摘要：BIM技术是实现水利水电金属结构的标准化和通用化设计、生产制造、施工安装以及运维检修等全寿命周期管理的有效方法。现研究了BIM技术在水利水电金属结构领域的应用，以苏家湾航电枢纽工程项目为例，分别从前期投标、详细设计、施工建造和运营维护等阶段分析BIM技术在全过程管理中的应用，结果表明，该方法能有效提高工程质量和效益，降低工程成本与风险。

关键词：水利水电工程：金属结构;BIM;全寿命周期管理

水工金属结构是水利水电机电工程的核心设备之一，具有结构复杂、需求定制等特点，其安全稳定运行至关重要叫。但由于受水头、工况及不同功能定位等因素影响，水工金属结构的标准化、统一化和普适化设计、生产制造、施工建造以及运维检修等全寿命周期管理难度较大121。而建筑信息模型 （BIM， Building Information Modeling）是采用三维数字模型技术对复杂工程项目进行直观的数字化表达，具有信息共享与协同交互等特点，能够实现对其从前期投资决策、设计施工安装到后期运行维护等的全过程管理[5]。基于此，采用BIM技术对复杂水工金属结构工程项目进行全寿命周期管理，对推动水工金属结构信息化和数字化转型发展具有重要意义间。本文参考建筑市政领域BIM应用成果，研究了BIM技术在水利水电金属结构领域的应用，以苏家湾航电枢纽工程项目为例（图1），采用了数字化模型和智慧化设计等手段进行全过程管理。应用结果表明，该方法能有效提高工程质量和效益，降低工程成本与风险，实现投产后数字化管理。

1工程项目BIM全寿命周期管理方案

BIM技术以信息数据作为模型的基础，实现水利水电工程项目各参与方和不同专业之间的信息协同，从而指导项目全寿命周期管理”，具体表现为：在设计阶段，实现三维可视化、信息化、多专业协同设计，减少不同专业碰撞冲突、设计变更，并结合有限元计算，实现设计的校核与优化：在施工阶段，实现施工模拟、施工进度管理、质量管理、合同管理以及投资造价管理：在运维阶段，实现综合模型展示、大坝安全数字化监测管理、设备资产管理、定检管理等全寿命周期管理。

2.工程各阶段的BIM应用

2.1投标阶段

应用BIM技术可以摆脱以往经验估计的风险，在各专业汇总工程量的基础上建立三维模型，为确定投标策略和预留利润空间提供数据支撑。在招投标阶段，能够帮助非本专业的评标专家直观地评判项目整体解决方案与总体功能布局，有效提高招投标项目的中标率。同时，采用VR、数字孪生等虚拟现实技术，通过定性和定量等手段模拟项目周边环境和建成后的运行情况，选取最佳投标方案，提高决策的科学性和合理性。

2.2设计阶段

BIM在设计中通过建立模型参数，生成图形数据，实现设计过程中的“模型一图纸一模型”相互双向转换，满足不同专业之间的协同交互设计需求。各专业之间通过共享平台，确保工程数据的唯一性和有效性，减少信息传输错误，提高设计效率和质量。同时，BIM模型在设计校核、设计变更、碰撞检查和校核优化等方面具有明显的优势。

以苏家湾航电枢纽工程金属结构部分叠梁闸门设计为例，主要设计步骤如下：（1）首先建立包含材料、规格、数量等 在内的材料明细表， （2）按照设置的初始参数建立三维BIM模型，（3）生成工程视图，并进行尺寸标注，调整材料明细表和技术说明等，（4）进行参数模型转换，分别生成三维、二维图纸，（5）根据用户需求进行结构有限元分析计算和部分结构优化。

2.3施工阶段

水利水电工程具有投资规模大、专业性较强、结构形式多样化、参与专业多等特点，利用BIM先进的仿真、计算和三维可视化数字模型技术，建立虚拟的工程施工主体及施工结构的模拟环境。利用模拟环境进行直观的“预施工”演练，及时了解施工过程中的作业顺序安排、施工难点和施工安全隐患等。正式施工过程中，根据现场反馈，及时发现和捕捉各阶段的动态变化，可有效避免工程计量中的漏项、缺项、错算和重复计量，提高投资造价的准确性。同时，经过设计深化和优化后的BIM模型，可以采用最佳施T.技术方案，提高可施工性，减少不必要的返工和材料浪费。

2.4运行阶段

BIM技术有效集成了生产制造、设计施工等不同阶段过程的信息，是数字化运维的有效支撑。通过BIM三维运行管埋平台，可以将现实运行中的真实数据采用相应的监测传感设备映射到虛拟场景中，实现数据信息实时播报、画面动态可视、运维远程便捷等功能。同时，采用BIM技术能够进行全业务、全方位的集约管理、风险预判和智能决策，提升设备数字化健康诊断水平。

3.结语

BIM技术是实现以结构复杂、需求定制等为主要特点的水工金属结构工程项目全寿命周期管理的有效方法。本文研究了BIM技术在水利水电金属结构全寿命周期管理中的应用，以苏家湾航电枢纽T程项目为例，详细介绍了BIM技术在前期投标、设计施工和运营维护等阶段的全过程管理方案。应用结果表明，该方法能有效提高工程质量和效益，降低工程成本与风险，实现数字化运维，对行业数字化转型发展具有重要参考价值。.

参考文献

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