[发明专利]一种基于三维精细化模型的盾构通用管片出图方法

说明书

本发明公开了一种基于三维精细化模型的盾构通用管片出图方法，主要解决人工绘制盾构隧道管片效率低、难以精确表达等技术问题。本发明出图方法包括以下步骤：1：盾构隧道管片结构设计整体构造及局部构件参数化；2：基于管片结构设计整体构造参数创建管片环初始三维模型；3：基于管片结构设计局部构件参数创建构件的三维实体模型；4：基于局部构件位置参数创建管片三维精细化模型；5：基于三维精细化模型的平面投影映射信息提取；6：基于三维精细化模型的剖面信息提取；7：基于提取的三维模型几何信息细节深化；8：基于提取的三维模型几何特征信息自动输出二维图纸。

技术领域

本发明涉及盾构隧道管片的出图方法，特别涉及一种基于三维精细化模型的盾构通用管片出图方法，通过通用管片的精细化参数建模及其几何信息提取整合出图。

背景技术

目前盾构隧道管片的设计通常采用AutoCAD进行二维制图。管片三维空间形式复杂，对拼装精度要求较高，使得管片绘制过程繁琐。由于盾构隧道管片形式为圆弧形，其二维投影和剖面图的部分线型为复杂函数，手孔、沟槽等结构平面投影均为无规律线条，传统人工绘制无法进行精确的表达，往往采用简单示意性画法进行代替。同时，管片的主要尺寸之间会相互影响，当某一参数进行改动时，往往导致整套图纸需要重新设计，严重影响设计人员工作效率。

为解决上述管片设计存在的问题，使极为复杂困难的盾构隧道管片制图变的简洁，将设计人员从繁杂的制图工作中解放，进行盾构隧道管片结构设计精细化参数建模及其几何信息提取整合出图方法的研究。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于三维精细化模型的盾构通用管片出图方法，主要解决人工三维制图无法精确表达无规律线条及效率低的技术问题。本发明利用统一整理好的管片设计参数，生成通用管片环精细化三维模型，并提取几何信息，组成相应的设计图，大大节省绘图人员的制图时间。

为实现上述目的，本发明采取了下述技术方案：

一种基于三维精细化模型的盾构通用管片出图方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：盾构隧道管片结构设计整体构造及局部构件参数化；

步骤2：基于管片结构设计整体构造参数创建管片环初始三维模型；

步骤3：基于管片结构设计局部构件参数创建构件的三维实体模型；

步骤4：基于局部构件位置参数创建管片三维精细化模型；

步骤5：基于三维精细化模型的平面投影映射信息提取；

步骤6：基于三维精细化模型的剖面信息提取；

步骤7：基于提取的三维模型几何信息细节深化；

步骤8：基于提取的三维模型几何特征信息自动输出二维图纸。

所述的一种基于三维精细化模型的盾构通用管片出图方法，步骤1具体包括：

S1：管片结构设计整体构造参数化，包括管片总数、环宽、楔形量等设计参数及环面螺栓、剪力销、凸台等构件排布信息；

S2：管片结构设计局部构件参数化，包括止水条、挡砂条、边缘倒角、凸台、台座、手孔、定位棒槽、注浆孔、剪力销、抗剪力槽等各构件详细参数。

所述的一种基于三维精细化模型的盾构通用管片出图方法，步骤2具体包括：

S1：通用管片环管片总数为N，包括1个封顶块、2个相邻块以及N-3个标准块；

S2：建立坐标系：以管片环中心点为原点建立笛卡尔直角坐标系；

S3：在XOY平面构建标准块底部截面，沿Z轴拉伸创建标准块实体模型；