达索系统CATIA在岷江龙溪口航电枢纽工程项目中的应用

寂静回声

近日，由中国电建贵阳院承担主体勘测设计的四川省重点水运项目——岷江龙溪口航电枢纽工程传来捷报，枢纽主体工程土建施工基本完成，标志着这一岷江下游关键控制性工程正式迈入机电安装与蓄水发电冲刺阶段。
　　履约过程中，项目部充分发挥设计龙头优势，积极组织开展枢纽建筑物结构布置、厂房综合布置、结构配筋等设计优化工作，节能降耗成效显著，经济效益明显；通过施工导流及通航专题研究，解决了枢纽区施工期度汛与通航“两难”问题，船闸工程提前1年具备通航条件；库区防洪排涝工程规模大、涉及内容多，通过强化与参建各方及地方政府的工作对接、动态优化调整设计方案，有效解决了工程与地方建设及规划衔接复杂、现场边界条件多变等难题；青年突击队挺膺担当、进驻现场，革新设计手段，全面使用CATIA、REVIT、图石三维配筋软件等开展三维协同设计，有效规避了工程多专业设计“错、漏、碰、缺”，大幅提升了设计精度及出图效率，提高了龙溪口航电枢纽工程整体勘测设计水平，确保了项目多个重大节点目标按期实现。

贵阳院自己在 2020 年发过一篇论文，就是拿龙溪口厂房当案例对比 CATIA 和 REVIT，结论是以 CATIA 为主、REVIT 为辅，这个可以作为最直接的依据。下面按工程上的实际用法讲。
CATIA 在这个项目里不是拿来画几张三维效果图的，它是整个三维协同设计的主平台，REVIT 干规整的厂房建筑，图石干专门的三维配筋，三家分工，CATIA 是骨架。这个结论来自贵阳院袁强等人的论文，里面明确写了 CATIA 模块能覆盖水工结构、水机、电气、管路、金属结构、开挖地形，适合当综合协同平台，REVIT 只是辅助。

复杂异形水工结构的建模，这是 CATIA 不可替代的地方。航电枢纽里最难画的不是方方正正的房间，而是进水流道、蜗壳、尾水管、泄洪闸闸墩、藕节式鱼道这类带复杂曲面的结构，断面一直在变，REVIT 的建筑族处理起来很吃力，CATIA 的曲面和参数化建模正好对口，论文里也是把曲面设计能力列为 CATIA 相对 REVIT 的首要优势。龙溪口又是多闸孔、大泄量、低淹没的工况，流道形状直接关系到水力条件，模型建得准不准不是好看的问题，是后面水力计算和施工放样的底子。维普网国际电力网
多专业装进同一个模型里做碰撞检查。新闻稿里说的规避错、漏、碰、缺，落到实处就是水工、水机、电气、管路、金属结构各专业都在 CATIA 模型里干活，风管、电缆桥架、压力钢管、启闭设备和混凝土结构之间有没有打架，软件自动查，不用等各专业二维图纸凑到一起再人工对。二维时代这类问题经常留到施工阶段才暴露，现场返工的代价很大，三维模型在设计阶段就能把硬冲突挑出来。达索给长江设计集团做的案例里讲的也是同一件事，二维修改最容易出错误、遗漏和冲突，三维模型里问题一眼能看到。
项目部做了枢纽建筑物结构布置、厂房综合布置、结构配筋的设计优化，这类工作在 CATIA 里是靠参数化骨架实现的，坝轴线、高程、孔口尺寸这些基准要素做成参数，调一个数，关联的结构跟着变，不用推倒重画。前面搜索到的面板坝正向三维设计方法讲的就是这套思路，基准参照体系建好后核心要素可以动态调整，方案比选的周期能压下来。
CATIA 可以结合勘测地形数据建三维地质模型，做基坑开挖、边坡和填筑的设计，直接切剖面、算土石方量，这也是它模块里写明的开挖地形能力。龙溪口库区防护工程规模大、现场边界条件多变，地形模型和结构模型放在一起，方案调整时开挖量和结构衔接能马上看出来，这跟新闻稿里说的动态优化设计方案是对得上的。
5. 跟配筋软件和出图衔接。CATIA 本身不是干钢筋详图的，所以项目里配了图石三维配筋软件，混凝土结构在 CATIA 里建好，转到图石里布钢筋、出钢筋图，结构改了配筋跟着对，避免二维配筋图和结构图纸两张皮。模型最后还要按制图标准切出二维工程图交付施工，水电行业有专门研究 CATIA 水工结构制图标准控制的做法，说明三维模型不是替代图纸，而是出图的源头。