一种桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法及系统技术方案

本公开属于桥梁工程设计技术领域，具体提供了一种桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法及系统，其中方法包括：提取方案设计阶段钢箱梁设计数据，将该阶段设计数据作为初始基态数据库；然后，将部分设计数据设置为可变参数生成钢箱梁初始基态

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法及系统


[0001]本公开涉及桥梁工程设计
，特别涉及一种桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法及系统
。

技术介绍

[0002]BIM
技术在三维可视化
、
信息协同和数据管理方面具有突出优势
。
随着桥梁设计过程从方案设计
、
初步设计
、
施工图设计到加工深化设计的逐阶段深入，积累的各种设计数据逐步增加，如何快速建立桥梁三维
BIM
模型并在设计数据增量更新基础上对模型进行动态修正，是目前
BIM
技术在桥梁工程建设领域应用中的难点问题
。
[0003]增量建模技术是指在原始模型的基础上获取新的模型信息，并对原始模型进行不断完善
。
该技术已经成功应用于三维地质动态建模领域
。
[0004]在苏州科技大学硕士学位论文
《
基于
AutoCAD
平台的钢箱梁桥
BIM
模型的建立方法研究
》
中，公开了一种基于
AutoCAD
二次开发的钢箱梁桥
BIM
建模方法，这种方法首先根据构造信息参数得到二维构造图，然后对二维构造图进行转换，建立三维模型
。
该方法未考虑钢箱梁模型在设计过程中设计数据的增加，不利于钢箱梁模型的动态更新
。

技术实现思路

[0005]本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法及系统
。
[0006]第一方面，本公开提供了一种桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法
。
其目的在于快速建立桥梁钢箱梁三维
BIM
模型，并在设计数据增量更新基础上对模型进行动态修正，提高钢箱梁建模的效率和精度
。
[0007]为实现上述目的
,
本公开提供一种钢箱梁参数化增量建模技术及软件实现方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)
提取方案设计阶段钢箱梁设计数据，将该阶段设计数据作为初始基态数据库；
[0009](2)
将部分设计数据设置为可变参数，利用参数化驱动建模方法生成钢箱梁初始基态
BIM
模型；
[0010](3)
随着设计阶段的深入，钢箱梁设计信息逐步增加，根据增加的设计信息，对初始基态数据库进行增量更新，得到新版设计数据库；
[0011](4)
调用新版设计数据库，对钢箱梁初始基态
BIM
模型进行增量更新，得到新版钢箱梁
BIM
模型；
[0012](5)
检查是否完成目标设计阶段钢箱梁建模工作，若尚未完成，则重复步骤
(3)
和
(4)
，对设计数据库和
BIM
模型进行增量更新，直至完成目标设计阶段的建模工作，得到目标设计阶段钢箱梁
BIM
模型
。
[0013]进一步的，所述步骤
(1)
还包括以下子步骤：
[0014](1.1)
钢箱梁截面整体轮廓属性分解
。
分析钢箱梁截面轮廓的整体结构，将整体轮
廓分解为不同部分：桥面板
、
箱室
、
风嘴
、
扰流板等
。
[0015](1.2)
钢箱梁截面整体轮廓几何参数提取
。
提取钢箱梁截面各部分的几何尺寸，如截面高度
、
顶宽
、
底宽和顶坡等
。
[0016](1.3)
读取方案设计阶段钢箱梁设计参数，并保存为基态数据库
。
对于桥梁钢箱梁，设计参数就是钢箱梁的几何信息和非几何信息
。
方案设计阶段，钢箱梁几何信息主要包括截面整体轮廓
、
梁宽和梁高，非几何信息主要为材料类型及标号
。
[0017]采用
C#
作为开发工具进行系统设计，通过对话框输入钢箱梁的几何信息和非几何信息，然后将对话框中的参数名称和输入参数值读取出来，并存储为
json
文件
。
将方案设计阶段基态数据库用
D
basic
表示为：
[0018]D
basic
＝
(GeoInfo,MatInfo)
[0019]其中，
GeoInfo
和
MatInfo
分别表示钢箱梁的几何信息和非几何信息
。
[0020]进一步的，所述步骤
(2)
还包括以下子步骤：
[0021](2.1)
钢箱梁截面整体轮廓参数化表达
。
首先提取钢箱梁截面各部分轮廓线上的关键点，并将关键点坐标用截面几何尺寸参数表示；然后定义基准点坐标和截面几何尺寸参数具体数值，并利用截面几何尺寸参数驱动生成各部分轮廓线上关键点的坐标；最后绘制关键点，并按照逆时针方向依次连接各部分所有的关键点，完成各部分轮廓线的绘制，进而组合得到钢箱梁截面整体轮廓
。
[0022](2.2)
钢箱梁截面整体轮廓智能交互式修改
。
将截面几何尺寸参数设置为变量值，当用户通过对话框修改截面几何尺寸参数时，重新生成轮廓线上关键点的坐标，截面整体轮廓也会随之改变
。
[0023](2.3)
通过放样生成钢箱梁初始基态
BIM
模型
。
首先定义桥梁平纵曲线，并沿纵向划分箱梁节段；然后导入基态数据库设计参数，参数化驱动生成箱梁节段两端横截面的轮廓；最后通过放样命令在横截面之间的空间内绘制实体，得到钢箱梁初始基态
BIM
模型
。
[0024]钢箱梁初始基态
BIM
模型的建模过程可以表示为：
[0025]M
basic
＝
f(D
basic
)
[0026]其中，
M
basic
表示钢箱梁初始基态三维模型，
f
表示钢箱梁参数化驱动建模方法
。
[0027]进一步的，所述步骤
(3)
还包括以下子步骤：
[0028](3.1)
随着桥梁设计过程从方案设计
、
初步设计
、
施工图设计到加工深化设计的逐阶段深入，逐步增加钢箱梁设计信息；
[0029](3.2)
将新增加的钢箱梁设计信息存储为增量，增量信息可以用差文件的形式表示为：
[0030]Δ
File
i
＝
(
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法，其特征在于，包括：
S1
，提取方案设计阶段钢箱梁设计数据，将该阶段设计数据作为初始基态数据库；
S2
，将部分设计数据设置为可变参数，利用参数化驱动建模方法生成钢箱梁初始基态
BIM
模型；
S3
，在设计阶段过程中，钢箱梁的设计信息逐步增加，根据增加的设计信息，对初始基态数据库进行增量更新，得到新版设计数据库；
S4
，调用新版设计数据库，对钢箱梁初始基态
BIM
模型进行增量更新，得到新版钢箱梁
BIM
模型；
S5
，重复步骤
S3
～
S4
，直到完成目标设计阶段的建模工作
。2.
根据权利要求1所述的桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法，其特征在于，所述
S1
具体包括：
S11
，钢箱梁截面整体轮廓属性分解，将整体轮廓分解为桥面板
、
箱室
、
风嘴
、
扰流板；
S12
，钢箱梁截面整体轮廓几何参数提取；
S13
，读取方案设计阶段钢箱梁设计参数，并保存为初始基态数据库
。3.
据权利要求2所述的桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法，其特征在于，所述
S13
具体包括：采用
C#
作为开发工具进行系统设计，通过对话框输入钢箱梁的几何信息和非几何信息，然后将对话框中的参数名称和输入参数值读取出来，并存储为
json
文件；其中，设计阶段基态数据库用
Dbasic
表示为：
D
basic
＝
(GeoInfo,MatInfo)
其中，
GeoInfo
和
MatInfo
分别表示钢箱梁的几何信息和非几何信息；钢箱梁几何信息包括截面整体轮廓
、
梁宽和梁高，非几何信息包括材料类型及标号
。4.
据权利要求1所述的桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法，其特征在于，所述
S2
具体包括：
S21
，钢箱梁截面整体轮廓参数化表达；
S22
，钢箱梁截面整体轮廓智能交互式修改；具体地，将截面几何尺寸参数设置为变量值，当用户通过对话框修改截面几何尺寸参数时，重新生成轮廓线上关键点的坐标，截面整体轮廓也会随之改变；
S23
，通过放样生成钢箱梁初始基态
BIM
模型
。5.
据权利要求4述的桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法，其特征在于，所述
S21
具体包括：首先提取钢箱梁截面各部分轮廓线上的关键点，并将关键点坐标用截面几何尺寸参数表示；然后定义基准点坐标和截面几何尺寸参数具体数值，并利用截面几何尺寸参数驱动生成各部分轮廓线上关键点的坐标；最后绘制关键点，并按照逆时针方向依次连接各部分所有的关键点，完成各部分轮廓线的绘制，进而组合得到钢箱梁截面整体轮廓
。6.
据权利要求4述的桥梁工程钢箱梁参数化增量建模方法，其特征在于，所述
S23
具体包括：
首先定义桥梁平纵曲线，并沿纵向划分箱梁节段；然后导入基态数据库设计参数，参数化驱动生成箱梁节段两端横截面的轮廓；最后通过放样命令在横截面之间的空间内绘制实体，得到钢箱梁初始基态
...

【专利技术属性】
技术研发人员：余兴胜，于虹，闫俊锋，文望青，严爱国，瞿国钊，曾敏，周柳雯妮，沈哲亮，崔旸，夏昕，吴孟畅，秦卓一，张哲远，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：