间。

Description

基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法

技术领域

本发明涉及水工建筑物重力坝，尤其是涉及基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法。

背景技术

BIM（英文Building Information Modeling的缩写，建筑信息模型）技术作为新一代计算机辅助设计的基础性技术，在水利水电工程建设领域的应用越加广泛，已经成为水利水电行业发展的必然方向。重力坝是一种古老的坝型，由于结构简单、施工方便、安全度高，在水利水电工程中得到应用广泛。重力坝设计中最为关键和复杂的地方是枢纽的总体布置方案，需要反复尝试与调整多种布置方案，使得设计的时间和周期较长。

目前，重力坝的BIM模型设计基本是按已有二维成果的布置方案来创建三维模型，若后期一旦布置方案需要有较大幅度的调整和变化时，对BIM模型进行相应的调整是一项非常费时费力的工作，需要投入大量人力和时间。目前存在的不足是一方面没有利用BIM模型技术本身的优势，另一方面也降低了设计人员使用BIM模型技术的积极性。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法，实现重力坝设计的快速枢纽布置与调整。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法，包括下述步骤：

步骤1，将重力坝拆分为功能坝段和挡水坝段两大类；所述功能坝段是指除去挡水功能以外的其他坝段，所述挡水坝段是指仅具备挡水功能的坝段；在重力坝布置时优先考虑满足功能坝段的布置需求；

步骤2，功能坝段的空间位置设计采用两种方式，第一种是通过“动态拖拽”方式对功能坝段的空间位置进行设计，这种方式相对于左岸起点轴系的距离无法精准控制，定义为“粗调整”；第二种是通过直接输入桩号数据方式对功能坝段的空间位置进行设计，这种方式相对于左岸起点轴系的距离通过桩号数据精准控制，定义为“精调整”；

步骤3，功能坝段的布置采用两种方式，第一种是通过所述“粗调整”或所述“精调整”对功能坝段进行动态布置；第二种是采用参考布置方式，即利用已经布置好的功能坝段作为参考坝段，在其左侧或者右侧直接布置新的功能坝段，所述新的功能坝段与所述参考坝段紧密相连；

步骤4，创建地形曲面、地质曲面、重力坝轴线、左岸起点轴系和右岸终点轴系，作为重力坝布置的初始条件；

步骤5，功能坝段布置操作时，第一个功能坝段采用“粗调整”或者“精调整”的方式进行布置，第二个及以后的功能坝段采用“粗调整”或者“精调整”的方式进行布置，或采用所述参考方式进行布置；

步骤6，为实现对多个功能坝段BIM模型进行位置调整，以适应重力坝设计过程中需要反复修改的特点，在所述初始条件下，定义每个功能坝段都是一个初始组；各功能坝段位置调整时，空间上相邻或者相隔的所述初始组通过合并形成新组，所述新组作为一个整体具有空间位置平移、组内坝段重新排序、组内坝段删除、新组与新组合并的功能；

步骤7，在动态可视化条件下完成重力坝的功能坝段布置后，再由所述左岸起点轴系、所述右岸终点轴系两个端部和中间的功能坝段，将所述重力坝轴线拆分为对应的空间，然后在各对应的所述空间里自动插入挡水坝段，最终完整重力坝BIM模型的快速布置和修改。

所述功能坝段根据各自的功能可以拆分为多个细类，例如功能坝段A、功能坝段B、功能坝段C等。

本发明采用动态的、可视化的重力坝布置方法，对坝段的BIM模型进行快速空间定位，并提出分组的理念。当需要将新组中的部分坝段分隔出来时，可将整组进行拆分，形成新的两个组，新的两个组又可进行组内排序、组内删除、整体平移等操作。通过组与组的合并、组内拆分、组内排序、组内删除、整体平移等基本动作，可以在很短时间内组合成重力坝的功能坝段的任意布置方案，大幅提升了设计效率，节省了大量设计时间，从而实现重力坝设计的快速枢纽布置与调整。

附图说明

图1是本发明的流程框图。

图2是实施例某初始重力坝枢纽布置示意图。

图3是将图2中的初始重力坝枢纽调整后的枢纽布置示意图。

图4 是实施例步骤1中完成的初始重力坝枢纽布置示意图。

图5是实施例步骤2中合并功能坝段组的布置示意图。

图6是实施例步骤3中组内删除后的布置示意图。

图7是实施例步骤4中组内重新排序后的布置示意图。

图8是实施例步骤5中组内拆分后的布置示意图。

图9是实施例步骤6中对拆分组O和拆分组P整体平移后的布置示意图。

图10是实施例步骤7中对挡水坝段进行更新填补后的布置示意图。

图11是实施例步骤8中完成重力坝BIM模型的快速布置和修改布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如下图1所示，本发明所述基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法，现以某初始重力坝为例进行详细说明：

如下图2所示，为某初始重力坝枢纽布置示意图，需调整为如图3所示的枢纽布置示意图，下面展示如何快速完成重力坝BIM模型的初始布置以及调整修改。

步骤1，首先采用桩号布置方式创建第一个功能坝段A，由桩号A控制功能坝段A的位置，其余功能坝段全部采用参考坝段的方式，以BIM模型空间中存在的功能坝段右侧布置新的坝段，挡水坝段进行自动拆入，完成如图4所示的初始重力坝枢纽布置；

步骤2，将所有功能坝段合并为一个组M，如图5所示，此时仅保留左侧一个桩号A进行定位；

步骤3，将图5中的合并组M中的功能坝段E删除，结果如图6所示；

步骤4，将图6中合并组M的所有成员重新排序，结果如图7所示；

步骤5，对图7中合并组M进行拆分，分为拆分组O和拆分组P，拆分组P自动使用桩号P进行定位，结果如图8所示；

步骤6，对图8中拆分组O和拆分组P整体进行平移，可以直接“动态拖拽”，也可以输入桩号O和桩号P数据直接驱动，组移动后结果如下图9所示。

步骤7：功能坝段修改完毕后，对挡水坝段进行更新填补，重新生成挡水坝段，结果如图10所示；

步骤8，根据地质条件建立建基面曲面，对BIM模型进行修剪，完成重力坝BIM模型的快速布置和修改，如图11所示。

Claims (2)

1.一种基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法，其特征在于：包括下述步骤：

步骤1，将重力坝拆分为功能坝段和挡水坝段两大类；所述功能坝段是指除去挡水功能以外的其他坝段，所述挡水坝段是指仅具备挡水功能的坝段；在重力坝布置时优先考虑满足功能坝段的布置需求；

步骤2，功能坝段的空间位置设计采用两种方式，第一种是通过“动态拖拽”方式对功能坝段的空间位置进行设计，定义为“粗调整”；第二种是通过直接输入桩号数据方式对功能坝段的空间位置进行设计，定义为“精调整”；

步骤3，功能坝段的布置采用两种方式，第一种是通过所述“粗调整”或所述“精调整”对功能坝段进行动态布置；第二种是采用参考布置方式，即利用已经布置好的功能坝段作为参考坝段，在其左侧或者右侧直接布置新的功能坝段，所述新的功能坝段与所述参考坝段紧密相连；

步骤4，创建地形曲面、地质曲面、重力坝轴线、左岸起点轴系和右岸终点轴系，作为重力坝布置的初始条件；

步骤5，功能坝段布置操作时，第一个功能坝段采用“粗调整”或者“精调整”的方式进行布置，第二个及以后的功能坝段采用“粗调整”或者“精调整”的方式进行布置，或采用所述参考方式进行布置；

步骤6，为实现对多个功能坝段BIM模型进行位置调整，以适应重力坝设计过程中需要反复修改的特点，在所述初始条件下，定义每个功能坝段都是一个初始组；各功能坝段位置调整时，空间上相邻或者相隔的所述初始组通过合并形成新组，所述新组作为一个整体具有空间位置平移、组内坝段重新排序、组内坝段删除、新组与新组合并的功能；

步骤7，在动态可视化条件下完成重力坝的功能坝段布置后，再由所述左岸起点轴系、所述右岸终点轴系两个端部和中间的功能坝段，将所述重力坝轴线拆分为对应的空间，然后在各对应的所述空间里自动插入挡水坝段，最终完整重力坝BIM模型的快速布置和修改。

2.根据权利要求1所述基于三维BIM模型的动态可视化重力坝布置方法，其特征在于：将各所述功能坝段根据各自的功能进行拆分为多个细类。