黄河古贤水利枢纽大坝设计建造—重力坝BIM设计系统详细介绍
黄河古贤水利枢纽的大坝是目前国内最高的碾压混凝土重力坝,由于工程所处的黄土高原地质条件复杂,设计和施工都面临着诸多难题。
黄河勘测规划设计研究院有限公司总经理谢遵党表示:“黄河古贤水利枢纽坐落在水沙条件非常复杂的黄河北干河流段,具有非常复杂的多重开发目标和约束条件,其中古贤工程坝址地基松软,粉砂岩、 长石砂岩和粘土岩等软硬岩交互分布。”
那么想要完成这样的一个工程,需要多年的研究论证,并借助一系列先进手段。历经多年研究评估,古贤水利枢纽最终设计为混凝土浇筑的重力坝,这相当于在千层饼一样脆弱的河床上用大量的混凝土浇筑出一座巨大的人工建筑来保持坝体自身稳定。
*该工程仿真设计图
BIM设计系统在在黄河大坝中的应用
大坝工程作为一类功能与结构关系复杂的水利工程,在设计建造过程中需要借助先进技术,BIM技术的发展为其提供了更加便捷高效的建设模式。利用BIM技术,将建筑工程中的各类信息模型进行整合并分析,利用计算机庞大的运算功能,对建筑工况进行有效的模拟,为更好的开展工程建设打下良好基础。将BIM 技术应用于大坝工程设计之中,通过三维建模的方式,统计好工程量并在大量数据分析的基础上,利用建模软件等为大坝工程设计提供思路,并在此基础上不断的优化大坝工程的设计方案。
黄河勘测规划设计研究院有限公司在设计黄河大坝的过程中就充分利用了重力坝BIM设计系统,该重力坝BIM设计系统充分考虑重力坝设计流程、功能需求和设计习惯,融合三种二次开发手段,解决坝段体型设计、枢纽布置优化、建基面设计、平马道开挖设计、计算分析等设计需求而定制开发的设计工具集。
黄河勘测规划设计研究院有限公司重力坝BIM设计系统基于达索系统3DEXPERIENCE 平台(以下简称3DE体验平台)设计而成
自2009年起,黄河设计院与达索系统建立了紧密的合作关系,致力于推动水利工程领域数字化转型,先后引入CATIA、ENOVIA、DELMIA等品牌产品,构建自身多专业三维数字设计和平台化协同管理体系。同时,在水利高质量发展的要求下,双方在企业资源库、专业程序库等方面开展创新研发,以满足行业快速迭代演进的流程化、模块化、智能化、产品化需求。
该系统遵循3DE体验平台+应用架构设计原则,利用参数化、工程模板、知识工程EKL脚本语言、Automation API、CAA二次开发多层次开发手段,实现与3DE体验平台的无缝集成。
实现了坝段强参数化模型、“无骨架”枢纽动态布置与优化(自动装配技术实现坝段“增、删、改”)、挡水坝段自动布置、建基面自动创建与批量分割、坝体材料自动拆分、平马道开挖面快速设计、水位库容曲线、坝顶高程、泄洪能力等常用计算分析等功能。
定制化智能设计工具-ADD-GD(Automatic Dam Design-Gravity Dam)
ADD-GD(Automatic Dam Design-Gravity Dam)是在达索系统3DEXPERIENCE平台基础上,由黄河设计院专为解决重力坝三维正向设计而开发的智能设计工具。
- 以重力坝设计规范为标准,利用知识工程,创建适应各种外形需要的重力坝模板资源库;
- 以重力坝枢纽布置为核心,设计方案动态可视、直观且能随意调整,提升60%设计效率;
- 根据地质条件和坝高条件,自动生成建基面。
该工具主要包含计算分析和方案设计两大模块,以支撑从数值分析、枢纽模拟布置、方案修改、坝段生成、建基面创建到多级平马道开挖的完整工作流。
常用计算分析模块
常用计算分析模块主要包括水库库容分析、坝顶高程计算、稳定与应力计算、泄洪规模分析、消能防冲分析、水面线计算;
图:水库库容分析
图:泄洪规模分析
方案设计模块
方案设计模块主要包括常用坝段强参数化模型、坝段动态布置、坝段组合优化(自动装配技术实现坝段“增、删、改”)、挡水坝段自动布置、建基面自动创建与分割、廊道挖除、坝体材料自动拆分、平马道开挖面自动化。
该重力坝智能设计工具实现了真正意义上的高效率重力坝正向三维设计,使方案设计从构想到三维呈现能够快速反应,并可实时获取与设计方案相关的计算分析结果,完美实现建模与分析的一体化集成。
此外,双方还在辅助制图、通用辅助建模、水工建筑物稳定计算、电气二次接线、工程BIM造价、地形地质处理、电缆铺设、防雷分析等方面进行了定制化开发。
8月30日 14:00达索系统邀请了黄河勘测规划设计研究院有限公司重力坝BIM设计系统项目负责人徐威老师为大家讲解“黄河勘测规划设计研究院有限公司重力坝BIM设计系统”
该BIM已成功应用于黄河重点水利枢纽工程、麻城抽水蓄能电站、马来西亚上帕达斯水电站、河南小河口水利枢纽等10余个水利水电工程项目。
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