[发明专利]基于BIM的盾构管片参数化图纸生成方法及系统

说明书

本发明提供一种基于BIM的盾构管片参数化图纸生成方法及系统。本发明综合运用Revit、Inventor软件和Dynamo编程，利用BIM软件参数化、精准、快捷的优势，通过待切割管片环模块、管片分割模块、环纵缝模块、孔洞模块以及孔洞匹配模块，根据用户输入的参数要求，实现通用管片模型的参数化设置，精准建立盾构管片的三维实体模型。本申请可以根据盾构管片的三维实体模型将其导出为加工所需的投影视图、剖切视图并对相应导出图纸进行标注。本申请能够显著提高盾构管片二维出图效率和准确程度。

技术领域

本发明涉及盾构管片制造技术领域，具体而言涉及一种基于BIM的盾构管片参数化图纸生成方法及系统。

背景技术

盾构管片是盾构施工中最主要装配构件。它由一定长度的盾构管环沿环向分割成(1+2+n)块弧状板块，形成若干块管片，再由工厂对分割形成的各管片进一步加工而获得。

通常管片是在工厂制作好的预制件，这种预制管片是一种具有复杂构造形式的工程结构,其上分布有各种方向、各种角度和形状各异的凹槽、孔洞等构造。

盾构隧道设计中，各种盾构管片构造结构信息量巨大且参数复杂。以传统的二维图纸表达方式描述上述复杂构造结构参数会在信息应用、传递等方面给工程人员造成很大的困扰，不利于设计及施工的顺利推进。而与此同时，盾构隧道模型的创建受制于盾构管片的独特几何特征及复杂细部构造,精细化的管片模型的创建成为盾构隧道BIM模型创建的难点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于BIM的盾构管片参数化图纸生成方法，本发明综合运用Revit、Inventor软件和Dynamo编程软件，利用BIM软件参数化、精准、快捷的优势建立精细化通用管片模型,可实现通用管片模型的参数化设置，精准建立盾构管片的三维模型，并显著提高二维出图效率。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种基于BIM的盾构管片参数化图纸生成方法，其步骤包括：第一步，在Dynamo参数化建模程序中按照用户所输入的管片尺寸参数创建对应于管片环结构上下端面以及内外侧面交线的四个椭圆轮廓线，然后通过List.Join节点将其中对应管片环结构上部外侧的第一椭圆轮廓线和对应管片环结构下部外侧的第二椭圆轮廓线组合为第一封闭曲线列表，通过Solid.ByLoft节点根据第一封闭曲线列表创建一个外侧几何体A，通过List.Join节点将其中对应管片环结构上部内侧的第三椭圆轮廓线和对应管片环结构下部内侧的第四椭圆轮廓线组合为第二封闭曲线列表，通过Solid.ByLoft节点根据第二封闭曲线列表创建一个内侧几何体B，通过Solid.Difference节点对外侧几何体A和内侧几何体B进行布尔剪切，从用外侧几何体A中减去内侧外侧两个几何体的公共部分，获得对应于待切割管片环模型的环状几何体C，完成对整个待切割管片环基本形状的三维实体的创建；第二步，按照用户所输入的圆心角、裕度角β以及封顶块上下两端的水平距离L对环状几何体C所表示的待切割管片环基本形状的三维实体进行管片划分，创建分别对应于每一个盾构管片的分界平面，根据分界平面对整个环状几何体C进行分割，获得对应于分割后各个管片的基本形状的集合solids以及各管片划分平面的集合originsurfaces；第三步，以Revit轮廓族承载用户所输入的盾构管片的环缝尺寸参数信息和纵缝尺寸参数信息，在第二步所获得的各盾构管片的分界面处及管片环纵向前后端面分别创建环缝实体和纵缝实体；第四步，以SAT格式的文件承载用户所输入的纵向手孔、环向手孔、注浆孔的形状信息，根据各盾构管片分界面所处位置角度以及管片环中心高度计算获得每一个盾构管片中注浆孔的设置位置，根据各盾构管片分界面所处位置角度、管片环中心高度以及环向手孔中心到管片环中心平面的距离H计算获得各盾构管片中每一个纵向手孔、环向手孔的设置位置与设置角度，获得环向手孔、纵向手孔的几何体及其一维列表；第五步，通过Geometry.DoesIntersect节点计算第四步中各环向手孔、纵向手孔以及注浆孔是否与对应管片的基本形状的集合solids相交；第六步，对相交的各环向手孔、纵向手孔以及注浆孔进行布尔剪切，从管片的基本形状的集合solids中减去与上述各环向手孔、纵向手孔、注浆孔、环缝实体和纵缝实体的公共部分，在盾构管片上形成相应开孔获得完整管片环实体；第七步，将完整管片环实体导出为Revit族文件，并将所述完整管片环实体导出为SAT格式的中间文件；第八步，在Inventor软件中调用SAT格式的中间文件以对其中的盾构管片实体进行特殊角度的转向；或者，针对特殊角度，先在dynamo软件中对完整管片环实体进行转向，然后将转向后的实体导出为SAT格式的中间文件，再在Inventor软件中调用SAT格式的中间文件以对其中的盾构管片实体进行投影或剖切操作，获得相应的投影视图或剖切视图；第九步，对所述投影视图或剖切视图进行标注和注释；第十步，将第九步中标注后的投影视图或剖切视图导出为dwg格式的图纸。