[发明专利]一种铁路桥梁BIM施工模型快速生成方法及装置

权利要求书

1.一种铁路桥梁BIM施工模型快速生成方法，其特征在于，包括：

分别计算出用于表示铁路桥梁的横曲线和竖曲线后，利用横曲线的里程作为参数，根据对应的竖曲线的值对横曲线添加高程，拉高整条横曲线，从而得到基线，所述基线用于装配梁；

提取铁路桥梁构件的特征参数，在同一坐标系下，基于所述特征参数对所述铁路桥梁构件进行参数化设计，得到铁路桥梁构件模型；

建立装配时具有相邻关系的任意两个所述铁路桥梁构件模型间的装配矩阵，根据铁路桥梁的装配关系，基于所述装配矩阵逐步实现桥梁装配；

所述建立装配时具有相邻关系的任意两个相邻所述铁路桥梁构件模型间的装配矩阵，具体包括：基于对应的特征点建立装配时具有相邻关系的任意两个相邻所述铁路桥梁构件模型间的装配矩阵；

所述基于对应的特征点建立装配时具有相邻关系的任意两个相邻所述铁路桥梁构件模型间的装配矩阵包括：基于梁和基线对应的特征点建立将梁装配到基线上的梁装配矩阵；基于托盘和梁对应的特征点建立将托盘装配到梁上的托盘装配矩阵；基于桥墩和托盘对应的特征点建立将桥墩装配到托盘上的桥墩装配矩阵；基于承台和桥墩对应的特征点建立将承台装配到桥墩上的承台装配矩阵；基于桩基和承台对应的特征点建立将桩基装配到承台上的桩基装配矩阵；

所述基于梁和基线对应的特征点建立将梁装配到基线上的梁装配矩阵，具体包括：提取标准坐标系下梁上轨面高程上起点和终点的三维空间坐标；根据实际设计场景中所述梁所在起始里程与终点里程，计算出所述梁在基线上的实际的三维空间坐标；将得到的两对坐标做空间映射，计算出旋转变换四元组和平移向量，进一步构造出梁装配矩阵；

所述基于托盘和梁对应的特征点建立将托盘装配到梁上的托盘装配矩阵，具体包括：提取标准坐标系下托盘上表面垫石中间线上起点和终点的三维空间坐标；根据实际设计场景中所述托盘所在梁起始里程与终点里程以及托盘在基线方向上的距离，计算出托盘起始里程与终点里程的实际的三维空间坐标；将得到的两对坐标做空间映射，计算出旋转变换四元组和平移向量，进一步构造出托盘装配矩阵；

所述基于桥墩和托盘对应的特征点建立将桥墩装配到托盘上的桥墩装配矩阵，具体包括：提取托盘坐标系下桥墩上表面的垫石中间线上起点和终点的三维空间坐标；根据实际设计场景中，对应托盘所在坐标系，将与桥墩上表面的垫石中间线上起点和终点对应的托盘下表面两个特征点的坐标提取出来，根据托盘实际高度，计算出所述托盘下表面两个特征点的三维空间坐标；将得到的两对坐标做空间映射，计算出旋转变换四元组和平移向量，进一步构造出桥墩装配矩阵；

所述基于承台和桥墩对应的特征点建立将承台装配到桥墩上的承台装配矩阵，具体包括：提取桥墩坐标系下，承台上表面中间线上起点和终点的三维空间坐标；根据实际设计场景中，对应桥墩所在坐标系，将与承台上表面中间线上起点和终点对应的桥墩下表面两个特征点的坐标提取出来，根据桥墩实际高度，计算出所述桥墩下表面两个特征点的三维空间坐标；将得到的两对坐标做空间映射，计算出旋转变换四元组和平移向量，进一步构造出承台装配矩阵；

所述基于桩基和承台对应的特征点建立将桩基装配到承台上的桩基装配矩阵，具体包括：提取承台坐标系下，承台下表面与桩基相切的下平面特征点的起点和终点的三维空间坐标；根据实际设计场景中，对应承台所在坐标系，根据桩基数目、桩基半径及桩基圆心间距离，计算出实际桩基形成的上切面的形状，并计算出所述上切面与承台的下平面特征点的起点和终点相对的两个特征点的三维空间坐标；将得到的两对坐标做空间映射，计算出旋转变换四元组和平移向量，进一步构造出桩基装配矩阵。

2.根据权利要求1所述的铁路桥梁BIM施工模型快速生成方法，其特征在于，所述基于所述特征参数对所述铁路桥梁构件进行参数化设计包括：基于托盘的特征参数对托盘进行参数化设计；所述基于托盘的特征参数对托盘进行参数化设计具体包括：

根据托盘的所述特征参数，计算顶面特征点，构建托盘顶面轮廓线；根据所述托盘的所述特征参数，计算底面特征点，构建托盘底面轮廓线；根据前后曲面约束半径和左右曲面约束半径，构建托盘中间圆曲面轮廓线；根据所述托盘顶面轮廓线、所述托盘底面轮廓线和所述托盘中间圆曲面轮廓线放样出第一实体托盘模型；根据水槽参数与位置，对所述第一实体托盘模型做布尔运算，计算得到有水槽的第二实体托盘模型；根据倒角大小与倒角边特征，对上所述第二实体托盘模型，实现倒角运算，得到最终的实体托盘模型。