一种基于BIM技术的LNG接收站取水口协同设计方法与流程

本发明涉及lng接收站取水口设计领域，特别是一种基于bim技术的lng接收站取水口协同设计方法。

背景技术：

近年来全球lng的生产和贸易日趋活跃，lng已成为稀缺清洁资源受到越来越多的青睐，在能源供应中的比例迅速增加，很多国家都将lng列为首选燃料，成为了世界油气工业的新热点。中国作为最大的发展中国家,在经济飞速发展的同时,能源结构也在不断地变化,天然气的使用将变得更加普及。而我国很大一部分天然气空缺是需要靠进口lng来填补的,因而lng产业在我国开始迅速发展壮大。lng接收站是指储存液化天然气然后往外输送天然气的装置，海上运输来的lng需要通过lng接收站进行接收再进行转运，其中，取水口作为lng接收站气化热源海水的入口，结构较大，功能非常重要，且在与陆域形成交叉的部位设计难度大，传统的二维设计很难理清取水口结构与护岸之间的关系及合理衔接，安全风险高，增加工程建设周期，同时对工程量的统计也会存在一定的误差，影响工程项目的投资计算。因此如何更加准确的对取水口与护岸衔接部位进行设计成为了影响项目工期及成本的重要因素。

鉴于上述情况，有必要对lng接收站的取水口及护岸工程采用bim技术进行协同三维数字化设计，提高设计精度。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种基于bim技术的lng接收站取水口协同设计方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种基于bim技术的lng接收站取水口协同设计方法，包括以下步骤：

步骤一、基于vault软件搭建协同平台；

步骤二：勘察专业建立三维地质，总图专业基于地质模型进行基槽开挖；

步骤三：水工专业护岸及取水口设计人员开展上部设计；

步骤四：总装模型，进行问题分析。

进一步，所述步骤一具体为：

1）基于vault软件，在云端部署vault协同平台，项目bim负责人为项目设置文件夹架构，同时为各专业设计人员设计不同类型账号及权限进行登陆；各专业设计人员通过vault协同平台进行模型的上传、检入、检出、链接操作，各专业设计人员将与项目相关的文件附着于vault协同平台当中，方便随时查看；同时在vault协同平台中设置曲面管理集，用于不同专业间的曲面管理；

2）项目各参与方在vault协同平台上实现模型数据、项目文档和往来函件的共享；建设单位与接收站设计单位在vault协同平台下进行模型审阅与协调讨论确定取水口结构功能参数，各专业设计人员根据取水口结构功能参数及时在vault平台动态进行结构设计完善。

进一步，所述步骤二具体为：

1）勘察专业设计人员根据钻孔资料生成三维可视化的地质模型，包含各土层相关信息，勘察专业设计人员完成地质模型后将其检入至vault协同平台，总图专业设计人员基于三维可视化的地质模型进行lng接收站取水口、护岸基槽的一体会bim开挖设计，将基槽设计与地质资料紧密连接，形成一体化基槽，对基槽的边坡及底宽设计条件设置参数，以参数驱动设计，总图专业设计人员将基槽模型文件检入至vault协同平台，同时将基槽曲面单独检入至协同平台曲面管理集；一体化基槽设计中动态修改参数，修改结果直接检入vault协同平台上进行更新，取水口、护岸相应参数也同步更新

2）通过地质模块创建具有基本地质信息的大场地三维地质模型，用于直观查看强风化基岩面，准确界定软土层的分布范围和厚度。

进一步，所述步骤三具体为：

1）水工专业护岸及取水口设计人员基于基槽曲面开展取水口结构及护岸结构设计工作，护岸结构专业设计人员首先基于基槽曲面采用civil3d进行取水口基础设计，并将基础地形曲面上传至协同平台曲面管理集当中，之后取水口结构专业人员采用revit软件建立结构模型，并参照基础地形曲面在结构基础上进行摆放布置，最后护岸结构专业人员参照取水口结构模型进行取水口结构衔接处bim设计，三维可视化表达设计方案，提取精确工程量；

2）通过bim协同设计形成的取水口泵房基础、过滤涵bim模型，直观的全真模拟了复杂异形结构3d效果，结构浮游稳定计算效率增加，准确性高；通过3d模型，最终确定了采用起重船助浮安装的施工工艺，消除了大型异形构件水上安装潜在的施工安全风险，同时泵房基础、过滤涵采购与合同内相同的取水口设备钢闸门，过滤涵前沿进水流道采用钢封门进行止水，利用已有设备及设计参数，同时确保安全且减少对后续施工的影响。

进一步，所述步骤四具体为：

将所有模型通过云端协同平台进行总装，对复杂结构段进行整体分析，研究工程方案实施的可能性，并可结合实际施工进度进行三维进度模拟，可视化查看取水口护岸设计方案。

作为本发明的优选技术方案，各专业设计人员在vault协同平台当中的权限不包含对其他人员模型的修改权，保证账号与模型的唯一性，同时在vault协同平台中设置管理员账号，定期对协同平台当中的模型文件进行监督及检查，及时反馈意见。

作为本发明的优选技术方案，所述总装模型作进一步拓展应用，利用3d打印或vr\ar虚拟演示或三维智能配筋或云端全景漫游充分发挥三维模型价值。

与现有技术相比，本发明通过bim协同设计建立了直观的交流纽带，将各专业设计人员与其它参建各方的距离拉近，甚至是“零距离”，同时它的协调范畴可以扩展到建筑全生命周期，不仅仅带来了沟通上的方便，同时设计过程中的综合工作效率也大幅提升；对于填海造地形成lng接收站的项目，实现了护岸与取水口一体化设计，不仅避免了二次开挖造成的工期延长、成本增加和环境污染的问题，同时吹填围堰亦可快速形成，能够缩短总工期，节省成本。

附图说明

图1为本发明的设计流程图。

图2为本发明设计的vault协同平台示意图。

图3为本发明勘察专业设计人员设计的三维地质模型。

图4为本发明总图专业设计人员设计的基槽开挖模型。

图5为本发明水工专业设计人员设计的取水口护岸模型。

图6为本发明水工专业设计人员设计的取水口结构模型。

图7为本发明lng接收站取水口的进度模拟图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。

如图1所示，本实施例提供了一种基于bim技术的lng接收站取水口协同设计方法，具体步骤如下：

步骤一：搭建协同平台

基于vault软件，在云端部署vault协同平台，如图2所示，项目bim负责人为项目设置文件夹架构，，同时为各专业人员设计不同类型账号及权限进行登陆。

本设计方法涉及多专业及多人同时采用bim技术开展设计，故需部署协同平台进行模型的上传、检入、检出、链接等操作，各专业设计人员也可以将与项目相关的文件附着于协同平台当中，方便随时查看。设计人员在协同平台当中的权限应不包含对其他人员模型的修改权，保证账号与模型的唯一性，同时可设置管理员账号，定期对协同平台当中的模型文件进行监督及检查，及时反馈意见。由于本项目涉及土方模型的管理，在协同平台中需设置曲面管理集，用于不同专业间的曲面管理。

协同云平台的应用使得各专业权责界限明确，版本管理实现了文件过程的可追溯性，项目各参与方在vault平台上实现模型数据、项目文档和往来函件的共享，极大提高工作效率和管理的便捷性，同时提高了设计质量和设计效率。建设单位与接收站设计单位在vault协同平台下进行模型审阅与协调讨论，减少了各方想象的落差，简化过程，缩短了沟通时间，最后达成共识，取水口结构功能参数提前确定，设计人员根据取水口结构功能参数及时在vault平台动态进行结构设计完善。

步骤二：勘察专业建立三维地质，总图专业基于地质模型进行基槽开挖

勘察专业根据钻孔资料生成三维可视化的地质模型（参照图3），包含各土层相关信息，如土层名、土体参数、土层标高等，可对其进行剖切查看。勘察专业完成地质模型后将其检入至协同平台。总图专业基于地质模型进行取水口、护岸基槽的一体会bim开挖设计（参照图4），将基槽设计与地质资料紧密连接，形成一体化基槽，对基槽的边坡及底宽等设计条件可设置参数，以参数驱动设计，方便后期修改，总图专业将基槽模型文件检入至协同平台，同时将基槽曲面单独检入至协同平台曲面管理集。

通过地质模块创建具有基本地质信息的大场地三维地质模型，可直观查看强风化基岩面，准确界定软土层的分布范围和厚度，对项目设计工作具有指导性意义。

总图一体化基槽设计中可动态修改参数，修改结果可直接检入bim协同平台上进行更新，取水口、护岸相应参数也同步更新，尤其是护岸结构，几乎不用进行修改，直接根据槽底标高、尺寸进行自动更新，而取水口结构设计的工作量也省去了大量的修改工作。bim协同设计带来了各专业设计成果之间的智能化沟通，自动修改，自动更新。

步骤三：水工专业护岸及取水口设计人员开展上部设计

水工专业护岸及取水口设计人员基于总图专业基槽曲面开展取水口结构及护岸结构设计工作（参照图5、图6），护岸结构专业人员首先基于基槽曲面采用civil3d进行取水口基础设计，并将基础地形曲面上传至协同平台曲面管理集当中，之后取水口结构专业人员采用revit软件建立结构模型，并参照基础地形曲面在结构基础上进行摆放布置，最后护岸结构专业人员参照取水口结构模型进行取水口结构衔接处bim设计，考虑转弯过渡段等项目重难点部分的精确设计，三维可视化表达设计方案，提取精确工程量。

通过bim协同设计形成的取水口泵房基础、过滤涵bim模型，直观的全真模拟了复杂异形结构3d效果，结构浮游稳定计算效率增加，准确性高，在预制结构、安装施工工艺选择上也带来了许多方便。通过3d模型，最终确定了采用起重船助浮安装的施工工艺，消除了大型异形构件水上安装潜在的施工安全风险，同时泵房基础、过滤涵采购与合同内相同的取水口设备钢闸门，过滤涵前沿进水流道采用钢封门进行止水，尽量利用已有设备及设计参数，同时确保安全且减少对后续施工的影响。

步骤四：总装模型，进行问题分析

将所有模型通过云端协同平台进行汇总，对复杂结构段进行整体分析，研究工程方案实施的可能性，并可结合实际施工进度进行三维进度模拟（参照图7），可视化查看取水口护岸设计方案。同时总装模型还可作进一步拓展应用，如3d打印、vr\ar虚拟演示、三维智能配筋、云端全景漫游等，充分发挥三维模型价值。

综上所述，通过本发明的设计方法，bim协同设计建立了直观的交流纽带，将各专业设计人员与其它参建各方的距离拉近，甚至是“零距离”，同时它的协调范畴可以扩展到建筑全生命周期，不仅仅带来了沟通上的方便，同时设计过程中的综合工作效率也大幅提升。对于填海造地形成lng接收站的项目，实现了护岸与取水口一体化设计，不仅避免了二次开挖造成的工期延长、成本增加和环境污染的问题，同时吹填围堰亦可快速形成，对于本项目，在缩短总工期的同时，建设单位减少投资约1500万元，施工单位节约成本约300万元。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。