某水庫岸邊溢洪道建筑信息模型應(yīng)用探討

牛立軍+國珍珍

摘 要：水利工程設(shè)計在上世紀90年代末期丟開了圖板，進入了基于AutoCAD為平臺的電腦繪圖階段，這種變革為提高設(shè)計效率和圖紙質(zhì)量做出了貢獻。如今，以AutoRevit為代表的BIM三維建模軟件在建筑領(lǐng)域中如火如荼的應(yīng)用，讓我們水利工作者再一次看到了AutoCAD當年推廣應(yīng)用的類似情形。文章結(jié)合某水庫岸邊溢洪道，利用AutoRevit對建模和參數(shù)提取進行了研究，并對概預(yù)算的應(yīng)用進行了探討，為BIM軟件在水利行業(yè)的推廣拋磚引玉。

關(guān)鍵詞：溢洪道；BIM；REVIT；二次開發(fā)；工程量

1 項目概況

某水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等功能的中型水利工程。水庫總庫容為1151萬m3，最大壩高51.94m，正常蓄水位143.1m。溢洪道進口選在距右壩肩上游約145m的埡口處并順沖溝展布，溢流凈寬22m，為開敞式實用堰，堰頂高程129.0m，由進水渠、控制段、側(cè)槽段、一二級泄槽段、底流消能段和海漫等組成。

2 溢洪道建筑信息模型創(chuàng)建

2.1 標高軸網(wǎng)的創(chuàng)建

由于水利工程的布置、構(gòu)造、以及尺寸參數(shù)的不規(guī)則性，不同于房建工程，所以在繪制的時候不能完全照搬房建的建模方法[1]。房屋建筑的標高是以樓層為參照，而溢洪道標高的創(chuàng)建以控制高程為參照。基于絕對高程及CAD圖紙，共繪制了5個標高（在南立面視圖中）。消力池段底板頂部高程F1（82.00m）、海漫段底板頂部高程F2（83.80m）、一級泄槽段底板頂部高程F3（122.35m）、側(cè)槽段底板頂部高程F4（123.30m）、進水渠底板頂部高程F5（127.50m）。

房屋的軸網(wǎng)需根據(jù)房間布局創(chuàng)建，溢洪道要通過定位點定位到溢洪道的各橫斷面的中點，然后采用多段軸網(wǎng)的方式來繪制橫向軸網(wǎng)。溢洪道總寬度22000mm，橫向軸網(wǎng)為三條A、B、C，且AB=BC=11000mm。以樁號控制點繪制縱向軸網(wǎng)?？v向軸網(wǎng)六條分別以海漫左端、海漫右端、二級泄槽段右端、一級泄槽段右端、水平控制段右端、側(cè)槽段右端為參照建立。

2.2 族的創(chuàng)建

建筑信息模型中族的概念非常強大[2]，其主要分為系統(tǒng)族和可載入族兩種。創(chuàng)建水利工程模型需要首先創(chuàng)建水利工程特有的可載入族。即在Revit界面中點擊“新建族”，然后打開“公制常規(guī)模型”，進入族的創(chuàng)建。該溢洪道的族包括底板、擋墻、反濾層、盲溝、溢流堰、板的變坡和擋墻連接八類。下面以創(chuàng)建底板族為例說明如何參數(shù)化創(chuàng)建水利工程需要的族。

2.2.1 底板族

族中項目瀏覽器的“立面”選項包括前、后、左、右四個立面，分別對應(yīng)Revit項目中南、北、西、東四個立面。海漫底板族的創(chuàng)建過程如下，在“創(chuàng)建”菜單中選擇“拉伸”命令，切換至右立面視圖并創(chuàng)建一個長20000mm，寬1500mm的矩形，拉伸深度設(shè)為30000mm，點擊“完成編輯模式”，則生成海漫的底板。標注底板的長、寬、高尺寸，并添加參數(shù)（選擇族參數(shù)、實例選項），通過修改參數(shù)便可得到相應(yīng)尺寸的底板。選中底板，點擊“材質(zhì)”的“關(guān)聯(lián)族參數(shù)”，進而選擇“添加參數(shù)”。保存族便完成了海漫底板族的創(chuàng)建。擋墻、溢流堰創(chuàng)建與此方法類似，不再贅述。

在創(chuàng)建二級泄槽段等有坡度的底板時，選擇“放樣”命令，在前立面視圖中使用“參照線”工具建立相應(yīng)角度的參照線，點擊“拾取路徑”拾取參照線，點擊“完成編輯模式”，完成路徑的編輯。然后點擊“編輯輪廓”，在彈出的對話框中選擇左立面，編輯長20000mm、寬500mm的長方形輪廓，“完成編輯模式”，則生成圖形。側(cè)槽段內(nèi)角擋墻創(chuàng)建與此方法類似，不再贅述。

由于側(cè)槽段和進水渠底板是不規(guī)則圖形，故需要在創(chuàng)建族時用“融合”命令。其步驟為：（1）選擇樓層平面中的“參照標高”；（2）點擊“融合”命令，繪制相應(yīng)圖形，完成底部輪廓的編輯；（3）選擇“編輯頂部”命令，相同的圖形，將深度設(shè)為500mm；（4）“完成編輯模式”，生成底板。修改時，只需選中圖形后選擇“編輯底部”和“編輯頂部”命令進行修改即可。

反濾層、盲溝通過改變底板的尺寸便可獲得。需要變坡的底板、反濾層、盲溝在其兩端各縮短2000mm，以便于后期變坡的處理。

2.2.2 底板變坡族和擋墻連接族

由于一二級泄槽段坡度不同，所以底板之間需要另外建族進行連接。方法為：（1）使用“放樣”命令，根據(jù)一二級泄槽段底板角度，對兩邊各取2000mm長度，編輯路徑，“完成編輯模式”；（2）點擊“編輯輪廓”進入右立面，并編輯長2000mm、寬500mm的長方形，“完成編輯模式”。上述過程需要對路徑進行尺寸標注和添加參數(shù)，否則將不能在后期進行尺寸修改。將族載入到項目中，并放置相應(yīng)位置。擋墻外角連接與此方法類似。

將所有族載入項目放置于相應(yīng)標高和軸網(wǎng)之后，添加相應(yīng)材質(zhì)，模型創(chuàng)建成果圖如圖1所示。

溢洪道建模之后，在不同標高的平面上可以查看溢洪道平面視圖，圖2是由F1、F3、F4標高平面視圖組合而來的。

3 工程量統(tǒng)計與概預(yù)算

除了能進行三維模型的創(chuàng)建，Revit軟件還提供了應(yīng)用程序編程接口（API）[3]，以便于外部程序?qū)evit進行操縱和訪問。同時，構(gòu)建的上述溢洪道模型會自動將各種圖元的參數(shù)信息、尺寸信息、材料信息、圖紙等詳盡地收錄在參數(shù)庫當中[4]。本文利用C#語言進行編程，結(jié)合繪制的岸邊溢洪道三維模型，提取模型構(gòu)件的屬性信息和幾何尺寸信息，從而得出對應(yīng)的工程名稱、工程量，自動導(dǎo)入到Excel表格，并與工程單價匯總表、概預(yù)算表鏈接，達到模型與概預(yù)算的結(jié)合。

3.1 建立二次開發(fā)環(huán)境步驟

（1）與Revit建立聯(lián)系

在Visual Studio2012中，添加引用：RevitAPI.dll和RevitAPIUI.dll，這兩個文件在Revit的安裝目錄下。再添加引用System.windows.forms。

（2）與Excel建立聯(lián)系

添加引用：Microsoft.csharp、Microsoft.office.interop.Excel。

3.2 C#語言編程步驟

（1）在當前目錄下建立一個Excel文件：book1.xlsx。

（2）編寫代碼，打開Excel文件。

（3）統(tǒng)計工程量。

首先選擇模型中的圖元元素，形成元素集合；然后遍歷每一個元素的每一個參數(shù)，再將標記中的值寫入Excel第一列，注釋中的值寫入Excel第二列，體積值寫入第三列。

（4）編譯加載

將代碼編寫完整后進行編譯生成dll文件，該dll文件所在的路徑存好。退出Visual Studio2012，用純文本方式編輯一個文件ExternalTool.addin（圖3）。并將該文件復(fù)制到目錄：C：＼ProgramData＼Autodesk＼Revit＼Addins＼201？（“？”表示與Revit版本一致）。

（5）運行結(jié)果

打開之前創(chuàng)建的溢洪道模型，框選整個溢洪道模型，選擇“附加模塊”→“外部命令”→“工程量統(tǒng)計”，即彈出工程量統(tǒng)計表，輸入定額編號即可列出單價和合價如表1所示。建筑工程單價匯總表是事先編好，也可工程量統(tǒng)計后再編制。

4 結(jié)束語

（1）本文通過溢洪道的建模過程，示例性地介紹了水工建筑物參數(shù)化建模方式，研究成果對于解決如何使用Revit來繪制水利工程設(shè)計圖紙?zhí)峁┝藚⒖肌?/p>

（2）本文基于建筑信息模型編制AutoRevit API插件，統(tǒng)計了三維模型的工程量，并將其導(dǎo)入到EXCEL中進行溢洪道概預(yù)算的編制，并借助Revit“一處改動，處處改動”的優(yōu)點，使工程造價也加入到修改聯(lián)動中來，對方案比選、工程設(shè)計、工程結(jié)算等階段均有參考意義。

參考文獻

[1]孫少楠，張慧君.BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究[J].工程管理學(xué)報，2016，30（2）：103-108.

[2]張超，洪向華，王?？?BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用實踐——以涵閘建模為例[J].江蘇水利，2016：63-66.

[3]苗倩.BIM技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用[J].水電能源科學(xué)，2012，30（10）：139-142.

[4]賀靈童.BIM在全球的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].工程質(zhì)量，2013，31（03）：12-19.