基于Inventor的水工建筑物參數(shù)化建模在施工階段的應(yīng)用

張騰飛 查松山

（亳州市水利工程隊 亳州 236800 中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司 合肥 230601）

對于類型相對統(tǒng)一的水工建筑物，采用參數(shù)化快速建立模型，能夠較好的對施工圖紙進(jìn)行審核，快速準(zhǔn)確的統(tǒng)計相關(guān)水工建筑物工程量，對建筑物進(jìn)行可視化交底及施工模擬等，在日常的施工管理上能起到很好的促進(jìn)作用。鑒于此，筆者結(jié)合Inventor 軟件淺談水工建筑物三維參數(shù)化建模技術(shù)在施工中的應(yīng)用。

1 參數(shù)化建模方法

大多數(shù)二維cad 系統(tǒng)繪制的圖像是一副“死圖”，圖形中各元素之間沒有任何約束關(guān)系，不能通過改變尺寸參數(shù)來改變圖形。

參數(shù)化建模是指利用尺寸約束和幾何約束來控制和定義幾何模型，方便修改實體的形狀。尺寸約束是由標(biāo)注一組可以改變的參數(shù)尺寸來確定圖形的形狀，參數(shù)尺寸和圖形是關(guān)聯(lián)的，直接修改尺寸則圖形自動改變。幾何約束是指圖形的幾何元素之間的拓?fù)浼s束關(guān)系，如平行、垂直、相切、同心、共線等，當(dāng)模型被修改時，幾何約束關(guān)系保持不變。

部分三維軟件的參數(shù)化建模需要進(jìn)行二次開發(fā)，這對于一般的施工單位人員要求較高。Inventor軟件是AutoDesk 公司推出的一款三維可視化實體模擬軟件。該軟件基于特征的三維實體造型過程：定義草圖平面→定義截面輪廓→對草圖施加尺寸約束和幾何約束→對草圖進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣掃略等基本特征→施加實體特征修改→形成實體。

水工建筑物一般均為實體，其構(gòu)成一般均有規(guī)律可循，可以利用Inventor 軟件較為便利的建立相應(yīng)的參數(shù)化模型。

2 工程實例

以日常施工中常見的懸臂擋土墻為例，首先需要確定該建筑物的模型草圖及生成三維模型的方式，圖1 為懸臂擋土墻的示意草圖，由于該類擋墻橫斷面是一致的，可考慮建立橫斷面的草圖，按照擋墻走向拉伸生成三維模型。

圖1 懸臂擋土墻示意草圖

確定了模型的草圖及生成方式后，需要在Inventor 軟件中按照草圖示意對諸如擋墻高度及寬度、立墻頂寬及底寬、底板厚度、前趾寬度、齒墻深度及寬度、擋墻總長度等所有需要進(jìn)行參數(shù)化的指標(biāo)建立一一對應(yīng)參數(shù)，然后在軟件中確定工作平面，繪制草圖斷面，確定各類幾何約束關(guān)系，并將前述建立的參數(shù)賦予草圖各對應(yīng)特征，完成后拉伸草圖至設(shè)計的長度，就建立了相應(yīng)的懸臂式參數(shù)化模型。后續(xù)使用中對于同類型擋墻，只要修改相應(yīng)的參數(shù)就可以建立相應(yīng)的三維模型。

按照此方法可以建立常用水工建筑物的參數(shù)化模型庫，隨著模型庫的不斷完善，相應(yīng)的建模速度可大幅度提高，這對建筑物數(shù)量眾多、類型較統(tǒng)一的工程建?？纱蟠筇岣咝省?/p>

3 施工階段應(yīng)用

通過上述方法可以快速建立相關(guān)水工建筑物的三維模型，有了三維模型，就可以開展施工階段的應(yīng)用。

3．1 施工模擬

利用三維模型及BIM 模擬工具可對水工建筑物的施工工序、資源配置、進(jìn)度計劃等進(jìn)行模擬，在BIM 平臺中實現(xiàn)虛擬建造，預(yù)判工程施工中的不合理現(xiàn)場，對每一道施工工序進(jìn)行模擬、預(yù)演，規(guī)避不合理工序的可能性，降低施工風(fēng)險。

3．2 三維可視化交底

三維模型直觀準(zhǔn)確，結(jié)合施工重難點問題，利用三維模型對復(fù)雜工序進(jìn)行技術(shù)交底，可對施工工作面及關(guān)鍵施工節(jié)點等進(jìn)行合理規(guī)劃。

3．3 成本管控

通過快速建立水工建筑物三維模型，可按照部位、構(gòu)件精確計算施工所需工程量。例如工程所需的材料、機(jī)械以及人工，可與成本管理部門及現(xiàn)場施工人員所提供的工程量進(jìn)行對比審核，發(fā)現(xiàn)問題可及時解決，避免了因人工計算錯誤而導(dǎo)致的成本增加，可有效管控施工成本，提高效益。

4 結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展，水利工程建設(shè)力度不斷加大，相關(guān)水工建筑物數(shù)量眾多。基于Inventor 建立水工建筑物的參數(shù)化模型，可以大幅提高同類建筑物在施工階段建模速度，用于開展諸如施工模擬、可視化交底、成本管控等施工階段的應(yīng)用是很有意義的。隨著施工企業(yè)參數(shù)化模型庫的豐富與完善，可大幅提高效率■