您好,欢迎来到土木商易宝请登录注册

长距离输水管线的BIM应用

2019年11月25日 来源: 辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司 作者:赵振龙

简介: 本文主要基于Bentley系列软件,探索长距离输水管线BIM正向设计方法。通过实践,实现了三维模型的建立及二维图纸的抽取,同时提出一种简单可行的BIM成果集成式交付方案。并对BIM+GIS的项目管理进行了探索。

长距离输水管线的BIM应用

辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司

赵振龙

摘要:本文主要基于Bentley系列软件,探索长距离输水管线BIM正向设计方法。通过实践,实现了三维模型的建立及二维图纸的抽取,同时提出一种简单可行的BIM成果集成式交付方案并对BIM+GIS的项目管理进行了探索。

关键字:长距离输水管线  BIM正向设计  BIM成果交付  BIM+GIS

1引言

随着BIM技术在我国的不断推广,三维设计、BIM技术应用已成为行业的共识。以往BIM技术在水利上的应用主要集中在大坝、水闸这类的枢纽性工程,对于长距离线性工程应用较少,而且以往很多BIM工程也都不是正向设计,BIM产品的交付更是依赖外部平台,这里既有水利BIM发展较晚,行业技术积累薄弱的原因。如何使用BIM技术实现正向设计,是制约BIM技术在设计阶段推广的主要问题;而如何将BIM成果进行交付,交付方式是否具有普惠性,更是影响BIM技术在整个行业的推广。本文结合实际工程,探索长距离输水工程BIM的正向设计流程、介绍一种简单可行的BIM成果交付方式,并且说明如何应用这种方式实现类似BIM+GIS的项目管理,为广大BIM设计人员提供参考。

2项目说明

某重点输水工程主要由输水管线构成,输水线路全长约110Km,主要建筑物包含输水管道及阀等附属建筑物、泵站、出水口工程、调蓄水池等。输水管道采用钢管及PCCP,规格为DN900DN1400DN1800DN2000四种,布置形式为单线布置。

管线铺设主要采用明挖的方式,开挖坡比视地质条件及开挖高度不同在1:0.3~1:2区间变动,管线底部120°包角范围内采用砂砾石回填,顶部1250px厚度内回填种植土,并预留750px的下沉量,其余部分采用原状土分层压实回填。

3 设计流程

长距离调水工程前期必然要经过若干种方案比选才能确定线路、管径、管材等工程设计基本要素。这个过程里包含从大比例地形图、卫星地图及大比例区域地质图上进行布线;现场实际探勘;经济指标对比等诸多工作。其实在这些前期工作里,BIM技术就可以介入,例如使用OpenRoads Designer软件在大比例地形图上进行线路方案对比,而且可以快速的得出工程量。

在方案确定后的初设及施工图阶段,则需要1:2000带状图的测绘;详细的沿线地质勘查;初设或施工图纸的绘制等工作。在这个阶段里,各个专业则可以使用各专业不同的BIM软件在ProjectWise上协同工作。这里要注意的是1:2000的带状图只能做为底图来用,实际管线的地面线纵断要求的精度往往是在1:500及以上的,这要求测绘部门要沿管线实际平面位置从新测量,重新测量的管线地面线要能反映在测绘成果的TIN文件中。

对于具体BIM技术来说,在工程各个阶段都是通用的。

4管线建模

管线建模采用OpenRoads Designer软件,在平面线确定的前提下,管线建模的主要工作是管线纵断面的绘制,及横断面模板的制作及根据地质条件对廊道进行点控制约束标签控制。

1)管中心纵断面绘制

长距离供水管线一般为有压输水的形式,管顶应有一定的覆土保护层并且管道埋深应大于设计最大冻深。这样我们可以利用纵断面偏移命令,将原始地面纵断线偏移一定距离作为绘制纵断面的辅助线,在参照辅助线绘制纵断面,绘制完毕后可以在纵断面视图中对纵断面进行调整,也可以通过表编辑器对纵断进行类Excel表式的调整。

图片1.png

纵断面的绘制

2)管线横断面模板

管线横断面创建秉着方便调整,方便算量的原则进行创建,横断面模板包含管道开挖、管底120°包角砂砾石垫层、原状土回填,种植土回填;因为管本身为标准件,而且钢管本身管壁很只有50px,横断面建模时忽略了管本身。

图片2.png

横断面模板

建模时要约束好各部件相互的关系,并实现在开挖底面可以进行点控制,开挖坡比可使用约束标签进行调整,同时保证垫层、回填土等要素能随开挖坡比及开挖宽度的调整进行同步调整。

3)廊道创建

激活地形、设计纵断线,套用横断面模板,生成三维管道模型,根据地质条件对廊道进行点控制约束标签控制;使用廊道组件统计工程量。

5管线出图

管线出图主要包括纵断图的绘制、平面图的绘制、平面线控制点的报表、管线断面图的绘制。

其中管线断面可采用标准断面图来简化出图,其余使用ORD自身出图功能进行出图,出图前要事先对ORD后台的字体、图框、出图种子、纵断的特征定义进行相应的配置;对类似指北针、排气阀井、排水阀井的平面符号使用cel功能进行统一配置,这种后台配置工作繁琐却必要,是保证工程项目效率的关键,对后台管理员有较高的要求。

1纵断出图

管线纵断出图使用ORD绘制剖面图的功能,生成纵断图后,使用插入cel的功能将排气阀井、排水阀井插入到纵断曲线的高点和低点,并对纵断曲线进行简单的标注。

图片3.png 

 

 

 

 

 

纵断出图

2平面图出图及平面线报表

使用插入cel的功能,将排气阀井、排水阀井插入到平面的相应位置,使用参考命令将二维地形图作为底图参考到2D model中,使用ORD绘制平面图的功能进行平面出图,出图完毕后,再将指北针插入2D model里每个绘图边界里,由于图纸与2D model是动态关联的,指北针也将出现在图纸中。

平面线报表使用ORD报表功能,报表输出时选择适宜的报表样式,并将报表保存曾Excel格式,本工程选用Horizontal Elements XYZ 样式。

图片4.png图片5.png

         

平面出图及平面曲线报表

6管线节点参数化(阀井、镇墩)

管线节点如阀井、PCCP段镇墩采用AECOsim Building Designer(以下简称ABD软件创建,对于镇墩这种简单的构件,可采用制作成参数化cel的方式,方便设计人员调用。

 

图片6.png 

 

 

 

 

 

 

参数化建模及钢筋出图

管线节点的配筋采用华东软ReStation软件,可以准确快捷的生成三维钢筋、钢筋图及钢筋材料表。

7产品交付

产品交付关乎着BIM价值的释放,本工程主要使用Bentley Navigator软件集成交付。对于信息模型可以发布成i-Model,工程图纸可以打印成PDF格式,并将各种工程文档分门别类打包放在一个文件夹内。在Navigator里使用链接集将信息模型、地质模型、图纸、工程量报表、工程影像、技术标准等与工程文档链接在一起,并在具体的信息模型上挂接类似工程量报表之类的链接。这样只要打开主模型,就可以把控整个工程项目。

在工程建设期间,一些建设相关信息仍可以以同样的方式继续链接。在产品交付时,可以将打包文件夹配置在业主单位的服务器上,并将其共享;同时在局域网内对不同用户配置相应访问此共享文件夹的权限,即可完成对工程整个信息进行有效管理。采用这种方式,简单易行,规避了BIM交付WEB端的开发,同样可以将信息化贯穿到工程的始末。

图片7.png 

 

 

 

 

 

基于Navigator的产品交付

8 BIM+GIS探索

当下BIMGIS的结合是一个热点技术方向,利用本工程对此项技术进行了一定的探索。GIS的卫片底图利用我国高分2号卫星影像,它具有分辨率高,时效性强的特点;分辨率可达1m,时效性为2个月内。110km的管线总共使用29景卫片,合成并瓦片化后卫片大小约为60G

将瓦片化的卫片放置到局域网服务器端,在ABD中使用光栅管理器参考瓦片化的卫片,同时将与地理信息相关的图元分别放置在对应图层里,并将图元分别赋予相应的属性。这样就可以利用ABD对模型中图元进行一些类似如查找、定位、量测、剖切、隔离显示、不同显示模式等功能的操作,而ABD本身就是BIM模型的创建软件,并且也有链接集的功能,对BIM模型管理功能是毋庸置疑的。当然也可以将模型发布成i-Model,发布成i-Model后的模型依旧具有卫片链接,以及ABD相应分析操作的功能,但是不能进行编辑,不利于项目生命周期的管理。

图片8.png 

 

 

 

 

BIM+GIS实践

9总结

本工程利用Bentley系列BIM软件,实现了设计阶段的各专业正向协同设计、工程建设期间的产品交付、并且对BIM+GIS技术进行了探索。充分发挥了BIM技术信息化、可视化、协同性、一体化的优势。本工程所用的交付方式及BIM+GIS技术方案,充分利用Bentley自身软件的特点,避免了产品交付平台的开发。

参考文献

[1]赵琳,李孟,陈娜,杨士瑞. 长距离输水管道BIM快速建模技术研究与应用[J].水利规划与设计,2018(02):48-51

[2]郭莉莉,王小平,聂常山. 数字交付在水利工程中的研究与应用[J].水利规划与设计,2018(02):77-80

[3]武健超,王立朝,张楠. 数字化交付技术在洺河渡槽工程中的应用探索[J].水利规划与设计,2018(02):89-91

[4]暴占军. 谈Autodesk平台在河道一体化设计中的应用[J].水利规划与设计,2018(02):100-103

[5]陈沉,张业星,陈健坦,等. 基于建筑信息模型的全过程设计和数字化交付[J].水利发电,2014(08):124-125

 

 

Abstract:Based on Bentley series software, this paper mainly explores the BIM forward design method of long-distance water pipeline.Through practice, the establishment of three-dimensional model and the extraction of two-dimensional drawings are realized. At the same time, a simple and feasible integrated delivery scheme of BIM results is proposed.The project management of BIM+GIS is also explored.

 

Keywords:Long-distance water pipelineBIM Forward DesignBIM Result Delivery  BIM+GIS

 

联系人赵振龙

出生日期1989.01

性别

职称工程师

电话:15840442759

邮箱351588692@qq.com

单位辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司

部门数字化新技术中心

邮编110006


申明:本文章内容来自( 辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司),作者(赵振龙)。著作权归原作者所有,如涉及作品侵权问题,请与我们联系,我们将及时处理!
分享到: QQ空间 新浪微博 腾讯微博 微信
全部评论

联系电话

  • 0519-68887188-0(查号)
  • 0519-68887188-3(在线教育)
  • 0519-68887188-4(商易宝会员)
  • 0519-68887188-5(广告合作)
  • 0519-68887188-0(内容侵权举报)

客户服务

  • 0519-68887188-5(商易宝客服)
  • info@co188.com
  • 关注土木在线:
    土木在线官方新浪微博
    土木在线官方腾讯微博
    土木在线官方微信
网上110报警 不良信息举报中心 电子营业执照