[发明专利]快速建立型钢钢架BIM模型的设计方法

说明书

本发明公开了一种快速建立型钢钢架BIM模型的设计方法，该方法包括以下步骤：建立初始初支外轮廓曲面(S1)，生成型钢钢架中心轮廓线(S2)，划分钢架各部件骨架(S3)，创建钢架各部件的特征级模板(S4)，生成全部特征级模板的输入条件(S5)，生成钢架模型(S6)，形成以空间线路和初支外轮廓面为输入条件的整体模板(S7)，实例化整体模板生成三维型钢钢架模型(S8)。该方法实现了基于隧道初期支护三维模型和三维空间线位的快速建立型钢钢架BIM模型的设计方法，是隧道BIM设计中不可或缺的一环，具有明显的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及型钢钢架BIM模型设计方法，具体涉及一种基于隧道初期支护三维BIM模型和三维空间线位快速建立型钢钢架BIM模型的设计方法。

背景技术

BIM技术是铁路工程建设信息化的主要发展方向。BIM设计作为铁路工程BIM应用的关键环节，已经成为提高勘察设计质量与效率的重要途径。在隧道设计中，型钢钢架是一种较为常见的支护形式，由于其构造复杂，形式多变，是可视化施工交底的重点，也是三维建模、快速建模的难点。目前，国内外还没有相应的快速建立钢架BIM模型的技术方法，常规手动建模方法较为繁琐，自动化和智能化水平较低，制约了隧道BIM建模设计效率。因此在BIM模式下，实现基于隧道初期支护BIM模型和三维空间线位快速建立型钢钢架BIM模型变得越来越迫切。

发明内容

鉴于目前隧道型钢钢架BIM建模难度大，变更周期长的问题，本发明提出一种全新的型钢钢架BIM设计方法，通过建立初始初支外轮廓曲面、生成型钢钢架中心轮廓线、划分钢架各部件骨架、创建钢架各部件的特征级模板、生成全部特征级模板的输入条件、生成钢架模型、形成以空间线路和初支外轮廓面为输入条件的整体模板、对整体模板进行实例化，最终生成适应不同衬砌形状、不同空间线路的三维型钢钢架模型。实现了基于隧道初期支护三维BIM模型和三维空间线位快速建立型钢钢架BIM模型的设计，能够满足型钢钢架三维可视化交底和LOD3.5施工精度要求。

本发明所涉及的快速建立型钢钢架BIM模型的设计方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

S1、建立初始初支外轮廓曲面

根据隧道初期支护常规形状，建立一个初始的初支外轮廓面，作为整体模板制作期间的基础输入条件。建立初始的初支外轮廓面，通过手动建立或者通过既有初支外轮廓面析取。

S2、生成型钢钢架中心轮廓线

根据隧道初支外轮廓面、钢架型号、钢架纵向间距，确立钢架中心线所在的平面，并最终得出钢架的三维中心线。

S3、划分钢架各部件骨架

依据钢架中心线、钢架型号、钢架节点类型和节点尺寸，利用程序语言辅助划分钢架的型钢主体骨架、节点骨架、纵向连接筋骨架、锁脚锚管骨架，并针对常用尺寸设置相应参数，方便后续变更调整。

S4、创建钢架各部件的特征级模板

结合型钢钢架形式，创建型钢主体模板、节点模板、纵向连接筋模板、锁脚锚管模板，并针对常用尺寸设置相应参数，方便后续变更调整。

S5、生成全部特征级模板的输入条件

基于S3步骤所生成的骨架，利用程序语言，生成S4步骤所述模板的所有输入条件元素。

S6、生成钢架模型

利用程序语言和S5步骤所述生成的输入条件元素，将S4步骤中创建的各类模板，分别实例化到S3步骤中生成的各骨架位置处；

S7、形成以空间线路和初支外轮廓面为输入条件的整体模板

将上述所有步骤生成的成果整合创建成一个整体嵌套模板，该模板的输入条件为空间线路和初支外轮廓面。