尹華峰，郝素杰

（濱州市水利勘測設計研究院，山東 濱州 256600）

AutoCAD技術的應用提高了工程圖紙的設計效率和質量，但圖紙的修改工作量較大，同時圖紙中包含的建筑物信息也難以方便地提取。將建筑實體與相關信息緊密聯(lián)系的三維信息模型建設技術（BIM）應運而生，AutoRevit技術為工程三維設計帶來了極大方便。

1 項目概況

冷水灣閘站位于浙江省秀洲區(qū)新塍鎮(zhèn)，所在河道為廟云橋冷水灣距河口30m處，2015年建成，屬河道新建水閘，用來擋水排澇，啟閉機采用2×50 KN卷揚式。工程等別為Ⅳ等，主要水工建筑的級別為4級，臨時水工建筑級別為5級，外河設計水位為2.61m，內河設計低水位為0.93m，閘站分為上游鋪蓋、閘室、下游消力池三部分，閘室設鋼閘門，兩側各有一個泵室。

2 冷水灣閘站建筑信息模型的創(chuàng)建

2.1 參數(shù)化建族

族就是帶有信息的“構件”，依據(jù)參數(shù)（屬性）類型的共用、使用形式相同和圖形繪制的相似來對圖元進行分組。實踐中按需選擇族類型對其屬性進行修改以滿足各方需要。在Revit中，族包括系統(tǒng)族、可載入族、內建族三種類型，系統(tǒng)族基本涵蓋了建筑、結構、水電暖部分所需大部分基礎構件，提高了土建工程的三維建模效率，簡化了建模程序。主要用于房建工程的Revit軟件里找不到水利工程構件，如護坡、鋪蓋、閘墩、土石壩等。實現(xiàn)水利工程的三維模型創(chuàng)建，需先自行創(chuàng)建相應的可載入族，建族過程中對其進行參數(shù)化設置，以實現(xiàn)對模型的修改及生成二維圖紙的聯(lián)動性。

可載入族是在族編輯器中創(chuàng)建的.rfa文件，即在revit界面中點擊“新建族”，然后打開“公制常規(guī)模型”，進入族的創(chuàng)建。該閘站分為上游鋪蓋、閘室、下游消力池三部分，三個分項工程中有閘底板、護坦、反濾層、擋墻、閘墩等構件組成，所有構件需要一一創(chuàng)建，創(chuàng)建同一個或不同族構件時可使用不同繪制方法如拉伸、融合、旋轉、放樣、放樣融合及空心拉伸等，并借助剪切、延伸、鏡像等修改工具以提高建族效率。最后一步就是在標簽中對所添加的尺寸標注進行參數(shù)化設置。另外，除了使用軟件系統(tǒng)族、自建族外，亦可嘗試在可載入族中尋找類似族，借助“復制到剪貼板”等工具加以提取和修改完善。

接下來是至關重要的一步是參數(shù)化，參數(shù)可以是模型的尺寸、材質、溫度等屬性，族的參數(shù)化是對族添加參數(shù)信息，使有限模型能夠通過改變其參數(shù)值得以無限使用。在“標簽”處單擊“添加參數(shù)”，并在彈出的“參數(shù)屬性”對話框中的“名稱欄”填寫參數(shù)名稱“閘底板厚度”，選中右側“實例”，單擊“確定”就完成了一個參數(shù)的設置。以此類推完成所有注釋的參數(shù)化。另外還能單擊“材質”欄后面的空格出現(xiàn)帶三個黑點的小白塊，打開材質瀏覽器，為族添加材質、著色、填充圖案等。完成上述步驟后即可在“修改|創(chuàng)建拉伸”菜單欄下的“模式”工具欄內單擊“對號”，實現(xiàn)完整族的創(chuàng)建。

2.2 模型的裝配

標高和軸網(wǎng)的作用是為每個項目構件確定一個空間位置，如同X、Y、Z軸一樣，確定構筑物構件的空間坐標。繪制原則是按照構筑物具有的節(jié)點性高程點繪制標高后統(tǒng)籌布置水平面軸網(wǎng)，以便提高模型裝配效率。然后利用“載入族”工具將族構件載入到項目中，借助“參照平面”與“模型線”等輔助工具或通過修改偏移量來確定構件的精確位置，以完成該閘站的建筑模型裝配。

2.3 鋼筋的繪制

繪制鋼筋的前提是在建族時勾選屬性對話框中的“可將鋼筋附著到主體”選項，否則無法在“修改|放置鋼筋截面”狀態(tài)下捕捉到配筋主體。繪制鋼筋時，首先在構件屬性對話框中選擇鋼筋保護層厚度，然后在“鋼筋形狀瀏覽器”中選擇所需鋼筋形狀并選擇適當放置平面、放置方向及鋼筋型號，沿構件保護層放置鋼筋，鋼筋形狀不滿足需求還可通過“編輯草圖”對鋼筋形狀進行修改；然后可利用剖面圖查看鋼筋放置位置是否準確，并利用復制、陣列、參照平面等工具快速完成批量配筋。利用Revit進行配筋，不僅實現(xiàn)其可視化，而且更能直觀反映鋼筋的搭接和后期鋼筋用量的統(tǒng)計。

3 模型信息的應用

3.1 生成二維圖紙

項目三維模型建成后，就可對其內置信息加以提取和利用。最具有優(yōu)勢的利用之一是圖紙的自動生成。生成圖紙的來源大致分三種：平面圖、立面圖和剖面圖。首先，在平面圖上，利用Revit剖切功能對三維模型進行剖切，通過拖動視圖手柄、隱藏或隔離無關圖元、添加文字注釋、圖案填充等手段，整理剖切圖并將其拖拽到新建的圖框中即可實現(xiàn)二維圖紙的繪制。

傳統(tǒng)的CAD出圖是通過線條繪制，各圖紙之間無任何聯(lián)系，一張圖紙中某一部位有所變動，所有相同部位的圖紙都需逐一修改，費時費力易出現(xiàn)錯誤；Revit則是生成完全與模型相關聯(lián)的圖紙，模型中任意細微的改動都能即時體現(xiàn)于圖紙，自動調整為修改后的圖形樣式，大大提高了出圖效率和精確度。三維模型到二維圖紙關聯(lián)式設計方式，必將逐漸取代傳統(tǒng)的二維繪圖模式。

3.2 工程量統(tǒng)計與概預算

Revit軟件除了能進行三維模型創(chuàng)建、二維圖紙生成，亦可通過應用程序編程接口（API）與Visual studio等編程軟件進行關聯(lián)，以便于外部程序對Revit進行操縱和訪問。Revit軟件會自動將冷水灣閘站模型各圖元的參數(shù)、尺寸、材料信息及圖紙等詳盡收錄于參數(shù)庫中。

本次開發(fā)設計利用Visual studio中的C#語言進行編程，通過編程語言提取出閘站模型的工程名稱、工程量、尺寸及材質等信息導出至新建的Excel表格中，與概預算表鏈接，實現(xiàn)模型與概預算的結合；例如常規(guī)概預算表中的“工程或費用名稱”“單位”“數(shù)量”三列名稱或數(shù)據(jù)信息均可方便地通過API插件在閘站的三維模型中自動提取。

4 結語

通過冷水灣閘站的建模，示例性地介紹了三維建模及其在水利水電工程中的相關應用，設計階段圖紙的生成、工程量的統(tǒng)計及概算的編制，通過與常規(guī)的AutoCAD繪圖和概預算編制進行了驗證對比，提高了設計精度和出圖效率，縮短了設計周期，方便了信息的提取和應用，為三維建筑信息模型在水利工程中的推廣起到了拋磚引玉的作用。