一种基于3DE平台的桥梁智能设计系统及方法与流程

本发明涉及一种基于3de平台的桥梁智能设计系统及方法，属于桥梁设计与智能建造。

背景技术：

1、三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是在二维平面设计的基础上，让设计目标更立体化，更形象化的一种新兴设计方法，现已广泛应用于交通基础设施设计领域。基于三维设计模型及其属性信息，不仅可以完成设计阶段的方案优化和出图，更为项目在施工及运维阶段的精细化、智能化管理奠定基础。

2、达索3de平台是目前交通基础设施领域三维设计主流平台之一，目前3de软件并未建立专用的桥梁设计建模流程，软件自带的“桥梁设计助手”命令虽然可以快速搭建简单的桥梁骨架模型，但因其存在模板形式单一、参数修改繁琐、桥梁高程定位精度不够等问题，多用于桥梁概念设计。桥梁的精细化设计还需要通过传统的点、线、面、体手动创建及单个模板逐一调用、逐个修改的方式来实现，建模过程繁琐，建模难度和工作量大，设计效率低。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于3de平台的桥梁智能设计系统及方法，该基于3de平台的桥梁智能设计系统及方法用参数形式创建桥梁各构件高精度模板，并以参数数据驱动桥梁三维模型组建、修改，自动完善属性内容，代替现有的手动输入属性内容完成建模，从而能极大提高桥梁设计效率和质量。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种基于3de平台的桥梁智能设计系统，包括骨架设计模块、上部结构设计模块、下部结构设计模块、附属设施设计模块，其中：

4、骨架设计模块根据道路中心线和地形、地质的模型数据，基于桥梁定位参数初步创建桥梁中心线，基于控制骨架轴系参数创建控制骨架轴系；桥梁定位参数包括道路起点桩号、桥梁中心桩号、桥梁长度，分幅信息，控制骨架轴系参数包括跨径组合参数、梁高、铺装层厚度、中心支承高度、埋置深度；道路中心线为桥梁上待建道路路面形状的几何中心线；

5、上部结构设计模块基于控制骨架轴系及预设模板创建桥梁上部结构模型；

6、下部结构设计模块基于控制骨架轴系及预设模板创建桥梁下部结构模型；

7、附属设施设计模块基于控制骨架轴系及预设模板创建桥梁附属设施模型。

8、所述上部结构设计模块还统计并输出工程量信息及桥梁上部结构构造参数；所述下部结构设计模块还统计并输出工程量信息及桥梁下部结构构造参数；所述附属设施设计模块还统计并输出工程量信息及桥梁附属设施构造参数。

9、所述控制骨架轴系包括上部结构定位轴系，下部结构定位轴系及附属结构定位轴系，作为输入条件分别控制桥梁上部结构、桥梁下部结构及桥梁附属设施定位信息。

10、所述上部结构设计模块设置有上部结构预设模块、实例化上部结构模块，用于桥梁上部结构选型并根据预设模板初步创建桥梁上部结构模型；设置修改上部结构参数模块，用于精确设置和修改上部结构模型参数。

11、所述下部结构设计模块设置有盖梁预设、桥墩预设、基础预设、桥墩实例化装配、桥台预设、实例化桥台模块用于桥梁下部结构选型并根据预设模板初步创建桥梁下部结构模型；设置修改下部结构参数模块，用于精确设置和修改桥梁下部结构模型参数。

12、附属设施设计模块设置有实例化桥面铺装、实例化搭板、实例化锥坡、护栏预设、实例化护栏模块，用于桥梁附属设施选型并根据预设模板初步创建桥梁附属设施结构模型；设置修改附属设施参数模块，用于精确设置和修改桥梁附属设施结构模型参数。

13、本发明还提供一种基于3de平台的桥梁智能设计方法，包括如下步骤：

14、s1.导入道路中心线及项目区域的地形地质模型，道路中心线为桥梁上待建道路路面形状的几何中心线；

15、s2.根据桥梁定位参数及控制骨架轴系参数，结合道路中心线生成桥梁中心线及控制骨架轴系；桥梁定位参数包括道路起点桩号、桥梁中心桩号、桥梁长度，分幅信息；控制骨架轴系参数包括跨径组合参数、梁高、铺装层厚度、中心支承高度、埋置深度；

16、s3.根据控制骨架轴系，通过桥梁上部结构预设模板及模板实例化，完成桥梁上部结构初步建模，得到桥梁上部结构模型；

17、s4.根据控制骨架轴系，通过桥梁下部结构预设模板及模板实例化，完成桥梁下部结构初步建模，得到桥梁下部结构模型；

18、s5.根据控制骨架轴系，通过桥梁附属设施结构预设模板及模板实例化，完成桥梁附属设施结构初步建模，得到桥梁附属设施结构模型；

19、s6.调整所得到的结构模型的详细设计参数，完成桥梁精细化设计建模，得到桥梁总体模型；

20、s7.统计并输出桥梁各部分工程量信息及结构参数信息。

21、所述桥梁定位参数包括道路起点桩号、桥梁中心桩号、桥梁长度，分幅信息。

22、所述控制骨架轴系参数包括跨径组合参数、梁高、铺装层厚度、中心支承高度、埋置深度。

23、所述步骤s2具体包括如下步骤：

24、s2.1.通过道路起点桩号及桥梁中心点桩号，生成桥梁中心点定位轴系；

25、s2.2.以桥梁中心点定位轴系为中心，前后长度各取桥梁长度的1/2，得到桥梁中心线；

26、s2.3.解译跨径组合参数，将字符串类型的跨径组合参数解译为各跨实际长度，并基于桥梁中心线生成桥梁上部结构定位轴系；

27、s2.4.基于桥梁各跨起终点轴系及梁高、铺装层厚度、中心支承高度、埋置深度的参数，得到桥梁下部结构定位轴系及附属结构定位轴系，并组成控制骨架轴系。

28、本发明的有益效果在于：可批量调用预定义的高精度定位骨架及各构件模板，驱动系统自动创建桥梁三维模型；进行设计时只需通过系统的可视化界面选择或输入相关设计参数，即可一键完成桥梁布设及各构件智能化拼装建模，减少了繁琐的手动建模步骤；用参数形式创建桥梁各构件高精度模板，并以参数数据驱动桥梁三维模型组建、修改，自动完善属性内容，代替现有的手动输入属性内容完成建模，从而能极大提高桥梁设计效率和质量，提升桥梁设计信息化和智能化水平，为桥梁的全寿命周期智能建造奠定基础。

技术特征：

1.一种基于3de平台的桥梁智能设计系统，其特征在于，包括骨架设计模块、上部结构设计模块、下部结构设计模块、附属设施设计模块，其中：

2.如权利要求1所述的基于3de平台的桥梁智能设计系统，其特征在于，所述上部结构设计模块还统计并输出工程量信息及桥梁上部结构构造参数；所述下部结构设计模块还统计并输出工程量信息及桥梁下部结构构造参数；所述附属设施设计模块还统计并输出工程量信息及桥梁附属设施构造参数。

3.如权利要求1所述的基于3de平台的桥梁智能设计系统，其特征在于，所述控制骨架轴系包括上部结构定位轴系，下部结构定位轴系及附属结构定位轴系，作为输入条件分别控制桥梁上部结构、桥梁下部结构及桥梁附属设施定位信息。

4.如权利要求1所述的基于3de平台的桥梁智能设计系统，其特征在于，所述上部结构设计模块设置有上部结构预设模块、实例化上部结构模块，用于桥梁上部结构选型并根据预设模板初步创建桥梁上部结构模型；设置有修改上部结构参数模块，用于精确设置和修改上部结构模型参数。

5.如权利要求1所述的基于3de平台的桥梁智能设计系统，其特征在于，所述下部结构设计模块设置有盖梁预设、桥墩预设、基础预设、桥墩实例化装配、桥台预设、实例化桥台模块用于桥梁下部结构选型并根据预设模板初步创建桥梁下部结构模型；设置有修改下部结构参数模块，用于精确设置和修改桥梁下部结构模型参数。

6.如权利要求1所述的基于3de平台的桥梁智能设计系统，其特征在于，附属设施设计模块设置有实例化桥面铺装、实例化搭板、实例化锥坡、护栏预设、实例化护栏模块，用于桥梁附属设施选型并根据预设模板初步创建桥梁附属设施结构模型；设置有修改附属设施参数模块，用于精确设置和修改桥梁附属设施结构模型参数。

7.一种基于3de平台的桥梁智能设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的基于3de平台的桥梁智能设计方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及桥梁设计与智能建造技术领域，提供了一种基于3DE平台的桥梁智能设计系统及方法。具体提供了一种基于3DE平台的桥梁智能设计系统，包括骨架设计模块、上部结构设计模块、下部结构设计模块、附属设施设计模块，其中：骨架设计模块根据道路中心线和地形、地质的模型数据，创建桥梁中心线及控制骨架轴系；上部结构设计模块基于控制骨架轴系及预设模板创建桥梁上部结构模型。还提供一种基于3DE平台的桥梁智能设计方法。本发明可批量调用预定义的高精度定位骨架及各构件模板，驱动系统自动创建桥梁三维模型；进行设计时只需通过系统的可视化界面选择或输入相关设计参数，减少了繁琐的手动建模步骤。

技术研发人员：张波,褚豪,谭渊文,张天,王正清
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14