BIM技术在水利工程中的应用

BIM技术在水利工程中

的应用

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BIM技术在水利工程中的应用

摘要

BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。本文简单介绍了BIM及BIM在水利水电工程建设中的应用及其展望。 1、绪论 1.1 BIM的概述

BIM的全拼是Building Information Modeling，即：建筑信息模型。BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用。BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显着提高效率和大量减少风险。 1.2 BIM的来源

1975年，“BIM之父”——乔治亚理工大学的Chunk Eastman教授创建了BIM理念至今，BIM技术的研究经历了三大阶段：萌芽阶段、产生阶段和发展阶段。BIM理念的启蒙，受到了1973年全球石油危机的影响，美国全行业需要

考虑提高行业效益的问题，1975年“BIM之父”Eastman教授在其研究的课题“Building Deion System”中提出“a computer-based deion of a building”，以便于实现建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率 1.3 BIM的特点

BIM的特点：1)可视化;2)协调性;3)模拟性;4)优化性;5)可出图性。 实现三维设计。能够根据3D模型自动生成各种图形和文档，而且始终与模型逻辑相关，当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新;设计过程中所创建的对象存在着内建的逻辑关联关系，当某个对象发生变化时，与之关联的对象随之变化。

实现不同专业设计之间的信息共享。各专业CAD系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，避免数据冗余、歧义和错误。

实现各专业之间的协同设计。某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象会随之更新。

实现虚拟设计和智能设计。实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。 实现集成项目交付IPD(Integrated Project Delivery)管理。把项目主要参与方在设计阶段就集合在一起，着眼于项目的全生命期，利用BIM技术进行虚拟设计、建造、维护及管理。

实现动态、集成和可视化的4D施工管理。将建筑物及施工现场3D模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体，建立4D施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。

实现项目各参与方协同工作。项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。 实现虚拟施工。在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测，包括施工方法实验、施工过程模拟及施工方案优化等。 2、BIM在水利工程中的应用

2.1 BIM在水电工程施工总布置设计中的应用

BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达;是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从建设到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。 AutoCAD Civil 3D强大地形处理功能，可帮助实现工程三维枢纽方案布置以及立体施工规划，结合AIM快速直观的建模和分析功能，则可轻松、快速帮助布设施工场地规划，有效传递设计意图，并进行多方案比选。

枢纽布置、厂房机电等需由水工、机电、金属结构等专业按照相关规定建立基本模型与施工总布置进行联合布置。 (1)基础开挖处理

结合AutoCAD Civil 3D建立的三角网数字地面模型，在坝基开挖中建立开挖设计曲面，可帮助生成准确施工图和工程量。 (2)土建结构

水工专业利用Autodesk Revit Architecture进行大坝及厂房三维体型建模，实现坝体参数化设计，协同施工组织实现总体方案布置。 (3)机电及金属结构

机电及金属结构专业在土建BIM模型的基础上，利用Autodesk Revit MEP和Autodesk Revit Architecture同时进行设计工作，完成各自专业的设计，在三维施工总布置中则可以起到细化应用的目的。

导流建筑物如围堰、导流隧洞及闸阀设施等及相关布置由导截流专业按照规定进行三维建模设计，AutoCAD Civil 3D帮助建立准确的导流设计方案，AIM利用AutoCAD Civil 3D数据进行可视化布置设计，可实现数据关联与信息管理。

在AutoCAD Civil 3D强大的地形处理能力以及道路、边坡等设计功能的支撑下，通过装配模型可快速动态生成道路挖填曲面，可准确计算道路工程量，通过AIM可进行概念化直观表达。

在AutoCAD Civil 3D中，以数字地面模型为参照，可快速实现渣场、料场三维设计，并准确计算工程量，且通过AIM实现直观表达及智能信息管理。 施工工厂模型包含场地模型和工厂三维模型，Autodesk Inventor帮助参数化定义造型复杂施工机械设备，联合AutoCAD Civil 3D可实现准确的施工设施部署，AIM则帮助三维布置与信息表达。

施工营地布置主要包含营地场地模型和营地建筑模型，其中营地建筑模型可通过AutoCAD Civil 3D进行二维规划，然后导入AIM进行三维信息化和可视化建模，可快速实现施工生产区、生活区等的布置，有效传递设计意图。