【技术实现步骤摘要】
多级平台的平马道三维自动开挖设计方法
本专利技术涉及水工建筑物三维开挖设计方法，尤其是涉及多级平台的平马道三维自动开挖设计方法。
技术介绍
随着三维设计在水利行业内的广泛运用，不可避免要面临水工建筑物的三维开挖设计，由于水工建筑物的复杂性，三维开挖设计往往是这些水工建筑物三维设计中较复杂的部分。目前，水工建筑物开挖面设计最主要的方法为拉伸曲面、扫略曲面和多截面曲面，这些方法都有各自适用的范围。拉伸曲面法存在的不足是仅适用于沿单一方向的开挖；扫略曲面法可以沿曲线或者折线等引导线进行开挖，存在的不足是当引线的曲率较大时，经常会出现自相交的问题；多截面曲面法适用于多个控制断面间创建开挖面，存在的不足是稍微复杂的开挖设计的控制断面难以事先确定。因此，对于水工建筑物中具有多级平台的平马道开挖，以上三种方法均不能实现。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种适用范围广的多级平台的平马道三维自动开挖设计方法。为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：本专利技术所述多级平台的平马道三维自动开挖...
【技术保护点】
1.一种多级平台的平马道三维自动开挖设计方法，其特征在于：采用参数化设计方法，根据上、下相邻级两平台间的高程差及开挖坡度设计参数，创建辅助圆、寻找所述辅助圆满足设计要求的切线；然后创建偏移曲线、求解所述切线与所述偏移曲线的交点，形成平马道内侧和外侧控制曲线；之后，再利用每级平马道内侧和外侧所述控制曲线形成封闭曲面，实现多级平台的平马道三维自动开挖设计。/n
【技术特征摘要】
1.一种多级平台的平马道三维自动开挖设计方法，其特征在于：采用参数化设计方法，根据上、下相邻级两平台间的高程差及开挖坡度设计参数，创建辅助圆、寻找所述辅助圆满足设计要求的切线；然后创建偏移曲线、求解所述切线与所述偏移曲线的交点，形成平马道内侧和外侧控制曲线；之后，再利用每级平马道内侧和外侧所述控制曲线形成封闭曲面，实现多级平台的平马道三维自动开挖设计。
2.根据权利要求1所述多级平台的平马道三维自动开挖设计方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1，采用折线分别将每一级平台位于上游侧的端点、下游侧的端点相连，得到多级平台的上游侧控制折线、下游侧控制折线；每一级平台位于上游侧的所述端点是指：该级平台位于上游侧宽度方向的两个端点；同理，每一级平台位于下游侧的所述端点是指：该级平台位于下游侧宽度方向的两个端点；
S2，通过上游侧和下游侧的所述控制折线生成开挖方向控制轴系，用于控制上游侧和下游侧开挖曲线的偏移方向，从而确保开挖曲线往多级平台范围的外侧进行偏移；通过控制折线生成所述方向控制轴系的方法如下：
S2.1，在上游侧控制折线上，任取相邻两个端点的连线在水平面上的投影作为X轴，建立直角坐标系；所述X轴正方向与多级平台走向一致，Z轴正方向垂直向上，Y轴正方向按右手螺旋方向确定，所述Y轴正方向为上游侧开挖偏移方向；在下游侧控制折线上，任取相邻两个端点的连线在水平面上的投影作为X'轴，建立直角坐标系；所述X'轴正方向与多级平台走向一致，Z'轴正方向垂直向下，Y'轴正方向按右手螺旋方向确定，所述Y'轴正方向为下游侧开挖偏移方向；
S3，任取两个上、下相邻的高一级平台j和低一级平台i，首先寻找高一级所述平台j的平马道内侧和外侧控制曲线；其中，i和j为≥1的自然数，且j=i+1；获取平台j内侧控制曲线的步骤如下：
S3.1，将平台j下游侧两个端点中与低一级所述平台i下游侧相邻的端点作为基准点，定义为B点，平台j下游侧另一个端点定义为B'点；平台i下游侧与平台j相邻的端点定义为A点，平台i下游侧另一个端点定义为E点；
S3.2，计算平台i和平台j的高程差h；
S3.3，将所述A点沿竖直方向投影至所述B点所在高程平面上的点，定义为C点；
S3.4，设拟开挖坡度为1:n，以所述C点为圆心，以半径R=n×h为半径做辅助圆；
S3.5，以B点为起点，做圆的切线，获得两条切线，即切线BD1和切线B...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐威，谢遵党，杨顺群，王岳，徐宏亮，胡艳杰，张芷玥，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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