砂防ダムをExcelとCATIAで自動設計! ラグロフ設計工房が施設全体の3Dモデルをパラメトリック化
2025年8月1日

管理人のイエイリです。

国土交通省は2025年6月17日の「BIM/CIM推進委員会」(委員長:矢吹信喜氏)で、27年度以降の直轄工事で3Dモデルを契約図書とする方針を明らかにし、25年度から試行を始める予定です。

しかしながら、砂防ダムのように自然の地形と一体化した構造物は、地盤との取り合い部の形状などが複雑で、BIM/CIMソフトを使って3Dモデルを作成するのは、かなり高度なスキルと手間ひまがかかります。

地形に密着するように設計された砂防ダムの3Dモデル(以下の資料:ラグロフ設計工房)

地形に密着するように設計された砂防ダムの3Dモデル(以下の資料:ラグロフ設計工房)

ラグロフ設計工房(本社:岡山市北区)は、複雑な砂防ダムや流路工などの3Dモデルをスピーディーに自動設計するシステムを確立し、このほど使用を開始しました。

砂防ダムや流路工全体を、

ナ、ナ、ナ、ナント、

パラメトリックモデル化

し、地形データやExcelで設計条件を入力するだけで、3Dモデルを瞬時に作成できるのです。(ラグロフ設計工房のプレスリリースはこちら

砂防ダムのパラメトリックモデルにより、地形に合った3Dモデルを作成するイメージ

砂防ダムのパラメトリックモデルにより、地形に合った3Dモデルを作成するイメージ

Excelで入力するのは、堰堤や護岸の高さ、位置、幅といった基本的な数値だけです。すると設計基準に準拠した計算や複雑な3Dモデルの構築、数量の自動算出まで一連の設計作業を自動的に行えます。

パラメトリックモデルの作成には、ダッソー・システムズの「3DDEXPERIENCE CATIA」を使用しました。

そのため、ダムの位置などを変えて何度も繰り返し計算が行えます。同時に建設コストやCO2排出量なども自動算出できるので、短時間で設計を最適化できます。

驚くべきことに、パラメトリックモデルは、砂防ダムの堤体だけではなく、床固め工や流路工を含めた砂防施設全体に及ぶのです。そのため、落差工の数を変えながら繰り返し検討を行うといった施設全体の最適設計が可能になります。

落差工の数を4段(上)から5段(下)に変更して3Dモデルを自動作成したところ

落差工の数を4段(上)から5段(下)に変更して3Dモデルを自動作成したところ

パラメトリックモデルに主要構造物の位置をまとめて入力するExcelの「縦横断計画テンプレート」

パラメトリックモデルに主要構造物の位置をまとめて入力するExcelの「縦横断計画テンプレート」

堤体などの形状は、システムが設計基準に従って自動的に決めるので、ヒューマンエラーを未然に防ぎ、設計者の経験やスキルによって品質がばらつくことがありません。

これらの設計手法は、同社とパシフィックコンサルタンツが共同開発しました。

パシフィックコンサルタンツと共同開発した堤体の設計方法。堤体断面が地形と交差する部分を自動抽出して、地盤と密着する3Dモデルを作成する

パシフィックコンサルタンツと共同開発した堤体の設計方法。堤体断面が地形と交差する部分を自動抽出して、地盤と密着する3Dモデルを作成する

一方、設計や施工、維持管理の現場では、2D図面が根強く活用されており、2Dから3Dへの過渡期とも言えます。

そこで、作成された3Dモデルか土工横断図などを自動的に切り出し、瞬時に作成する機能も開発しました。

3Dモデルから必要な断面図・平面図を切り出す手順(図面提供:八千代エンジニヤリング)

3Dモデルから必要な断面図・平面図を切り出す手順(図面提供:八千代エンジニヤリング)

同社によると、砂防施設の設計を従来の2D図面からパラメトリックモデルに変えることで、設計時間は

13時間から3時間に短縮

されるとのことです。生産性は4倍以上になりますね。

図面間の不整合やデータの転記ミスなどのヒューマンエラーも激減するため、「手戻りのムダ」も含めるとさらに生産性は高まりそうです。

最近は砂防ダムなどの土木構造物の設計ソフトでも、3Dモデルのデータを出力できるものが増えてきましたが、砂防施設全体の規模をパラメトリック化し、3Dモデルを繰り返し作成・検討できるようにした今回のシステムには驚かされました。

(Visited 1 times, 1 visits today)

Translate »