混凝土拱坝施工仿真可视化研究与应用

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1、第44卷第2O期人民长江Vo1．44．No．202013年l0月YahgtzeRiver0et．．2013文章编号：1001—4179(2013)20—0050—04混凝土拱坝施工仿真可视化研究与应用燕乔，付艳艳，张钊，李成羽(三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002)摘要：仿真技术的应用为研究大型水利工程施工控制提供了有效的工具。基于VisualStudio开发平台。将施工全过程动态仿真技术与计算机仿真技术相融合，并将其与Access数据库技术集于一体，开发了施工仿真系统。然后利用VB对AutoCAD进行二次开发，实现大坝浇筑过程的三维动态显示。结合该系统在溪洛

2、渡工程中的成功应用，说明了该系统的主要功能。系统可对整个施工过程进行仿真计算和结果分析，为合理安排施工进度、优化施工组织设计提供了科学依据。关键词：施工仿真；三维可视化；AutoCAD二次开发；混凝土拱坝中图法分类号：TV642．4文献标志码：A由于混凝土拱坝施工是一个极其复杂的过程，各1基本原理与方法单项施工条件复杂、工序繁多，许多因素将影响总体施工进程。在安排各个坝块施工先后顺序及混凝土拱坝1．1拱坝施工仿真系统基本原理施工程序时，需要考虑其对工程的总工期、施工强度以三维可视化仿真(Three—DimensionalVisualSim．及交通运输等问题的影响。混凝

3、土坝施工仿真的目的ulation，3DVS)是计算机仿真技术和系统建模技术相是在坝型、尺寸及分缝、分块一定的情况下，在某个给结合后形成的一种新型仿真技术“。采用系统仿真定的机械配置方案及施工技术参数条件下，根据各种的思想和方法进行研究，将大坝浇筑看作一个排队服限制及约束条件，找到某种适宜的分块浇筑顺序和最务系统，在这个排队系统中浇筑机械是“服务台”，坝紧凑的工期⋯。通过模拟并比较不同施工方案的结体浇筑块是“顾客”。混凝土浇筑施工仿真由模拟机果，选出较优的方案，从而可为制订切实可行的大坝施制和浇筑块行为特征模拟规则组成。工组织计划、预测大坝施工未来进展、以及施工现场实1

4、．1．1模拟机制时控制与管理提供科学合理的决策依据。具体模拟过程如下：①仿真初始化阶段；②空闲施工仿真技术一方面在技术与方案的论证上有可机械工作时间最短的原则；③按高程最低的浇筑块优靠的理论与实践基础作为依据，同时，还具备充足、可先浇筑的原则确定可浇筑块；④改变机械和浇筑块状信的决策支持信息。而有效的信息是进行科学决策的态，模拟时钟推进一个步长，反复进行2—4步，直到大重要依据。近年来仿真技术与计算机技术的发展与应坝浇筑完毕。用，为决策提供了获取真实系统状态信息的途径。可视化是运用计算机图形学、图像处理技术、计算机辅助1．1．2坝体浇筑块行为特征模拟规则设计、计算机视

5、觉及人机交互技术，将海量数据转换成(1)时间约束规则。时间约束规则包括间歇期、图形和图像显示，从空间三维及时间维度去体现信初凝时间、终凝时间等约束，这些约束主要是为了保证息。坝体温度控制、层间结合等要求。另外，在大坝浇筑施收稿日期：2013—06—10作者简介：燕乔，男，副教授，研究方向为水电工程施工技术与组织管理。E—mail：1632942278@qq·com通讯作者：付艳艳，女，硕士研究生，研究方向为水利水电工程系统仿真与施工组织管理。E—mail：fuyanyan007@126·com第20期燕乔，等：混凝土拱坝施工仿真可视化研究与应用51工中，由于有导流孔洞

6、施工、抗震钢筋铺设等难度大、2007建立连接、读取Handle值和创建模型的基础上，耗费时间长的单项施工，系统也考虑了这些特殊部位根据大坝浇筑过程的实时信息，三维动态显示拱坝混施工占用直线工期的时间。凝土的施工过程。(2)空间约束规则。相邻坝段高差小于12m，最1．3可视化仿真建模方法对比分析小高差4m，整个大坝坝段最大高差30m。陡坡坝段可视化仿真建模方法可采用CAD建模和GIS建固结灌浆采用无盖重固结灌浆加引管有盖重固结灌模，现将两者对比分析如下。浆，不占用混凝土施工直线工期；河床坝段及缓坡坝段CAD和GIS的关系密切。GIS是在CAD基础上采用有盖重固结灌浆时，

7、混凝土盖重层厚不小于7．5发展起来的一门学科，设计制图是GIS的重要功能。m，相邻坝段混凝土盖重层厚不小于6m；尽量利用廊二者都具有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据，道及上下游贴角混凝土面进行后期固结灌浆施工，其也能处理属性数据。根本区别在于使用目的不同，从他项目在混凝土仓面上先期进行施工。而导致了功能和数据组织方式上的区别。1．2三维动态可视化原理从使用目的来看，CAD主要偏向于制图和表达，1．2．1地物建模而GIS更强调解决空间问题。因此，CAD的图形编辑功能较强，具有较强的排版和制图能力，GIS的核心功针对不同类型的建筑物，分别采用有针对性