1 工程施工背景

本文以我公司2012年1月至2013年9月之間承建的一項山區(qū)高塔組電力工程施工過程為例對3D動態(tài)模擬在電力工程施工中的應用進行了分析，該工程橫跨整個山區(qū)，總長度約為3km，使用的是“耐-直-直-直-耐”的施工結(jié)構(gòu)，其中，#19屬于山區(qū)鐵塔，全塔高度在128m左右，呼高為100m，整個塔均采用鋼管塔結(jié)構(gòu)，鐵塔總重量約為651t，但整個山區(qū)基礎(chǔ)平臺總面積僅為40×40m，所以，本山區(qū)高塔組工程施工過程具有較大的困難性，經(jīng)過我公司設(shè)計和施工專家的共同商討，最終制定出了一套較為周密、有效且合理的施工方案，并通過3D動態(tài)技術(shù)對工程施工過程進行了全程模擬，從而實現(xiàn)電力工程施工方案的逐步完善。

2 3D動態(tài)模擬技術(shù)的應用

隨著近年來計算機應用技術(shù)的逐步發(fā)展完善，3D動畫技術(shù)也實現(xiàn)了逐步的發(fā)展，現(xiàn)階段，3D動態(tài)模擬技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應用，主要包括教育教學、游戲開發(fā)、廣告宣傳和影視制作等等，在一些規(guī)模較大的電力工程施工過程中，3D動態(tài)模擬技術(shù)也得到了較為頻繁的應用，其中，奧運場館建設(shè)工程的動態(tài)模擬和神州系列工程的動態(tài)演示等，都充分彰顯了我國3D動態(tài)模擬技術(shù)的進步。

3 3D動態(tài)模擬在電力施工中的應用

山區(qū)施工平臺的建設(shè)主要涉及塔基外的走道、卷揚機平臺和立塔指揮臺以及塔基中的組裝平臺，山區(qū)施工平臺應與基礎(chǔ)面高度相同，同時鋪設(shè)50mm厚度的橫豎交叉工字鋼，在走道和平臺邊緣設(shè)置高度為1.2m的施工扶欄。使用基礎(chǔ)墩臺作為組裝平臺，爬梯井架基面部位需要加設(shè)塔基防撞樁。

4 開發(fā)程序和效果分析

4.1 一次開發(fā)過程

第一，設(shè)計藍圖的審查。該工程的3D動態(tài)模擬開發(fā)過程需要詳細核查鐵塔和山區(qū)基礎(chǔ)主要部件的設(shè)計情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計和組件存在的問題，進行及時的溝通和有效處理。第二，施工環(huán)境勘察。為提高模擬動畫的真實性與施工方案的科學性，本工程對施工現(xiàn)場的基本環(huán)境進行了詳細檢查，并充分考慮了人為因素的影響。第三，3D動態(tài)模擬原型的制作。在系統(tǒng)分析施工環(huán)境和設(shè)計方案后，開發(fā)團隊開始進行3D動態(tài)模擬原型的設(shè)計開發(fā)，包括機具設(shè)備、安全設(shè)施、山區(qū)模型、承臺、基礎(chǔ)樁和鐵塔分段構(gòu)件等，初步建構(gòu)原型完成后，實施團隊審查，以便于以后的動畫制作。第四，安全設(shè)施、工器具和環(huán)境的動畫介紹。原型基本定稿后，需要對3D動畫中的確定性元素實施開發(fā)，若能夠通過動畫形式詳細介紹施工山區(qū)的基本情況，則與所需安全措施和主要工器具相結(jié)合，對施工情況進行詳細的分解介紹。第五，以初定施工方案為基礎(chǔ)進行3D動畫開發(fā)。因為3D演示動畫的制作應在組立塔工序之前完成，因此，在完成工程建設(shè)方案的初稿后，對初稿實施一次動畫制作，從而為后續(xù)方案的審查奠定良好基礎(chǔ)。

4.2 二次開發(fā)

第一，動畫初稿審查。一次開發(fā)完成后，需制作部分動畫初稿，并以這一動畫版本為基礎(chǔ)，由項目開發(fā)團隊與方案制定人員進行集中審查，從而及時發(fā)現(xiàn)和處理動畫所反映出的不足和缺陷。第二，以修正后的工程設(shè)計方案為基礎(chǔ)，對3D動畫進行相應的調(diào)整和修改，適當改動相關(guān)的動畫元素，并確定最終的工程施工方案，在動畫演示完成后進行施工交底。第三，后期制作。完成動畫演示后，工程設(shè)計施工人員應對影視后期效果進行審查，包括增加配音、字幕、感觀效果等內(nèi)容。

4.3 生成內(nèi)容

第一，機具介紹。2×10t座落式雙搖臂內(nèi)抱桿，通過3D動態(tài)演示圖對本項目中的2×l0t座落式雙搖臂內(nèi)抱桿的配套安全控制系統(tǒng)、相關(guān)構(gòu)件設(shè)計情況和基本構(gòu)造進行了概括分析。l0t-10m全方位無拉線式碼頭吊，通過3D動態(tài)演示圖對本項目中的l0t-10m全方位無拉線式碼頭吊的構(gòu)件設(shè)計情況和基本構(gòu)造進行了概括分析。第二，施工環(huán)境分析。平臺搭設(shè)情況：對山區(qū)鐵塔的基本結(jié)構(gòu)以及鐵塔組立的相關(guān)工作進行了全面介紹，本項目所搭設(shè)的山區(qū)施工平臺，主要設(shè)計埋根拉線平臺、抱桿拉線平臺、卷揚機平臺、組裝平臺等幾方面。山區(qū)環(huán)境介紹：本項目山區(qū)鐵塔所處的山區(qū)條件主要設(shè)計山區(qū)材料運輸、挖泥作業(yè)、山體情況、跨越塔所處位置等幾個方面。

4.4 組立施工介紹

第一，拆卸2×10t座地式雙搖臂抱桿。在完成鐵塔基本構(gòu)件組立的演示后，展示雙搖臂抱桿的拆卸流程和方法。第二，鐵塔組立。對2×10t座地式雙搖臂抱桿組立SZK直線跨越塔的基本安全防護設(shè)施及組立過程進行了介紹，同時演示了20.5×600mm×600mm內(nèi)懸浮式抱桿與2×10t座地式雙搖臂抱桿的結(jié)合組立方案。第三，2×10t座地式雙搖臂抱桿組立。對2×10t座地式雙搖臂抱桿的安裝流程和分解安裝場地布置情況及其主要機具進行了介紹。

4.5 應用效果

第一，技術(shù)效果更加突出，介紹更全面。模擬視頻能夠準確描述電力工程施工的具體方案和基本情況，同時，數(shù)據(jù)齊全、重點明確地分析了相關(guān)技術(shù)要點。第二，畫面簡潔美觀，場景逼真。本工程中的相關(guān)機具、基礎(chǔ)、鐵塔等物件都根據(jù)實際設(shè)計尺寸進行3D圖像的構(gòu)建，因而外觀色彩和尺寸更加真實，介紹更加全面細致。第三，流程清晰易懂。模擬視頻以工程施工流程為基礎(chǔ)，對下述內(nèi)容的施工順序進行適當安排，即抱桿拆卸、鐵塔組立、抱桿組立、鐵塔結(jié)構(gòu)分析、所用組立塔機具、擴展平臺、施工布置、山區(qū)基礎(chǔ)、施工環(huán)境以及施工管理內(nèi)容等。