【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于建筑，具體涉及一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法。
技術(shù)介紹
1、建筑信息模型是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具。建筑信息模型(buildinginformation?modeling，簡稱bim)，被定義成由完全和充足信息構(gòu)成以支持生命周期管理，并可由計算機應(yīng)用程序直接解釋的建筑或建筑工程信息模型。簡言之，即數(shù)字技術(shù)支撐的對建筑環(huán)境的生命周期管理。
2、在隧道工程中，洞口邊仰坡設(shè)計至關(guān)重要，以往采用二維斷面法進行洞口邊仰坡設(shè)計，無法從全局的角度掌握地形、坡體、隧道主體結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，造成設(shè)計成果與現(xiàn)場實際情況相差甚遠，無法滿足現(xiàn)場施工要求。同時，在基礎(chǔ)設(shè)施信息化建設(shè)管理、智能化運維管理背景下，真實反映現(xiàn)場實際情況的bim設(shè)計成果還可以為施工及運維階段提供信息模型。隧道洞口土方工程包括邊坡和仰坡兩個主要部分，兩類坡體的橫斷面形式差異較大，bim設(shè)計難度大。因此，有必要開發(fā)一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，以促進隧道工程bim技術(shù)的發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出，其目的是提供一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，包括以下步驟：
3、a.創(chuàng)建坡體橫斷面模板數(shù)據(jù)庫；
4、b.創(chuàng)建隧道邊坡、仰坡路徑基準(zhǔn)線；
5、c.創(chuàng)建邊坡、仰坡關(guān)鍵點橫斷面；
6、d.創(chuàng)建邊坡、仰坡中
7、e.創(chuàng)建坡體空間曲面與地形曲面的交線，使用交線切割地形曲面。
8、更進一步的，步驟a創(chuàng)建坡體橫斷面模板數(shù)據(jù)庫，具體過程如下：
9、首先，在平面直角坐標(biāo)系創(chuàng)建總數(shù)大于1的二維點集合；
10、然后，上述二維點集合中的第一個點是原點，后續(xù)各點依次與前一個點連線，形成一個由首尾相連的多條二維空間線組成的集合；
11、再后，前n-1條線是由起、終點相連構(gòu)成的直線段，第n條線是從起點開始，以終點為方向的射線，n代表每一個橫斷面模板中二維點的數(shù)目減1；
12、最后，積累所有常用的隧道洞口邊、仰坡坡體橫斷面模板，形成坡體橫斷面模板數(shù)據(jù)庫。
13、更進一步的，步驟b創(chuàng)建隧道邊坡、仰坡路徑基準(zhǔn)線，具體過程如下：
14、首先，在隧道洞口邊仰坡工程底部對應(yīng)位置創(chuàng)建若干個關(guān)鍵點；
15、然后，將上述關(guān)鍵點連線，形成一個由多條空間直線首尾相連組成的u字形多段線；
16、再后，在上述u字形多段線中，與隧道中心線垂直的兩個部分是仰坡基準(zhǔn)線；
17、再后，在上述u字形多段線中，與隧道中心線平行的部分是邊坡基準(zhǔn)線；
18、最后，形成兩個位于仰坡基準(zhǔn)線端部的邊坡、仰坡基準(zhǔn)線交點。
19、更進一步的，步驟b中還包括對基準(zhǔn)線的延伸，具體過程如下：
20、首先，對兩條邊坡基準(zhǔn)線，從邊坡、仰坡基準(zhǔn)線交點位置開始，沿邊坡基準(zhǔn)線切線向隧道內(nèi)部方向延伸一段距離；
21、然后，對仰坡基準(zhǔn)線，從其兩端點位置開始，沿仰坡基準(zhǔn)線切線向遠離隧道中心線方向各延伸一段距離。
22、更進一步的，步驟c創(chuàng)建邊坡、仰坡關(guān)鍵點橫斷面，具體過程如下：
23、首先，在延伸后的邊坡、仰坡基準(zhǔn)線的所有中部關(guān)鍵點和端點位置計算基準(zhǔn)線切線方向；
24、然后，從步驟a創(chuàng)建的坡體橫斷面模板數(shù)據(jù)庫中選擇橫斷面模板并進行空間位置移動，將橫斷面模板的原點移動到邊仰坡基準(zhǔn)線中部關(guān)鍵點或端點位置；
25、再后，將橫斷面模板的y軸方向與三維空間的豎直方向?qū)R；
26、再后，將橫斷面模板平面的z軸方向與基準(zhǔn)線切線方向?qū)R；
27、最后，在所有中部關(guān)鍵點和端點位置循環(huán)執(zhí)行上述橫斷面模板的選擇與移動過程，形成邊坡、仰坡關(guān)鍵點橫斷面集合。
28、更進一步的，步驟d?創(chuàng)建邊坡、仰坡中間橫斷面，具體過程如下：
29、首先，在每一條邊坡或仰坡基準(zhǔn)線上，在每相鄰兩個關(guān)鍵點橫斷面之間，以某一較短距離為步長創(chuàng)建若干中間橫斷面；
30、然后，各中間橫斷面原點以步長為間距沿基準(zhǔn)線均勻分布，中間橫斷面內(nèi)各條直線段的長度按照相鄰兩個關(guān)鍵點橫斷面中各條直線段長度，根據(jù)中間橫斷面原點與相鄰兩個關(guān)鍵點橫斷面原點的距離通過線性內(nèi)插計算求得。
31、更進一步的，步驟d創(chuàng)建代表邊坡、仰坡坡體的空間曲面，具體過程如下：
32、首先，對于每一條邊坡或仰坡基準(zhǔn)線，將在步驟c和步驟d創(chuàng)建的所有關(guān)鍵點橫斷面，以及中間橫斷面按照各原點空間位置進行排序組成一個橫斷面集合；
33、然后，將上述集合下每一個橫斷面內(nèi)的三維空間折線與三維地形相交，計算交點；
34、再后，使用上述交點截斷橫斷面內(nèi)的三維空間折線，只保留地形曲面以下的部分；
35、再后，每個截斷后的橫斷面是一條由若干首尾相連的空間三維直線段組成的新的空間折線；
36、最后，基于空間折線創(chuàng)建空間曲面。
37、更進一步的，步驟d中對于創(chuàng)建了兩個邊坡坡體空間曲面和一個仰坡坡體空間曲面，使用仰坡坡體空間曲面和一個邊坡坡體空間曲面進行相互切割，使用仰坡坡體空間曲面和另一個邊坡坡體空間曲面進行相互切割。
38、更進一步的，步驟e創(chuàng)建坡體空間曲面與地形曲面的交線，具體過程如下：
39、首先，將關(guān)鍵點橫斷面以及中間橫斷面與三維地形相交計算得到的交點組成一個點集合；
40、然后，將步驟b創(chuàng)建的u字形邊仰坡基準(zhǔn)線的兩個端點加入上述集合中；
41、最后，上述集合的所有點首尾相連形成一個空間閉合的三維直線段集合。
42、更進一步的，步驟e使用交線切割地形曲面，具體過程如下：
43、首先，將創(chuàng)建的三維直線段集合沿豎直方向向上、向下各拉伸一段距離，形成一個空間三維曲面；
44、然后，使用上述空間三維曲面切割三維數(shù)字地形。
45、本專利技術(shù)的有益效果如下：
46、本專利技術(shù)實現(xiàn)了基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計，通過構(gòu)建坡體橫斷面模板及邊仰坡路徑基準(zhǔn)線，在路徑基準(zhǔn)線上實例化坡體橫斷面、各橫斷面與三維地形交互運算形成空間折線段，在相鄰坡體橫斷面折線段之間構(gòu)造三角網(wǎng)繼而形成坡體空間曲面，最終通過地形切割完成邊仰坡bim設(shè)計，大幅提高隧道工程設(shè)計的智能化水平，具有明顯的推廣應(yīng)用價值。
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1.一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，包其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟A創(chuàng)建坡體橫斷面模板數(shù)據(jù)庫，具體過程如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟B創(chuàng)建隧道邊坡、仰坡路徑基準(zhǔn)線，具體過程如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟B中還包括對基準(zhǔn)線的延伸，具體過程如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟C創(chuàng)建邊坡、仰坡關(guān)鍵點橫斷面，具體過程如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟D?創(chuàng)建邊坡、仰坡中間橫斷面，具體過程如下：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟D創(chuàng)建代表邊坡、仰坡坡體的空間曲面，具體過程如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的隧道洞口邊
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟E創(chuàng)建坡體空間曲面與地形曲面的交線，具體過程如下：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于BIM的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟E使用交線切割地形曲面，具體過程如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，包其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟a創(chuàng)建坡體橫斷面模板數(shù)據(jù)庫，具體過程如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟b創(chuàng)建隧道邊坡、仰坡路徑基準(zhǔn)線，具體過程如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟b中還包括對基準(zhǔn)線的延伸，具體過程如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟c創(chuàng)建邊坡、仰坡關(guān)鍵點橫斷面，具體過程如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于bim的隧道洞口邊仰坡三維設(shè)計方法，其特征在于：步驟d?創(chuàng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇偉，齊成龍，王江，陳亮，陳云，張興華，李艷，宋樹峰，廖立堅，王雨權(quán)，高峰，周勇軍，王勝杰，
申請(專利權(quán))人：中國鐵路設(shè)計集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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