Civil3D为土木工程设计提供了高效的三维设计解决方案,它的三维可视化以及数据的自动更新等功能有效地提高了设计质量和设计效率。
Civil3D:原来这么好用
在罗坡坝电站项目中,通过应用Civil3D的三维可视化以及数据自动更新等功能,湖北省水利水电勘测设计院有效地提高了设计质量和设计效率。他们认为,Autodesk是帮助自己取得成功的重要合作伙伴。
“我从来没想到我天天接触到的等高线能这样直观的显示在我面前,使我有如临现场的感觉,而且还能对曲面进行自动分析,如流域分析、汇水计算、径流分析等,为工程设计人员提供了精确的分析数据,从而节省了大量的时间。”在把刚刚学会Civil3D应用到具体项目中后,一位工程师感慨道。
黄桂林是湖北省水利水电勘测设计院水工室的主任工程师,在最近的罗坡坝电站项目上,项目组全面应用了Civil3D,不仅使设计人员体验到了Civil3D的魅力,更是大大加快了项目进度,使项目各方非常满意。从绘图板到二维AutoCAD,以及到现在的Civil3D,他见证了设计院在设计工具方面的更新给企业生产力带来的良好提升作用。
以罗坡坝电站为代表的基础设施项目,对场地地形的分析是其基础和核心数据来源之一。无论是测绘人员、规划师、工程设计人员或者施工单位,都需要频繁地跟土地地形打交道。Autodesk Civil3D为该行业提供了三维工程平台,无论是勘察测绘、土方开挖、场地规划、水利工程或者道路设计,都可以利用Civil3D进行快速三维建模、设计和分析,从而使设计人员可以从繁琐的制图和计算中摆脱出来,集中精力于思考和决策,帮助客户取得成功。
成绩斐然
始建于1956年的湖北省水利水电勘测设计院是湖北省属最大的水利水电勘测设计单位,也是全国水利行业46个具有甲级资格工程勘察设计单位之一。全院现有特级工程师19人、高级工程师191人、工程师等中级专业技术职务285人。
目前,湖北省水利水电勘测设计院主要从事河流及区域水利规划、水库、水电站、涵闸、河道整治、堤防工程、机电排灌、水土保持设计与监测、供水排水、地下工程、基础工程、输变电工程、污水处理工程和微波通讯工程的勘测、设计、试验、规划以及工程总承包、工程建设监理、技术咨询等业务。经过几十年的发展,已经建立起了以水利水电勘测设计为主的完备的专业结构体系。
建院以来,湖北省水利水电勘测设计院共承担设计了湖北省长江堤防80%的工作量,设计了国内外大、中型水库40余座,大型泵站10余座,水库、船闸30余座,中、小型电站40余座,流域和地区规划30余项,工业与民用建筑设计50余项。共获得70余项科研设计成果奖,其中获国家、省部级科技成果奖43项,获国家、省部级优秀工程勘察设计奖17项,获国家勘察设计金、银、铜奖共5枚。
效果初现
一直以来,湖北省水利水电勘测设计院应用的是AutoCAD,在了解到Civil3D这样一个全新的设计概念和优秀的设计工具后,他们马上从AutoCAD升级到了Civil3D,同时对能提高生产力的这种新技术极为重视。信息中心汪主任积极组织水工室的相关设计师参加Civil3D的系统培训,水工室主任工程师黄桂林对Civil3D相当感兴趣,在学会Civil3D使用以后,就把Civil3D运用在罗坡坝电站项目上。
罗坡坝电站是乌江水系唐岩河上游东支流冷水河流域开发的第二级,水库最大坝高114m,正常蓄水位750.0m(黄海高程),总库容8446.1万m3,预计电站总装机容量为30MW,年发电量达到7850万kW/h。根据以往的经验,如果在以前的平台上进行工程设计,不仅地形分析不够直观、数据分析不够精确,还将面临复杂的工程计算,另外,由于设计方案经常要做调整,使得工程人员的设计任务繁重,效率不高,更可能带来设计数据的错误。
通过应用Civil3D,罗坡坝电站项目组的工程设计人员将水利工程设计从二维绘图提升到了三维模型设计,实现了动态关联更新,不仅为工程人员节省了大量修改的时间,而且避免了设计中的错误。
因此,当黄桂林在已有的等高线和测量数据的基础上,通过Civil3D快速生成三维地形曲面时,他对软件的三维功能及可视化效果发出了由衷的赞叹。
真正的三维设计
除了生成三维地形曲面,对地形进行分析以外,在水坝工程设计中,如何选择坝线也是一个相当重要的工作。选择坝线首先要进行坝肩稳定性计算,而块体切割则是拱坝坝肩稳定计算最复杂也是最关键的一个环节。
在以往的过程中,块体切割一般结合开挖平面布置图,需要做相当数量的平切面,然后采用近似法求控制面的面积和整个块体的体积,这种方式的弊端是劳动强度高而精度较低。在罗坡坝电站项目中,设计人员采用Civil3D提供的三维模型,对三维地形曲面进行剖切,将剖面和嵌深线、对称中心线、地质结构线等生成iges图形,然后导入到有限元分析软件计算块体相关面上的场压力,最后采用编制的刚体极限平衡程序进行稳定性计算。
由于Civil3D生成的模型真实反映了块体的各面面积和体积,为后面的计算提供了准确的信息,从而加快了设计进度,提高了计算精度。此外,设计人员还巧妙地利用Civil3D的功能,快速准确地完成使以前比较烦琐而且精度很低的工作。
不仅如此,Civil3D还有数据的自动更新功能。在以前,令设计人员最头疼的事情就是:只要方案有任何调整和变动,所有已完成的设计几乎都要重新来过。但是Civil3D使设计的变更变的不再可怕了,Civil3D实现了设计人员梦寐以求的动态更新功能,也就是说,在任何时候,修改任何一个数据,其他数据都在同一时间立即更新。黄桂林对此高兴地说:“动态更新是一项非常先进的技术,大大提高了设计人员的设计效率。”
作为一套完整的土木工程领域三维解决方案,Autodesk Civil3D还在场地整平、进场道路和土方计算等方面都有强大的功能,还可利用放坡功能进行拱肩槽边坡的开挖设计。也就是说,Civil3D为工程师提供了强大、方便且准确的设计工具,使得设计人员不在只是利用软件进行画图,而是进行真正的三维设计。
信心之选
总的来说,在罗坡坝电站项目中,湖北水利水电勘测设计院的设计人员利用Civil 3D建立了直观的三维地形模型,在此基础上,快速完成了拱坝坝肩的稳定性分析以及坝体的纵、横断面的生成,大大降低了设计人员的工作强度,提高了设计效率。
目前,湖北水利水电勘测设计院院领导层对Civil3D的应用具有很大的信心,他们希望通过新技术的引进,将全院的设计水平提高一个档次,并且逐步转为全面的三维设计。同时他们也希望Autodesk公司在Civil3D上继续进行深入开发,增加更多更好的功能,使Civil3D在水利水电行业的应用更加广阔,为设计院的设计水平再提高一个档次,从而提升设计院的核心竞争力。
当前,中国在基础设施领域的投资非常巨大,同时也希望通过该行业的大发展带动相关产业的发展步伐,这种良好的形势对基础设施行业的创新能力和快速设计能力提出了很高的要求。作为全球最大的设计软件提供商,欧特克长期致力于推动中国创意产业的发展,并通过不断提供基础设施等相关行业的国际领先的设计解决方案,帮助客户取得成功,也帮助中国加速向创意大国的转变。(T228)