王雪巖，李國(guó)寧，范 岳，梁一飛，王文強(qiáng)，薛 潔，左舒揚(yáng)

（水利水電工程BIM單項(xiàng)應(yīng)用獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)單位為內(nèi)蒙古自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

液壓壩效果圖

昆都侖河治理工程

項(xiàng)目概況

內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市城市水生態(tài)提升綜合利用項(xiàng)目是包頭市推進(jìn)水務(wù)發(fā)展“十三五”規(guī)劃實(shí)施，建設(shè)“四縱四橫、四湖四庫(kù)、三水網(wǎng)”河湖水系，推動(dòng)河湖聯(lián)通、水系循環(huán)、景觀建設(shè)、文化旅游等的重點(diǎn)工程，昆都侖河治理工程是其中的一項(xiàng)重要工程。該工程治理河道長(zhǎng)約16.6km，寬度約200m，包含河道疏浚、生態(tài)護(hù)岸、市政管線(xiàn)、景觀綠化、堤防填筑、防汛道路、蓄水大壩等眾多單項(xiàng)工程，工程部分總投資約7.3億元。其中，昆河南橋下1.3km設(shè)置一條由32扇液壓活動(dòng)閘門(mén)組成的液壓壩，單扇閘門(mén)凈寬6.25m，閘前擋水高度3.5m。

基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在包頭市昆都侖河景觀河道液壓壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用Inventor軟件進(jìn)行水工結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)三維參數(shù)化建模，將液壓壩的水工結(jié)構(gòu)如閘底板、邊墻、擋土墻等通過(guò)衍生特征命令進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，將金屬結(jié)構(gòu)總裝配閘門(mén)與閘底板進(jìn)行iLogic規(guī)則設(shè)置，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化聯(lián)動(dòng)。采用Revit軟件進(jìn)行機(jī)電設(shè)備和附屬建筑物進(jìn)行三維建模。將建好的模型導(dǎo)入Vault平臺(tái)，進(jìn)行設(shè)計(jì)信息管理和整體裝配。對(duì)裝配好的液壓壩進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)和效果渲染。對(duì)水工結(jié)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行有限元分析，使其符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度和穩(wěn)定要求。最終根據(jù)模型導(dǎo)出圖紙和工程量，滿(mǎn)足施工要求。

創(chuàng)新亮點(diǎn)

①基于BIM技術(shù)對(duì)液壓活動(dòng)壩進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方式無(wú)法發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，如碰撞、拆裝、變形等；通過(guò)調(diào)整閘門(mén)部件結(jié)構(gòu)結(jié)合有限元分析，解決了工程中出現(xiàn)的止水漏水、零部件不匹配的難題。

②以金屬結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)為主，與水工等其他專(zhuān)業(yè)進(jìn)行參數(shù)化關(guān)聯(lián)。通過(guò)調(diào)整河道寬度、擋水高度等參數(shù)，對(duì)液壓壩進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)。閘底板預(yù)留電纜孔、邊墻預(yù)留液壓管路孔、預(yù)留防冰凍管孔等與房建專(zhuān)業(yè)配合零誤差，提高施工質(zhì)量及精度。

③對(duì)三維模型進(jìn)行三維配筋，解決了液壓壩閘底板開(kāi)槽數(shù)量多、布置緊密的情況下鋼筋配置困難的問(wèn)題，且水工專(zhuān)業(yè)在出版鋼筋施工圖的過(guò)程中可以有效避免誤差。

應(yīng)用效益

本項(xiàng)目基于BIM技術(shù)進(jìn)行多專(zhuān)業(yè)協(xié)同三維設(shè)計(jì)，有效解決了工程中存在的難點(diǎn)問(wèn)題，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)液壓壩整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，大幅減少方案優(yōu)化帶來(lái)的圖紙二次修改和校審時(shí)間，設(shè)計(jì)效率顯著提升。憑借BIM技術(shù)的參數(shù)化建模成圖、結(jié)構(gòu)碰撞檢測(cè)等特性，避免了因“錯(cuò)、漏、碰、缺”等問(wèn)題造成的停工、返工，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠，布置合理，設(shè)計(jì)質(zhì)量有效提升。