专利名称：桥梁工程结构钢束编辑方法
技术领域：
本发明涉及计算机领域，具体涉及计算机建模领域。
技术背景
在桥梁工程结构设计过程中，给混凝土结构计算配置钢束是较为常见的设计环节。目前钢束设计主要用两种方法
(1)导线点定位法
目前通用钢束描述方法。此方法将钢束看做一个二维点的数组，每一个点上附有一个过渡半径的属性，步骤是通过确定点的坐标和对应的过渡半径来确定最终的钢束线形。该方法常用于专业CAD软件(如桥梁博士)的开发。
(2)圆弧倒角法
将钢束线形看做一根普通的平面曲线，形成几何线形的方法是用两个相邻线段计算圆弧倒角。工程人员常借助AutoCAD —类的绘图软件辅助生成线形。
目前钢束设计主要用两种方法的优点在于
(a)方法本身具有通用性，能够描述任意复杂的钢束线型。
(b)表达格式简洁，易于工程人员理解和应用。
上述两种方法使用中，仍然存在一些问题。现有技术存在的问题
(1)导线点定位法
由于设计主控的参数并不是导线点坐标，因此引发的问题是该坐标必须由用户手工计算，有的情况下甚至需要反向推算，计算导线点坐标不但比较繁琐，而且计算本身也会引入舍入误差，加之设计本身又是一个往复调整和试算的过程，诸多问题给钢束设计带来了很大的不便。
问题的根源在于导线点表示法是用于钢束设计结果的表达，但是不适合用作设计的输入数据结构。
(2)圆弧倒角法
由于线形是通过几何操作确定的，再次调整必须要用户重复上一次操作过程，因此失去了参数化设计的优点，所以降低了设计效率。
有必要提供一种设计方法，使得钢束设计从基本概念到精细尺寸的设计都可以顺利方便的完成。发明内容
本发明的目的在于，提供一种桥梁工程结构钢束编辑方法，解决上述技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现
桥梁工程结构钢束编辑方法，其特征在于包括如下步骤
(1)绘制草图，包括绘制钢束定位线，生成钢束线形；
(2)钢束线形精细化，包括a、以线段来表达钢束线形组成，进而生成钢束模型；b、以钢束模型为中心生成辅助编辑图元；C、采用导线点定位法，确认导线点进而进行调整， 并对导线点进行编辑；
(3)钢束族编辑，将所述钢束模型中具有相同几何特征的至少两根钢束作为一钢束集合，将所述钢束集合作为钢束族；选用一根钢束作为模子对所述钢束族中的所述钢束进行统一编辑。
上述方法中，步骤(1)绘制草图，在计算机绘图中是工程设计人员的基本功，本阶段对于本领域技术人员而言完全符合工作习惯。另外步骤O)、(3)中所述的生成钢束模型、生成辅助编辑图元、导线点定位法等基本操作方法，对于本领域技术人员而言也都完全符合工作习惯，是基本的操作方法。步骤O)中，改变过去以导线点定位的思路，以段来表达钢束线形组成。简化了设计。
通过上述方法在对桥梁工程结构钢束进行编辑时，可以有效避免大量导线点坐标手工计算，并且简化其他步骤，另外还可以有效减小绘制误差。
所述步骤(1)中，绘制钢束定位线中对于竖弯的绘制，应当首先确定钢束的竖向高度。以简化操作。
设计钢束时首先要估算截面的合理作用点高度，本过程的专业背景即针对这个主要关注点而设计。其次是要设计钢束上弯或者下弯的起讫点，对于绘图而言就是在大概的位置定义一个斜线即可。对于平弯，需要确定钢束的横向布置位置和锚固点位置，这些都可以通过定义线的方式进行粗略的设定。
所述步骤O)中的“b、以钢束模型为中心生成辅助编辑图元”是指，以钢束模型为中心，进入编辑状态后将产生多个辅助编辑图元。这些图元正是实现精细调整的关键所在， 因为它们控制了设计的主变量。通过调整这些图元的参数，导线点坐标作为因变量将被自动的计算，同时整个线型也可以实时的更新以便能够查看最终的编辑结果，实现了所见即所得。
所述步骤⑵中的“C、采用导线点定位法，确认导线点进而进行调整”是指，在钢束线形确定的过程中，在某些局部(如墩顶)采用导线点定位法仍然是设计人员广为接受的方式，本方法将导线点定位法融入段模式，使之兼容。
导线点的编辑将影响到左右两个钢束线形束段，影响方式有三种
(a)调整过程中，保持倾角不变，使钢束线形束段跟随导线点平移；
(b)调整过程中，保持导线点不变，这种方式等价于目前的导线点法；
(c)调整过程中，保持控制点不变。通过指定这些方式，能够通过控制导线点的方式得到合理的线形。
在步骤C3)钢束族编辑中还包括建立参数库，一根钢束为模子，通过修改得到一个新的设计，同时通过计算机将所述新的设计中的参数记录下来，存入数据库，以备再次修改或调用。
还包括步骤(4)整体编辑。与钢束族编辑相同，整体编辑也是以一个钢束为模子通过修改得到新设计，但是修改的方式不是通过参数而是普通几何操作，即将钢束当成一个普通的任意曲线进行的绘图操作，如同草图阶段，这种方式完全符合设计习惯。
图1为本发明中绘制的桥梁工程结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1，桥梁工程结构钢束编辑方法，包括如下步骤
(1)绘制草图，包括绘制钢束定位线，生成钢束1的钢束线形；
(2)钢束线形精细化，包括a、以线段来表达钢束线形组成，进而生成钢束模型； b、以钢束模型为中心生成辅助编辑图元；C、采用导线点定位法，确认导线点进而进行调整， 并对导线点进行编辑；
(3)钢束族编辑，将钢束模型中具有相同几何特征的至少两根钢束1作为一钢束集合，将钢束集合作为钢束族2 ；选用一根钢束1作为模子对钢束族2中的钢束1进行统一编辑。
上述方法中，步骤(1)绘制草图，在计算机绘图中是工程设计人员的基本功，本阶段对于本领域技术人员而言完全符合工作习惯。另外步骤O)、(3)中的生成钢束模型、生成辅助编辑图元、导线点定位法等基本操作方法，对于本领域技术人员而言也都完全符合工作习惯，是基本的操作方法。步骤⑵中，改变过去以导线点定位的思路，以段来表达钢束线形组成。简化了设计。
通过上述方法在对桥梁工程结构钢束1进行编辑时，可以有效避免大量导线点坐标手工计算，并且简化其他步骤，另外还可以有效减小绘制误差。
步骤(1)中，绘制钢束定位线中对于竖弯的绘制，应当首先确定钢束1的竖向高度。以简化操作。
设计钢束1时首先要估算截面的合理作用点高度，本过程的专业背景即针对这个主要关注点而设计。其次是要设计钢束1上弯或者下弯的起讫点，对于绘图而言就是在大概的位置定义一个斜线即可。对于平弯，需要确定钢束1的横向布置位置和锚固点位置，这些都可以通过定义线的方式进行粗略的设定。
步骤O)中的“b、以钢束模型为中心生成辅助编辑图元”是指，以钢束模型为中心，进入编辑状态后将产生多个辅助编辑图元。这些图元正是实现精细调整的关键所在，因为它们控制了设计的主变量。通过调整这些图元的参数，导线点坐标作为因变量将被自动的计算，同时整个线型也可以实时的更新以便能够查看最终的编辑结果。
步骤⑵中的“C、采用导线点定位法，确认导线点进而进行调整”是指，在钢束线形确定的过程中，在某些局部(如墩顶)采用导线点定位法仍然是设计人员广为接受的方式，本方法将导线点定位法融入段模式，使之兼容。
导线点的编辑将影响到左右两个钢束线形束段，影响方式有三种
(a)调整过程中，保持倾角不变，使钢束线形束段跟随导线点平移；
(b)调整过程中，保持导线点不变，这种方式等价于目前的导线点法；
(c)调整过程中，保持控制点不变。通过指定这些方式，能够通过控制导线点的方式得到合理的线形。
在步骤C3)钢束族编辑中还包括建立参数库，一根钢束1为模子，通过修改得到一个新的设计，同时通过计算机将新的设计中的参数记录下来，存入数据库，以备再次修改或调用。
还包括步骤(4)整体编辑。与钢束族编辑相同，整体编辑也是以一个钢束1为模子通过修改得到新设计，但是修改的方式不是通过参数而是普通几何操作，即将钢束1当成一个普通的任意曲线进行的绘图操作，如同草图阶段，这种方式完全符合设计习惯。
本发明具有以下优点
(1)设计人员能够从基本概念和一个粗略的设计出发，在此过程中无需提供全部的精确尺寸，而只要关注于一些关键部位的控制尺寸即可，这符合设计思维过程；
(2)粗设计完成后开始进行精确的调整，这个阶段设计人员均采用主控参数而不是导线点在进行调整设计，因此精确调整时无需手工计算；
(3) 一根整体钢束线形确定后，能够快速的从一个已有设计修改出一个新设计，大大的节省了钢束的设计时间。
给钢束设计带来便利，同时缩短了设计周期，提高了设计效率，本方法具有一定的通用性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.桥梁工程结构钢束编辑方法，其特征在于包括如下步骤(1)绘制草图，包括绘制钢束定位线，生成钢束线形；(2)钢束线形精细化，包括a、以线段来表达钢束线形组成，进而生成钢束模型；b、以钢束模型为中心生成辅助编辑图元；C、采用导线点定位法，确认导线点进而进行调整，并对导线点进行编辑；(3)钢束族编辑，将所述钢束模型中具有相同几何特征的至少两根钢束作为一钢束集合，将所述钢束集合作为钢束族；选用一根钢束作为模子对所述钢束族中的所述钢束进行统一编辑。
2.根据权利要求1所述的桥梁工程结构钢束编辑方法，其特征在于所述步骤(2)中， 对导线点的编辑将影响到左右两个钢束线形束段，影响方式为调整过程中，保持倾角不变，使钢束线形束段跟随导线点平移。
3.根据权利要求1所述的桥梁工程结构钢束编辑方法，其特征在于所述步骤O)中， 对导线点的编辑将影响到左右两个钢束线形束段，影响方式为调整过程中，保持导线点不变。
4.根据权利要求1所述的桥梁工程结构钢束编辑方法，其特征在于所述步骤(2)中， 对导线点的编辑将影响到左右两个钢束线形束段，影响方式为调整过程中，保持控制点不变。
5.根据权利要求1所述的桥梁工程结构钢束编辑方法，其特征在于在步骤(3)钢束族编辑中还包括建立参数库，一根钢束为模子，通过修改得到一个新的设计，同时通过计算机将所述新的设计中的参数记录下来，存入数据库，以备再次修改或调用。
全文摘要
桥梁工程结构钢束编辑方法，包括如下步骤(1)绘制草图，包括绘制钢束定位线，生成钢束线形；(2)钢束线形精细化；(3)钢束族编辑，将所述钢束模型中具有相同几何特征的至少两根钢束作为一钢束集合，将所述钢束集合作为钢束族；选用一根钢束作为模子对所述钢束族中的所述钢束进行统一编辑。上述方法中，步骤(1)符合本领域技术人员工作习惯。另外步骤(2)、(3)中所述的生成钢束模型、生成辅助编辑图元、导线点定位法等基本操作方法，对于本领域技术人员而言也都完全符合工作习惯，是基本的操作方法。步骤(2)中以段来表达钢束线形组成。简化了设计。
文档编号G06F17/50GK102542078SQ20101059162
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者周宗泽, 周梦之, 张亚辉, 李柯, 殷培华, 王侃, 王瑞, 陈刚, 饶玉成 申请人:上海同豪土木工程咨询有限公司