基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统及方法技术方案

本方案属于桥梁设计建模技术领域，具体涉及基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统及方法。包括TeklaStructure软件，所述TeklaStructure软件包括参数输入模块、参数转换模块和模型生成模块，参数输入模块，通过窗体输入关键点提取控制参数，通过窗体按钮选择CAD格式文件的路线线型数据，通过CAD格式文件二次开发的方法自动打开AutoCAD，识别不同种类的线型，根据窗体输入的关键点提取控制参数和CAD格式文件的路线线型数据。本方案在TeklaStructure软件平台上，根据曲面板细化基线数据和曲面板定义参数得到曲面板模型的边线，根据边线的关键点生成由多面板模拟的曲面板边界空间曲线和钢箱梁桥空间曲面板BIM模型，钢箱梁桥曲面板正向化参数化建模过程简单，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统及方法


[0001]本方案属于桥梁设计建模
，具体涉及基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统及方法。

技术介绍

[0002]目前在建筑信息化大趋势下，BIM技术在建筑行业各个领域的应用日趋成熟。然而由于各个专业间的工作重点和结构复杂程度的不同，BIM技术的应用成熟度在各个专业间发展不平衡，比如结构相对简单的管网专业BIM技术的应用相对成熟，结构较为复杂的桥梁和隧道专业的BIM技术应用成熟度较低。另外，在项目工程的生命全周期的不同阶段中的BIM应用涉及到到多种软件平台，通过BIM模型在不同软件平台间的数据传递会产生数据损失，或者在不同软件平台上重复进行数据输入建模。
[0003]申请号为CN111475885A的专利公开了一种曲线钢箱梁参数化建模方法和装置，响应于用户输入指令，向用户展示标准信息选择界面，其中，标准信息选择界面中包含至少一个桥梁图层选择列表；基于用户对标准信息选择界面包含的至少一个桥梁图层的选择，向用户展示至少一个桥梁图层，其中，桥梁图层至少包含隔板图层、顶板图层、腹板图层、底板图层、加劲肋图层、人孔图层、焊接图层以及竖曲线图层；响应于用户对至少一个桥梁图层编辑的指令，向用户展示参数采集界面；基于用户对参数采集界面的参数输入，响应配置桥梁图层信息。
[0004]该方案通过三维BIM模型使材料数量统计及管理标准化、自动化；快速适应变更；异型板件精确形状输出及定位，提高施工精度。但是由于钢箱梁桥结构的复杂性、模型精度及出图率的高要求性，BIM技术在钢箱梁桥结构的正向化设计和详图设计方面发展相对落后。TeklaStructure软件平台有着强大的图纸处理系统和工程量统计系统，能通过BIM模型合理提取数据高效率高质量的生成工程图纸和工程量表，是解决BIM技术应用中低出图率问题的理想平台。然而目前在TeklaStructure软件平台上进行复杂钢箱梁桥建模会有钢箱梁桥曲面板正向化参数化建模过程复杂的问题。

技术实现思路

[0005]本方案提供一种基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，以解决TeklaStructure软件平台上进行复杂钢箱梁桥建模会有钢箱梁桥曲面板正向化参数化建模过程复杂的问题。
[0006]为了达到上述目的，本方案提供一种基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，包括TeklaStructure软件，所述TeklaStructure软件开发有独立窗体应用程序，所述TeklaStructure软件包括参数输入模块、参数转换模块和模型生成模块，
[0007]参数输入模块，通过TeklaStructure软件的窗体输入关键点提取控制参数，通过窗体的按钮选择CAD格式的路线线型数据，通过CAD格式文件二次开发的方法自动打开AutoCAD，识别不同种类的线型，根据窗体输入的关键点提取控制参数和CAD格式的路线线
型数据，得到目标空间线型关键点的项目数据库；
[0008]参数转换模块，根据参数输入模块采集到的项目数据库，选择CAD格式文件中的空间基线数据和钢箱梁的基本结构数据得到钢箱梁曲面板生成的细化基线数据；
[0009]模型生成模块，根据曲面板细化基线数据和曲面板定义参数得到曲面板模型的边线，根据边线的关键点生成由多面板模拟的曲面板边界空间曲线和钢箱梁桥空间曲面板BIM模型。
[0010]本方案的原理：首先在TeklaStructure软件平台上，参数输入模块通过窗体输入关键点提取控制参数，通过窗体按钮选择CAD格式的路线线型数据，参数转换模块根据参数输入模块采集到的项目数据库，选择CAD格式文件中的空间基线数据和钢箱梁的基本结构数据得到钢箱梁曲面板生成的细化基线数据；模型生成模块根据曲面板细化基线数据和曲面板定义参数得到曲面板模型的边线，根据边线的关键点生成由多面板模拟的曲面板边界空间曲线和钢箱梁桥空间曲面板BIM模型。
[0011]本方案的有益效果：
[0012](1)本系统通过CAD格式文件二次开发的方法自动打开AutoCAD，解决了无法快速由CAD的道路线型数据输入到TeklaStructure软件中的问题。
[0013](2)在TeklaStructure软件平台上，根据曲面板细化基线数据和曲面板定义参数得到曲面板模型的边线，根据边线的关键点生成由多面板模拟的曲面板边界空间曲线和钢箱梁桥空间曲面板BIM模型，钢箱梁桥曲面板正向化参数化建模过程简单，效率高。
[0014](3)TeklaStructure软件平台采用数模分离技术智能生成的钢箱梁桥bim模型，具有结构类型多样化功能，支持生成正交和斜交、等高和变高、小变宽和大变宽，以及断面类型为直腹板、斜腹板、扁平钢箱梁与π梁。
[0015]进一步，所述参数转换模块由中心线数据和结构梁高得到底板中线数据，由底板中线数据和底板的横坡数据及腹板斜度得到底板边线数据，由路线边线空间数据和中腹板的设置数据得到中腹板基线数据。
[0016]进一步，所述CAD格式的路线线型数据包括平面中心线、平面左边线、平面右边线、路线纵断面线和梁底立面线，所述CAD格式的路线线型数据为连续的多段线，分别位于不同的图层。
[0017]进一步，还包括关键点计算模块，关键点计算模块通过图层得到平面中心线的多段线的数据，根据WAF输入的关键点里程桩号数据得到平面中心线上的平面坐标，通过该点和角度控制参数作直线，所作直线与边线的交点得到边线关键点平面坐标；通过里程桩号控制参数和路线纵断线得到关键点Z坐标和梁高，关键点平面坐标与Z坐标合成道路中心线关键点空间坐标。
[0018]进一步，所述项目数据库包括中心线、边线的关键点坐标和梁高数据，所述边线的关键点坐标为边线关键点Z坐标，所述关键点计算模块根据中心线关键点空间坐标、横坡参数和边线平面坐标计算得到边线关键点Z坐标；
[0019]Dl＝√((X0‑
X1)*(X0‑
X1)+(Y0‑
Y1)*(Y0‑
Y1))；
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公式(1)
[0020]Dz＝Dl*sinα, Dh＝Dl*cosα；
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公式(2)
[0021]Z1＝Z0+Dz*i0+Dh*i1；
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公式(3)
[0022]其中，道路中心线关键点空间坐标(X0,Y0,Z0)，边线关键点平面坐标(X1,Y1)，边线
关键点Z坐标(Z1)，对应横坡i1，对应纵坡i0，斜交角度α，斜线距离Dl，纵向距离Dz，横向距离Dh。
[0023]进一步，所述道路中心线包括直线、圆曲线和缓和曲线，其中缓和曲线由圆曲线拟合而成；关键点计算模块根据里程桩号数据得到平面中心线上的平面坐标，其中圆曲线起点二维坐标p1(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，其特征在于：包括TeklaStructure软件，所述TeklaStructure软件开发有独立窗体应用程序，所述TeklaStructure软件包括参数输入模块、参数转换模块和模型生成模块，参数输入模块，通过TeklaStructure软件窗体输入关键点提取控制参数，通过窗体按钮选择CAD格式的路线线型数据，通过CAD二次开发的方法自动打开AutoCAD，识别不同种类的线型，根据窗体输入的关键点提取控制参数和CAD格式的路线线型数据，得到目标空间线型关键点的项目数据库；参数转换模块，根据参数输入模块采集到的项目数据库，选择CAD格式文件中的空间基线数据和钢箱梁的基本结构数据得到钢箱梁曲面板生成的细化基线数据；模型生成模块，根据曲面板细化基线数据和曲面板定义参数得到曲面板模型的边线，根据边线的关键点生成由多面板模拟的曲面板边界空间曲线和钢箱梁桥空间曲面板BIM模型。2.根据权利要求1所述的基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，其特征在于：所述参数转换模块由中心线数据和结构梁高得到底板中线数据，由底板中线数据和底板的横坡数据及腹板斜度得到底板边线数据，由路线边线空间数据和中腹板的设置数据得到中腹板基线数据。3.根据权利要求2所述的基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，其特征在于：所述CAD格式的路线线型数据包括平面中心线、平面左边线、平面右边线、路线纵断面线和梁底立面线，所述CAD格式的路线线型数据为连续的多段线，分别位于不同的图层。4.根据权利要求3所述的基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，其特征在于：还包括关键点计算模块，关键点计算模块通过图层得到平面中心线的多段线的数据，根据WAF输入的关键点里程桩号数据得到平面中心线上的平面坐标，通过该点和角度控制参数作直线，所作直线与边线的交点得到边线关键点平面坐标；通过里程桩号控制参数和路线纵断线得到关键点Z坐标和梁高，关键点平面坐标与Z坐标合成道路中心线关键点空间坐标。5.根据权利要求4所述的基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，其特征在于：所述项目数据库包括中心线、边线的关键点坐标和梁高数据，所述边线的关键点坐标为边线关键点Z坐标，所述关键点计算模块根据中心线关键点空间坐标、横坡参数和边线平面坐标计算得到边线关键点Z坐标；Dl＝√((X0‑
X1)*(X0‑
X1)+(Y0‑
Y1)*(Y0‑
Y1))； 公式(1)Dz＝Dl*sinα, Dh＝Dl*cosα； 公式(2)Z1＝Z0+Dz*i0+Dh*i1； 公式(3)其中，道路中心线关键点空间坐标(X0,Y0,Z0)，边线关键点平面坐标(X1,Y1)，边线关键点Z坐标(Z1)，对应横坡i1，对应纵坡i0，斜交角度α，斜线距离Dl，纵向距离Dz，横向距离Dh。6.根据权利要求5所述的基于BIM的钢箱梁桥三维曲面板的快速建模系统，其特征在于：所述道路中心线包括直线、圆曲线和缓和曲线，其中缓和曲线由圆曲线拟合而成；关键点计算模块根据里程桩号数据得到平面中心线上的平面坐标，其中圆曲线起点二维坐标p1(X1,Y1)，终点二维坐标p2(X2,Y2)，圆曲线凸度ql，起点里程桩号L0，关键点里程桩号Li，得到道路中心线关键点坐标pi为：
圆弧弦长d＝(dis...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔根，吴姗姗，胡丽娟，高兵，雷应鸣，邝贵琴，
申请(专利权)人：重庆公共运输职业学院，
类型：发明
国别省市：