本发明专利技术涉及一种基于VRML模型的涵洞可视化设计施工的控制方法，本发明专利技术的方法把涵洞设计和施工模拟紧密结合，将涵洞二维数字化设计技术和VRML三维实体建模技术充分运用到涵洞的施工控制当中，采用VRML建立的三维实体模型来进行涵洞设计并模拟施工现场，可在施工前通过三维显示设备发现设计和实际施工的不符，从而避免设计误差或人为失误等多种因素产生的返工；并能在三维施工模拟中，通过场景漫游、交互式操作方式寻找最佳设计方案。使用该方法不但能提高设计效率和设计精度，而且能缩短施工周期，减少工程造价。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及公路、铁路涵洞设计与施工，尤其是涉及一种基于VRML模型的涵洞可视化设计施工的控制方法。
技术介绍
现有涵洞设计方法主要以二维设计为主，由于二维设计在路基剖面上进行，在弯道、大纵坡、斜涵等情况下容易产生误差，并且无法考虑三维地形的影响，导致设计完成后，设计图纸和施工现场产生不一致。此外，二维设计还存在直观性差、缺乏空间概念等问题，因此，完全采用二维设计涵洞的技术已经淘汰。现有的三维设计方法在AUTOCAD系统中完成，其三维可视化功能比较弱，没有VRML模型的贴图技术、动画技术、交互技术，而是以效果图渲染方式实现，效率较低；这种三维设计方法非实时化，不能把涵洞设计和施工紧密结合，导致设计和施工是相对独立的，无法实时模拟施工现场，也无法完成涵洞施工现场实时定位。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种把涵洞设计和施工模拟紧密结合，将涵洞二维数字化设计技术和VRML三维实体建模技术充分运用到涵洞设计和施工控制当中，采用VRML建立的三维实体模型来进行涵洞设计并模拟施工现场的方法。 本专利技术的技术问题通过以下技术方案予以解决。这种方法的特点是包括以下步骤I)建立涵洞经过地段公路VRML三维路面、边坡、地面实体模型；2)确定涵洞类型及洞口形式，完成二维设计；3)根据二维设计结果建立涵洞VRML三维实体模型；4)涵洞三维实体模型镶嵌；5)涵洞施工现场三维模拟；6)采用VRML模型控制涵洞施工现场实时定位；7)利用正向投影法、体积丈量法输出设计成果；完成步骤6)后，如果涵洞参数发生变化，则回到步骤2)重复进行。附图说明图1是本专利技术的流程图。具体实施方式下面对照附图并结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。一种用于某段高速公路的基于VRML模型的涵洞可视化设计与施工控制方法，包括以下步骤步骤I)建立涵洞经过地段公路VRML三维路面、边坡、地面实体模型；步骤1-1)获取涵洞经过地段公路路线测量数据路线平面逐桩坐标数据、路线两侧地面线数据；所述涵洞是公路或铁路与沟渠相交的地方使水从路下流过的通道，作用与桥相同，但一般孔径较小，形状有管形、箱形及拱形等。此外，涵洞还是一种洞穴式水利设施，有闸门以调节水量。步骤1-2)获取涵洞经过地段设计数据，包括路线路基设计数据、路线边坡数据、坡脚线数据；由于设计考虑批量化设计，在同一条公路路线上，可以考虑一次性获取多个涵洞经过地段的公路路线测量数据和设计数据。所述路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，是铁路和公路的基础；步骤1-3)根据路线平面逐桩坐标数据和路线路基设计数据建立公路路面VRML三维模型，首先计算出每个桩号对应的路面边缘点空间三维坐标，VRML的translation节点定义路面物体的全局坐标偏移值，然后采用VRML的不规则面造型节点IndexedFaceSet节点构建路面三角网模型。所述VRML (Virtual Real ity Modeling Language)即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，也具有平台无关性。是目前Internet上基于WWW的三维互动网站制作的主流语言。VRML是虚拟现实造型语言(Virtual Real ity Model ing Language)的简称，本质上是一种面向web,面向对象的三维造型语言，而且它是一种解释性语言。VRML的对象称为结点，子结点的集合可以构成复杂的景物。结点可以通过实例得到复用，对它们赋以名字，进行定义后，即可建立动态的VR (虚拟世界)。步骤1-4)给路面模型赋予材质贴图，利用TextureCoordinate节点中的纹理坐标来指定纹理映射，建立真实感的路面三维模型。步骤1-5)在路面物体上空采用PointLight节点建立点光源,利用diffuseColor、ambientIntensity> specularColor、shininess、t ransparency、emissiveColor 来定义路面物体的光照反射系数，让整个场景具备光照效果。步骤1-6)利用步骤1-2)获取的路线边坡数据、坡脚线数据，计算出公路边坡模型的空间坐标，建立公路边坡三维模型。所述边坡是为保证公路整基稳定，在公路路基两侧做成的具有一定坡度的坡面；步骤1-7)利用步骤1-1)获取的路线两侧地面线数据，结合边坡模型的空间坐标，建立公路三维地面模型。步骤2)确定涵洞类型及洞口形式，完成二维设计；步骤2-1)确定涵洞设计类型，涵洞类型可以是圆管涵、盖板涵、拱涵等，按涵洞桩号次序整理出各个涵洞的跨径、净高、斜交角度、涵洞沟底地面线数据。所述圆管涵是涵洞中的一种，为管壁较薄的钢筋混凝土管，主要用于小流量的排水涵洞。所述拱涵是涵洞、通道中的一种，用于水或人以及小型机车由道路下面穿越，采用拱形顶板，一般而言，是利用拱结构良好的抗压性能，适合涵洞上部填土路堤较高的情况。步骤2-2)建立通用图数据查询机制。将涵洞通用图中的不同涵洞类型、填土高度、跨径、斜交角度的设计规范数据建立数据库，供设计中查询使用。步骤2-3)建立可视化设计视图。进入第一个涵洞，初步确定涵底标高和涵底纵坡，使用VRML的IndexedLineSet节点在视图中绘制出涵底轮廓线、涵顶轮廓线、沟底地面线，并采用emissiveColor节点区分各种线条颜色；同时根据涵洞桩号和斜交角度以及步骤1-2)获取的路线路基设计数据，在二维视图中绘制出路基立面图；步骤2-4)进行涵洞洞口设计，设置涵洞洞口类型，在可视化视图中调整洞口参数，使之满足进出口排水需要，并动态调节涵底标高、涵底纵坡，尽量与与沟底地面线吻合步骤2-5)根据涵洞设计跨径、净高、斜交角度、允许承载力、填土高度等，访问步骤2-2)建立的通用图数据库，查找出合理的设计方案，确定涵洞涵管、盖板、拱圈、涵台、台帽、基础等结构参数以及钢筋配筋信息。所述盖板涵是洞身由盖板、台帽、涵台、基础和伸缩缝等组成。填土高度为I 8米，甚至可达12米。所述拱圈是拱涵的主要承重构件，承受桥上传来的全部荷载。并通过它把荷载传递给涵台和基础。步骤2-6)根据可视化设计中确定的涵长，以及涵洞沉降缝设置的需要，定义涵洞管节布局方法。例如盖板涵设计中需要定义端部斜板、I米板、75厘米板的布设方式。步骤3)根据二维设计结果建立涵洞VRML三维实体模型；步骤3-1)使用VRML建模语言建立标准件三维模型库，将涵洞三维模型分割为涵管、盖板、拱圈、涵台、台帽、支撑梁、基础、各种洞口等，物体中心坐标全部移动到坐标原点(0,0,0),并将这些标准件各自以不同的VRML模型文件存储。步骤3-2)建立当前设计涵洞的VRML模型坐标体系，以涵洞流水方向为X坐标轴、路基中心线为Y坐标轴，两线相交点为坐标原点。并定义X坐标值在路基中心线右侧为正值，左侧为负值；Y坐标值在涵底中心上方为正，下方为负。步骤3-3)根据步骤2-6)得出的涵洞管节布局方法，按照涵洞实际构造，根据涵洞的涵管、盖板、拱圈、涵台、台帽、支撑梁、基础、各种洞口的实际尺寸，采用VRML的Inline节点调用各自的标准件三维模型库，并使用translation、rotation、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于VRML模型的涵洞可视化设计施工的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立涵洞经过地段公路VRML三维路面、边坡、地面实体模型；2)确定涵洞类型及洞口形式，完成二维设计；3)根据二维设计结果建立涵洞VRML三维实体模型；4)涵洞三维实体模型镶嵌；5)涵洞施工现场三维模拟；6)采用VRML模型控制涵洞施工现场实时定位；7)利用正向投影法、体积丈量法输出设计成果。
【技术特征摘要】
1.一种基于VRML模型的涵洞可视化设计施工的控制方法，其特征在于，包括如下步骤1)建立涵洞经过地段公路VRML三维路面、边坡、地面实体模型；2)确定涵洞类型及洞口形式，完成二维设计；3)根据二维设计结果建立涵洞VRML三维实体模型；4)涵...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国，聂复生，许景春，徐世田，张伯根，朱海涛，
申请(专利权)人：江西省交通设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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