基于BIM与IFC的混凝土坝施工仿真建模方法

针对混凝土工程仿真所建的模型较少涉及模型数据信息的交换及共享问题,提出在建筑业国际工业标准（IFC）的基础上构建基于建筑信息模型（BIM）的混凝土坝施工仿真信息模型的方法,有利于整合混凝土坝施工涉及的多方面信息,使仿真模型反映的信息更全面,并引入IFC标准进行模型信息的扩展和表述,更有利于对模型信息进行高效组织、共享和管理。     

浇筑层厚对碾压混凝土坝温度场和应力场的影响

高混凝土坝浇筑时材料用量大、施工条件复杂、建设周期长,同时又需考虑温度控制、结构应力、施工环境等因素对坝体安全的影响。为此,以某工程碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法,研究了不同的混凝土浇筑层厚度对大坝温度场与应力场的影响。结果表明,早期坝体内部的最高温度随浇筑层厚的增加而增大,坝体不同区域最高温度不仅受浇筑厚度的影响,同时也与大坝浇筑的时间相关;基础垫层混凝土、三级配碾压混凝土和二级配常态混凝土区域最大拉应力随浇筑厚度的增大而增大。     

高拱坝施工期温控参数敏感性分析

在混凝土高拱坝浇筑过程中,影响坝体施工期温度场及温度应力的因素有很多,因此选用适当的浇筑方案对于节约工程成本及提高坝体安全性有着重要意义。以孟底沟水电站工程为例,选用多种施工方案,并利用三维有限元方法进行仿真分析,分析了浇筑季节、浇筑层厚、间歇时间及浇筑温度等因素对坝体施工期的敏感性。结果表明,低温季节浇筑、在防止热量倒灌的前提下尽量减小浇筑层厚度、缩短间歇时间、降低浇筑温度有助于降低温度应力,提高坝体安全性。     

基于施工过程仿真的碾压混凝土坝温度场控制分析

为了在施工过程中对碾压混凝土坝的内部温度实时动态监控并制定相应的温度控制措施,从而减少由温度应力引起的裂缝。在进行施工过程仿真分析的基础上,建立有限元模型,再根据混凝土温升随浇筑时间的变化并结合实际情况,实时动态施加坝基初始温度、坝体浇筑温度及随时间改变的气温、水温等荷载条件和边界条件等,基于施工过程的荷载步长,利用ANSYS二次开发功能实现温度场仿真计算,建立了从大坝施工开始经混凝土冷却直至准稳定温度场状态的全过程仿真分析系统。实例应用结果表明,该系统提供了一个基于施工过程的碾压混凝土温度场仿真计算分析工具,具有灵活性和实用性。     

基于BIM+GIS的碾压混凝土坝浇筑进度监控平台开发

为精确获取碾压混凝土坝实际进度的浇筑信息、快速获取与仓面浇筑信息匹配的几何数据,实现进度实时监控,通过Web Socket技术与移动互联技术实现浇筑信息采集、传输与分析,使用MAXScript工具对大坝三维模型进行剖切,获得大坝分仓几何数据;采用Python脚本实现仓面信息、分仓几何数据的存储、查询与格式转换,通过Cesium平台实现大场景下大坝计划与实际浇筑进度动态模拟,进而提出了基于BIM+GIS的施工进度实时监控平台,实现了碾压混凝土坝在GIS场景下的浇筑进度动态模拟、浇筑进度实时监控,提高了进度管理水平。     

高碾压混凝土重力坝纵缝在张开工况下对温度应力的影响分析

在研究方法上采用国际大型通用有限元软件ANSYS建模与自主开发主体计算程序相结合的办法来实现坝体纵缝的仿真计算。通过某典型算例对碾压混凝土坝施工期和运行期温度徐变应力场进行了全过程仿真计算分析。分析了坝体不同间距的纵缝对坝踵、上游面、坝体中心部位、坝趾、下游面的温度应力的影响情况。总结出规律,得出一些具有应用价值的结论,为实践工程中设计坝体纵缝和进一步的理论研究提供了一定的理论依据。     

基于BIM与MVD的混凝土坝施工仿真模型信息处理研究

混凝土坝施工仿真过程中,为实现各专业的协同工作,会出现信息存储冗余及信息交互标准不统一等问题,从而影响模型的互操作性,降低了工作效率。为此,提出了基于建筑信息模型(BIM)与模型视图定义(MVD)的混凝土坝施工仿真模型,将信息交付手册(IDM)中的信息交互需求按IFC数据格式表达出来,以模块化的形式描述各个概念,确保了语义与逻辑的一致性,从而提高了模型信息的可读性。     

基于BIM的面板坝动态设计方法研究及实践

面板坝在我国水利水电建设中应用广泛、发展迅速。针对面板坝常规设计的局限性，提出了基于BIM技术优化面板坝设计方法，通过可视化比选定线、结构参数化设计和模图表关联计量，实现了趾板定线动态比选、结构应力动态计算和坝体挖填动态决策，并分析了模型成果的数字化应用。进而将该方法应用于高坪桥水库面板坝设计，通过开发BIM插件、可视化编程和定制智能横断面，对趾板定线、BIM-FEM联合分析和分区计算起到了提质增效的作用；同时模型成果轻量化交付，支撑“高坪桥数字水库智慧应用”,发挥BIM全生命周期价值。     

基于折迭型突变模型的混凝土坝稳定分析

基于折迭型突变及其势函数,结合某混凝土坝坝踵处钢板针实测资料,考虑水压、温度和时效因素建立了混凝土坝体稳定的统计模型并进行稳定分析,结果表明该处坝体稳定,与坝体实际情况相符.     

冬季浇筑碾压混凝土坝温控防裂研究

针对冬季浇筑的碾压混凝土坝垫层、坝踵及坝体表面开裂问题,以官地碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法仿真计算了非稳定温度场和应力场,并分析了开裂机理,提出了防裂措施.结果表明,适当的表面保温和通冷却水能有效防止裂缝的产生.为工程中确定合理的温控防裂措施提供了参考依据.     

高拱坝混凝土施工中缆机双仓联合浇筑模拟优化研究

缆机作为高拱坝混凝土浇筑的主要机械,提高其利用率对于加快工程进度、缩短工期、降低成本、保证工程质量具有重要实际意义。通过探入分析缆机双仓联合浇筑条件及干扰,充分发掘缆机的富余浇筑能力,建立了以缆机为基本决策单元的高拱坝缆机双仓联合浇筑模拟优化模型。优化模型以均衡施工强度、提高缆机利用率、加快施工进度为目标,通过对缆机的优化调度来比选方案。研究成果应用于某大坝混凝土浇筑施工中,对于指导高拱坝混凝土施工、优选浇筑方案具有重要理论意义。     

混凝土拱坝导流底孔坝段施工期温度及应力仿真分析

针对目前混凝土拱坝导流底孔坝段温控仿真研究较少的问题,通过模拟拱坝导流底孔坝段施工过程中混凝土温度场和应力场,获得不同浇筑方案下拱坝导流底孔段的最高温度及顺河向温度应力、横河向温度应力和第一主应力。结果表明,高温季节浇筑薄层混凝土易产生温度倒灌,而低温季节采取薄层浇筑有利于降低混凝土最高温度和最大温度应力,由此提出相应大坝混凝土浇筑温控建议措施,对于类似工程安全施工和进度控制具有重要意义。     

基于BIM技术的混凝土面板堆石坝脱空检测与加固

在混凝土面板堆石坝施工和使用过程中,砼面板与垫层料两种不同特性材料之间可出现脱空缺陷。为优化混凝土面板堆石坝脱空缺陷的探测与加固技术,提出了一种基于探地雷达探测图像生成精确BIM模型的新方法。依据白云混凝土面板堆石坝的脱空缺陷探测与加固工程,应用BIM建模与Revit二次开发,结合探地雷达对混凝土面板堆石坝进行了全断面、全方位覆盖探测,生成了脱空病害分布的三维图,统计出脱空区域总体积,为治理混凝土面板堆石坝脱空病害提供了三维可视化的展示与精确的数据支撑,进而制定了有效的加固措施,并取得了良好的加固效果。     

基于实测数据的RCC重力坝浇筑块最高温度预测

混凝土浇筑块内部温度是RCC重力坝施工期重要控制指标之一。浇筑块内部温度过高则形成较大温度梯度,从而产生较大温度应力,导致混凝土表面开裂。控制最高温度以减小温度应力是施工现场常用方法之一。依托施工期实测数据,建立MySQL温度数据库,采用Rough集理论约简条件属性得到最小规则集,并作为预测算法的输入;基于BP神经网络理论建立预测模型,实现对RCC重力坝施工期浇筑块最高温度的预测,并进行预警。模型预测结果可指导施工,做到"事前"感知,提升RCC重力坝浇筑质量。     

基于高拱坝坝体生长特征的缆机调度仿真研究

高拱坝通常施工场地狭窄,且混凝土浇筑与其他作业相互交叉干扰,对缆机调度影响较大。为了研究高拱坝坝体生长特征与缆机调配之间的关系,以坝体生长的过程为主线,分析了高拱坝坝体生长的时空特征,从正向考虑了不同坝体生长特征的缆机调配方式,反向调整了满足缆机浇筑的坝体生长步,并从坝体生长—缆机调配系统互为因果的特点出发对坝体生长方案进行优化。实例仿真结果表明,优化浇筑方案后的混凝土入仓强度更均衡,缆机利用率得到提升,对缆机实时调配和坝体生长均有积极意义。     

基于光纤测温系统的温度时空分布模型及应用

针对混凝土坝温度场仿真分析的局限性及采用离散、零星的电阻式温度计实测温度重构温度场时精度较差的问题,探讨了基于分布式光纤测温方法对混凝土坝施工期温度场进行重构。从场理论出发,应用幂级数的处理方法,并结合施工期大体积混凝土热传导理论,将周期项函数、顺河向和垂直向坐标及指数函数进行组合,建立了施工期大坝温度场时空分布模型。结合西南某在建混凝土坝工程的分布式光纤测温资料,回归确定了所建温度场时空分布模型的系数。实例应用表明,基于分布式光纤测温建立的施工期大坝温度场时空分布模型的拟合精度及中短期预测效果较好,真实反映了大坝混凝土的温度状态。