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BIM技术在水利水电工程施工可视化仿真

可以使用水利水电工程施工过程可视化仿真技术将工程的动态施工过程以动画的方式真实具体的演示出来,并且可以对仿真过程中产生的数据和信息进行采集,然后使用图形的方法更加直观的展示出来。这种方法可以帮助施工单位正确的对设计员的设计意图作出正确的理解,并且可以实时的了解施工信息。本文建立在建筑信息模型BIM的基础上,使用Nacisworks软件开发了一个水利水电工程可视化仿真系统。 

  关键词:水利水电工程 建筑信息模型BIM 可视化仿真 
 
  前言 
 
  本文以水利水电工程的施工动态过程作为研究对象,使用基于BIM技术的计算机仿真技术和三维可视化技术对水利水电工程的动态施工过程进行演示模拟,并且结合动态可视化信息管理技术和方法对水利水电工程的动
态施工过程进行研究。探索基于BIM技术的计算机仿真技术和三维可视化技术应用于模拟水利水电工程的施工动态过程的可行性。本文主要包括了以下内容:1.BIM简介;2. BIM技术在水利水电工程中的应用;3.可视化建模
研究。 
 
  1.BIM简介 
 
  BIM(Building Information Modeling)指的是建筑信息模型,它就是通过数字化技术,在计算机中建立一座虚拟的建筑,一个建筑信息模型就是提供了一个单一的、完整一致的、逻辑的建筑信息库。 
 
  BIM技术作为一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,可以利用参数模型对各种项目的相关信息进行整合,并且可以使信息在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中得到共享和传递,让工程技术人员对各种建
筑信息加以判断,作出正确的理解并提出高效的应对,使设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体拥有协同工作的基础,达到提高生产效率、节约成本与缩短工期方面的目的。BIM一定是贯穿在建筑整个生命周
期中,使设计数据、建造信息,维护信息等大量信息保存在BIM中,在建筑整个生命周期中得以重复、便捷地使用。下图显示了在建筑设计、建造、维护的整个过程中,围绕的核心就是BIM。 
 
  2. BIM技术在水利水电工程中的应用 
 
  2.1 水利水电工程施工导流三维动态可视化仿真方法研究 
 
  水利水电工程在对导流进行设计和管理的施工过程中,一般需要使用大量的数据和图形信息。譬如水坝地区的水文、地形、地貌、地质资料和枢纽设计、施工场地布置和施工导流方案设计等各式各样的数据和图纸。如
何对这些错综复杂、数量繁多的信息进行高效、快速的取得、管理,是提高设计效率和施工管理水平的关键。施工导流的方案设计作为施工组织设计的重要环节,它的设计过程及其复杂,并且设计出来的导流方案没办法做
出实际的、直观的比较。所以在水利水电工程导流设计中实现BIM水利水电工程施工过程可视化仿真技术可以形象直观的表达出导流设计的实际效果,有着重大的现实意义。 
 
  2.2 利用BIM可视化仿真展示混凝土坝施工过程的三维动态过程 
 
  由于需要注意施工现场温度、应力、浇筑机械设备布置和浇筑能力等因素的作用,在对混凝土坝进行施工时,需要根据施工现场温度、应力、浇筑机械设备布置和浇筑能力对将混凝土坝使用一定的原则进行分缝分块浇
筑。但是对混凝土坝浇筑的数量大,通常需要浇筑上千上万快混凝土,并且由于混凝土坝进行浇筑的施工约束条件过于复杂,就造成人工安排浇筑顺序和进度是一件难度较高的事。现在通常在一般的水利水电工程中使用的
是凭经验用类比的方法,按照每月升高的浇筑层数和混凝土浇筑强度的指标来作为施工计划的参照指标。但是使用每月升高的浇筑层数和混凝土浇筑强度的指标作为参照指标没有系统的定量技术分析,使得在对大坝施工的
过程中无法准确的判断施工各阶段的进度和混凝土坝升高过程是否能达到大坝施工的要求。 
 
  因为由于计算机和系统仿真技术的出现,特别是系统仿真技术的不断发展,使得我们可以在计算机上将混凝土上坝施工的动态过程真实的模拟出来。通过对不同的混凝土施工方案进行模拟,观察产生的施工动态过程,
然后根据不同施工方案下混凝土施工进程的模拟的各项定量指标进行预测,然后制定出一个科学、合理、准确的混凝土坝施工进度计划。通过在计算机系统上输入各种可影响浇筑施工的变量,建立一个混凝土坝的施工系统
模型,在这个模型的基础上建立一个可模拟水利水电工程的仿真计算软件。然后使用这个软件对水利水电工程进行模拟建设,通过输入可实行的机械配套方案和相应的施工技术参数,可以计算出机械配套的数量最优比、机
械的最优利用率、每月的混凝土浇筑强度,并且还能获取对应的施工方案下对大坝进行浇筑施工的详细规划进度表。 
 
  3.可视化建模研究 
 
  建立一个能形象的、准确的展示工程施工的动态过程的三维数字模型是能实现水利水电工程动态施工仿真信息的可视化查询和分析功能的一个重要前提。这个数字模型应当具备能够展示施工现场一些静态和动态信息,
譬如施工现场的地形地貌、施工工程建筑物和施工设施的分布位置、材料运送途径等具体信息。实现水利水电工程的可视化仿真是利用Navisworks软件和其他建模技术完成的,这种可视化仿真的建立由初数据的收集分
析、数字模型的建立,然后使用Navisworks对其进行渲染。水利水电工程建筑的施工技术将直接关联作用到水电水利的效益和产生的影响,它并不只是简单的一个工程而已,它是构成整个水电水利工程的一个重要要素。 
 
  结束语: 
 
  BIM建筑信息模型在工程中的应用,使得建筑行业引发了第二次革命,它在工程中的应用不仅降低了成本,还使得工程从规划设计到施工、运营管理各阶段的质量有所提高。BIM的不断发展,使得水利水电行业也引入
了BIM理念。本文通过基于BIM技术对水利水电工程施工进行可视化仿真研究,真实准确的反应出水利水电的工程动态施工过程和仿真数据。 
 
  参考文献: 
 
  [1] 徐东扬.基于数字技术的建筑方案设计研究:[硕士学位论文].湖南.中南大学.2010 
  [2] 李相荣.BIM(建筑信息模型)应用于房地产项目管理信息化:[硕士学位论文].北京.北京交通大学,2011 
  [3] 周厚贵,曹生荣,王全德.虚拟现实环境下的混凝土坝施工管理与决策.中国工程科学.2010,12:63-68

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