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Success Story

长距离特高压 GIL 管廊 BIM 技术应用与工程设计研究

长距离特高压 GIL 管廊 BIM 技术应用与工程设计研究

Customer challenge

本工程项目因为要建立一条穿越长江底部的管廊隧道，施工难度较大、可靠性要求极高、运行维护难度很大、现场试验难度不小。对于应用BIM技术进行设计和建模的难度非常高。因为管廊整体在空间上呈双曲线样式，造型较为复杂。另外，本项目的系统集成难度也很高，因为参与本项目建设的各个设备供应商皆非欧特克用户，全都是采用包括SW、UG和Pro/E等在内的第三方软件所建立的电力设备模型并生成的文件。将各个设备供应商所提交的设备模型文件全部集成在一起的格式兼容性要求很高，传统设计流程和技术手段已不能满足项目实施的基本需求

Project goals

为保证工程设计的顺利推进和整个项目的顺利进行，在面临诸多工程技术难点的挑战下，由国家电网公司牵头，联合中国电力工程顾问集团华东电力设计研究院和中铁第四勘察设计院集团有限公司以及（我们）上海欧克依信息技术有限公司等骨干企业并依托欧特克软件有限公司强大的技术力量，组织众多技术专家在苏通 GIL 综合管廊工程的设计过程中采用三维数字化设计流程与相关的技术手段来对工程项目进行可行性研究和设计，通过 BIM 技术手段来对工程中的难点进行技术攻关，以探索和积累经验、储备技术，既为项目的管件决策提供技术数据和参考信息，也为日后同类型的输电管廊工程项目建设提供宝贵的技术经验和参照信息等借鉴。

Solution

在苏通 GIL 综合管廊工程的设计过程中，我们作为项目的BIM咨询顾问方，决定采用 BIM 技术的工作流程与相关的技术手段来对工程项目进行可行性研究和设计，通过 BIM 技术手段来对工程中的难点进行技术攻关，以探索和积累经验、储备技术，既为项目的管件决策提供技术数据和参考信息，也为日后同类型的输电管廊工程项目建设提供宝贵的技术经验和参照信息。 首先，以 Inventor 软件为主，去建立管廊的土建主体结构和内部的管道并整合来自不同电气设备供应商所提交的输电设备 BIM 模型。以Revit 软件为辅，来建立南北两端的引接站 BIM 模型；并辅以Navisworks来整合拼接管廊的土建结构和内部的设备模型 其次，通过建立 BIM 模型，确定管道拼接过程中的段数以及偏转角度是否合理，工作井部分 GIL 管线的布置与其孔洞的相对关系，GIL 的对接面、伸缩节等详细位置，以及管廊内弧线段部分的割线拟合长度等详细信息。并通过动态模拟 GIL 管道在管廊内布置的各种安装状况，检查错漏碰撞问题，避免后期安装发生碰撞、无检修空间等情况的发生，降低建设风险； 再则，通过研究确定了 BIM 技术与身俱来的可视化效果优势不仅可以为设计带来极大地便利，更有利于与后续施工衔接，为提高施工质量、保证施工进度奠定基础。运用 BIM 模型，我们便可以从模型中获取重要的数据和信息，并将模型加以利用，通过检测、观察、统计、分析等拓展应用为苏通 GIL 综合管廊工程的顺利建造和实施提供指导依据。

Business outcome

在本管廊工程项目的三维设计工作中，设计单位主要采用Autodesk Inventor 或Autodesk Revit作为设计工具。在建模的同时，植入相应的模型构件数据，以便随着工程建设的推进和发展，能够不断地丰富所需要的相关信息，并汇总形成信息流，向下游各专业或各环节传递下去。我们采用Autodesk Inventor 为中间媒介建立“UG/Solidworks→Inventor→Revit” 为管廊工程的BIM设计技术路线； 首先，采用Autodesk Inventor 软件对铁四院的管廊结构模型和平高（设备供应商）的 GIL 一回模型以及日立（设备供应商）的 GIL 一回模型进行模型总装，并对总装模型详细等级进行规约，满足了模型精细程度的要求并利于显示。 其次，采用 Inventor 软件对管廊的主体土建结构和 GIL 管道建立 BIM 模型，形成管廊+管道的整体 BIM 项目模型。运用 Revit 软件建立位于管廊南北两岸的引接站及其配套的竖井段 BIM 模型，并与管廊模型在交界面处进行对接； 再则，最终运用 Navisworks 将南北两个引接站的 BIM 模型和管廊 + 管道的 BIM 模型进行拼接整合，形成完整的工程项目BIM模型。然后在此基础之上对 GIL 和管廊之间的安装距离进 行动态验证。其中包括：碰撞检测（干涉检查）、检查 GIL 与管廊之间的安装距离等，进而实现了 GIL 设备的最优布置方案等等； 最后，对该管廊项目进行出图及工程量统计。其中包括：提高出图效率与精确统计工程量等等；并对本管廊项目进行了三维动态仿真。其中包括：辅助施工安装和辅助运行维护等等。

Conclusion

1、鉴于GIL管廊工程本身距离长、特高压、三维性变化等特点，使得传统二维设计无法表达管廊具体的真实状况，可能发生各种实际的软硬碰撞问题，影响后期施工。因此本工程有必要借助三维建模完成相关设计并进行校核和验证。通过建立精细化三维模型，可确定管道拼接过程中的段数以及偏转角度是否合理，工作井部分GIL管线的布置与其孔洞的相对关系，通过动态模拟GIL管道在管廊内布置的各种安装状况，检查错漏碰撞问题，避免后期安装不到位，安装发生碰撞，无检修空间等情况的发生，为设计和施工阶段带来极大方便，可提高设计和施工质量，保证建设进度 2、由于苏通GIL管廊工程无论在设计造型上还是建造难度上都较常规市政综合管廊要复杂许多，包括其圆形的管廊断面结构和平面与纵面皆成曲线走向的双曲线路径形状等等。如果沿用以Revit为主的BIM专项解决方案将很难面对这些工程技术难点。所以经过研究和比对之后，本管廊工程决定采用Inventor来作为BIM解决方案中的核心工具，充分发挥其参数化建模和造型能力强大以及文件格式兼容性良好等诸多优势，来建立苏通GIL管廊工程的土建主体结构和内部管道并整合由各个不同设备厂家所提供的不同模型格式的设备模型文件。而且在研究过程中还发现，由于SolidWorks和UG的模型受其尺寸所限，在SolidWorks和UG软件中创建的GIL管廊模型均须缩小10倍。但是在Inventor软件中，模型的尺寸并没有任何限制，所以本管廊工程项目中，把UG、SolidWorks等软件所创建模型在Inventor中进行整合。由Inventor统一完成GIL管廊的土建主体和内部管道模型的创建并将各设备厂家提供的三维设备模型与管廊土建主体和内部管道整合拼接到一起，形成完整的苏通GIL综合管廊工程BIM模型。最后再到Revit软件里进行总装； 3、综上所述，我们在本次项目的技术层面上，重点研究了其它制造业软件所建立的模型（包括UG、Solidworks等文件格式）和Inventor软件之间的数据衔接以及Revit与Inventor这两款欧特克的三维数字化（BIM）设计软件所设计并建立的三维设计成果（包括模型、属性、图纸、文档资料等）的数据信息交互，并将设计成果进行了成功、有效地管理。

Project summary

    Duration & delivery

  • 910
  • 2020-07-20

    Autodesk solutions

  • Inventor
  • Revit
  • Navisworks Manage
  • AutoCAD

    Services provided

  • Managed Services & Outsourcing
  • Collaboration & Productivity
  • Solution Optimization Services
  • Workflow Documentation
  • Solution Adoption Services
  • Technical Support
  • User Workshops & Community

    Customer industry

  • Other Engineering Industries
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