基于CATIA的岸边式水电站厂房三维设计

第33卷第5期 人 民 黄 河 Vol.33,No.5 专题研究

基于CATIA的岸边式水电站厂房三维设计

王小平,张 亭,刘增强,梁春光

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(1.黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003;2.南水北调中线干线工程建设管理局工程运行管理部,北京100038)

摘 要:针对水电站厂房设计的具体情况,基于CATIA平台,运用自上而下的三维设计理念,结合岸边式厂房设计工程实例,系统地对水电站厂房参数化设计方法进行了研究。三维协同设计在水利水电工程中初步应用显示,其先进的设计思想在提高设计效率和质量方面有着明显的优越性,在水利水电工程设计中具有良好的应用前景。关 键 词:

CATIA;岸边式厂房;参数化设计;模板

中图分类号:TP391.7;TV642.3 文献标识码:A do:i10.3969/.jissn.1000 1379.2011.05.062 工程设计是水利水电工程建设过程中最重要的环节之一,设计方案的优劣、设计水平的高低以及设计周期的长短都直接影响着工程建设的质量和投资。随着科技的进步和发展,传统的二维设计方法已经适应不了现代水利设计周期短和质量要求高的新形势,而采用三维参数化的方法来优化设计过程,不仅能够全面提高工程设计的质量、效率和水平,而且可以最大限度地节约人力物力、缩短建设周期。

CATIA是一款功能强大的CAD/CAE/CAM一体化软件,其设计技术和解决方案在世界处于领先地位,目前广泛应用于航空航天、机械制造、土木工程等领域,并逐渐在水利水电、岩土工程等领域得到应用[1]。

式外形设计 和 零件设计 模块,完成地形体的建立。在地形体的基础上,依据平面地质图、产状线、钻孔数据等资料建立地层分界面,对重点区域进行分割划分,最终建立三维地质模型。

厂房厂址的选择应根据地形、地质、环境条件,结合整个枢纽的工程布局进行。在妥善解决施工和建设占地、厂房后边坡稳定性、厂基及地表水处理等问题的基础上,初步确定厂房的厂址。

2.2 厂房骨架的建立

骨架是三维设计的基础平台,由确定水工建筑物空间定位的点、线、面组成。骨架设计思想的核心是理顺模型之间的从属关系,使骨架能够有效地驱动模型。厂房的骨架主要由厂房控制性的点、线、面组成,如机组中心点、机组中心线、安装高程等元素。

某岸边式厂房安装6台单机容量350MW的水轮发电机组,机组中心点为A(1015.018,1082.338),安装高程为456m,尾水管底高程为436.40m,水轮机层高程为461m,发电机层高程为472.50m,吊车轨道的顶部高程为486m,屋顶高程为492.70m;主厂房上游侧净宽度为13m,主厂房下游侧净宽度为14m,标准机组段-X方向宽度为12m,标准机组段+X方向宽度为14m,边机组段(安装间侧)+X方向宽度为16m,边机组段(非安装间侧)-X方向宽度为18m,机组分封宽度为0.02m;蜗壳二期混凝土底高程为452m,蜗壳二期混凝土下游面距机组中心线距离为10m,蜗壳二期混凝土(安装间侧)+X方向宽度为13.5m,蜗壳二期混凝土(非安装间侧)-X方向宽度为15.5m。

依据上述数据建立厂房的参数化骨架。骨架元素在方案调整时,也可以更改,相应设计将会自动更新修正。骨架元

收稿日期:2011 01 14

基金项目:水利部 948 项目(200903)。

作者简介:王小平(1981 ),男,河南灵宝人,工程师,主要从事水利水电工程设计工作。

E mai:l25520945@http://www.77cn.com.cn

1 岸边式厂房三维设计思路

依据岸边式水电站厂房的设计流程,将参数化方法应用于岸边式厂房三维设计中,运用CATIA平台实现岸边式厂房的参数化建模,生成工程图,并结合地形进行工程量统计。具体设计思路如下: 根据地形地质资料,建立三维地质模型; 结合枢纽总布置,选择厂房的厂址; 根据初步确定的机组中心点、机组中心线、安装高程等元素,建立厂房骨架; 通过三维协同设计,完成厂房整体三维模型的装配; 在三维地质模型中,进行开挖、回填设计,利用开发的工程量计算模板,实现工程量自动计算; 通过工程制图模块进行二维图纸设计。

2 设计过程

2.1 地质模型的建立和厂房厂址的初步确定

依据地形资料,利用 地形转换点云 插件,将地形高程点及等高线数据转化为点云(*.asc)格式,并存放在指定文件夹。在CATIA中,通过 DigitizedShapeEditor 模块将点云(*.asc)格式文件导入,并修补形成完整的Mesh面,通过 QuickSurfaceReconstruction 模块将Mesh面转化成曲面,通过 创成

人民黄河 2011年第5期

素是整个厂房定位和布置的关键依据,以此为参照可确定厂房各个部分与地质模型之间的相关关系,自上向下传递设计数据,规范地完成厂房的后续设计。

视图的自动变更。

CATIA提供了多种二次开发接口,利用VisualBasic语言进行二次开发,生成符合制图标准的二维图,在项目的前期阶段(可研、初设或招标阶段),可以明显缩短出图时间。

2.3 厂房各部分模型的建立

水利水电工程设计是分阶段进行的,水电站厂房在各阶段设计的深度有所不同,因此根据各阶段研究的内容和要求,利用CATIA可建立适应不同阶段的模型。

为了设计简单、快速,将复杂的建筑物体形先进行合理拆分,使之成为多个简单模型对象的组合。岸边式厂房可分为厂房下部结构、厂房上部结构、副厂房、安装间、尾水渠5个部分,在建模过程 …… 此处隐藏：2214字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……