一种基于bim技术的桥梁三维设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁辅助设计领域，尤其是一种基于BM技术的桥梁三维设计方法。
【背景技术】
[0002]BIM(Building Informat1n Model)以三维信息技术为基础，集成了工程项目各种相关信息的工程数据模型，并且其项目模型信息能从工程前期规划、设计、施工直至后期运营全寿命周期内进行存储、传递和共享。BIM模型的直观性、协同化、虚拟化以及数据信息的工程全过程流动使得BM技术逐渐取代传统的二维建模技术。在国内外的建筑行业，特别是复杂单体建筑中，BIM技术已经有了一定的应用，但在土木基础设施领域如桥梁、铁路等，BIM技术的应用还相对比较滞后。
[0003]桥梁作为基础设施的一个重要组成部分，具有投资规模大和技术性强的特点，一座桥梁从前期勘探、设计、施工到后期交付运营是一个复杂的系统工程。相对于建筑行业，桥梁工程具有线长面广和结构复杂的特点，尤其在异型和曲线结构上，桥梁工程相对于建筑工程往往有更多的三维空间复杂性，这对BIM技术应用于桥梁工程，尤其是桥梁三维设计造成了不小的障碍和阻力。
[0004]就目前现状而言，实现BM技术的软件平台已经有多种可供选择，如Autodesk公司的 REVIT 软件、Dassualt Systems 公司的 CATIA 软件、Graphisoft 公司的 Archicad 软件等等，这些软件平台都有自身的优势和特点。出于各种原因(如通用性、操作友好性和价格等)的考虑，目前业内普遍采用Autodesk公司的REVIT软件来进行BM三维建模。尽管REVIT软件具备众多的优势，但它在异型和三维空间结构的建模能力方面还比较欠缺，这造成了 REVIT软件对民建行业已经能做到BM设计，但对拥有复杂空间异型结构的桥梁却很难建立相应BM模型的困难局面，这严重的影响到了 BM技术在桥梁工程中的应用。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种应用范围广泛的基于BIM技术的桥梁三维设计方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于BM技术的桥梁三维设计方法，包括:
A、提取桥面中心线等分点的三维空间坐标和确定桥墩控制横截面中心点的位置；
B、根据桥面中心线等分点的三维空间坐标生成桥面中心线和等分点处的桥面截面形状，并根据桥墩控制横截面中心点的位置确定桥墩控制横截面形状；
C、根据桥面中心线和等分点处的桥面截面形状生成桥面结构，并根据桥墩控制横截面中心点和桥墩控制横截面形状生成桥墩结构；
D、合并生成的桥面结构和桥墩结构，得到完整的桥梁三维模型。
[0007]进一步，所述步骤B中根据桥梁桥面中心线等分点的三维空间坐标生成桥面中心线和等分点处的桥面截面形状这一步骤，其包括: B11、读取桥梁桥面中心线等分点的三维空间坐标，并根据读取的坐标生成桥面中心线；
B12、确定桥面中心线等分点所在位置处桥面截面控制点的相对三维坐标；
B13、根据桥面截面控制点的相对三维坐标确定等分点处的桥面截面形状。
[0008]进一步，所述步骤B中根据桥墩控制横截面中心点的位置确定桥墩控制横截面形状这一步骤，其包括:
B21、根据桥墩控制横截面中心点的位置确定桥墩横截面形状控制点的相对三维坐标；
B22、根据桥墩横截面形状控制点的相对三维坐标生成桥墩控制横截面形状。
[0009]进一步，所述步骤C中根据桥面中心线和等分点处的桥面截面形状生成桥面结构这一步骤，其具体为:
根据桥面中心线和等分点处的桥面截面形状进行放样融合处理，从而逐步生成桥面结构。
[0010]进一步，所述步骤C中根据桥墩控制横截面中心点和桥墩控制横截面形状生成桥墩结构这一步骤，其具体为:
根据桥墩控制横截面中心点，生成用于桥墩放样的路径，并结合桥墩的控制横截面，通过放样融合生成完整的桥墩结构。
[0011]进一步，所述步骤A在提取桥面中心线等分点的三维空间坐标之后，还包括将桥面中心线等分点的三维空间坐标写入到图表处理软件的步骤。
[0012]进一步，所述步骤D，其具体为:
检查生成的桥面结构和桥墩结构是否与设计要求保持一致，若是，则合并生成的桥面结构和桥墩结构，得到完整的桥梁三维模型；反之，则返回步骤A。
[0013]本发明的有益效果是:先通过桥面中心线和桥面截面形状生成桥面结构以及根据桥墩控制横截面中心点和桥墩控制横截面形状生成桥墩结构，然后将桥面结构和桥墩结构合并即可生成桥梁的BM三维模型，采用了中心线和截面形状的方式来生成桥面，采用了控制横截面中心点和控制横截面形状的方式来生成桥墩，解决了现有技术无法为异型和曲线结构的桥梁建立相应BIM模型的问题，应用范围广；且由于该方法能完全自动化进行桥梁BIM三维建模，能有效地减少桥梁尤其是具有复杂空间异型结构桥梁的设计建模时间，提高了设计效率，同时该方法所建立的三维模型能直接用于后期的桥梁施工和运维管理，为它们提供了基础的模型支持。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0015]图1为本发明一种基于BM技术的桥梁三维设计方法的整体流程图；
图2为本发明根据桥梁桥面中心线等分点的三维空间坐标生成桥面中心线和等分点处的桥面截面形状步骤的流程图；
图3为本发明根据桥墩控制横截面中心点的位置确定桥墩控制横截面形状步骤的流程图；
图4为本发明实施例一桥梁BM模型完全自动化建模的技术流程图； 图5是桥面中心线的不意图；
图6是部分桥面结构的示意图；
图7是完整桥面结构的示意图；
图8是部分桥墩结构的示意图；
图9是完整桥墩结构的示意图；
图10是完整桥梁结构的示意图。
[0016]附图标记:1、桥面中心线单位长度；2、基本单位箱梁；3、桥墩；4、承台；5、粧基。
【具体实施方式】
[0017]参照图1，一种基于BM技术的桥梁三维设计方法，包括:
A、提取桥面中心线等分点的三维空间坐标和确定桥墩控制横截面中心点的位置；
B、根据桥面中心线等分点的三维空间坐标生成桥面中心线和等分点处的桥面截面形状，并根据桥墩控制横截面中心点的位置确定桥墩控制横截面形状；
C、根据桥面中心线和等分点处的桥面截面形状生成桥面结构，并根据桥墩控制横截面中心点和桥墩控制横截面形状生成桥墩结构；
D、合并生成的桥面结构和桥墩结构，得到完整的桥梁三维模型。
[0018]其中，桥面中心线是指桥面横截面上边缘中心点所形成的连线。
[0019]参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述步骤B中根据桥梁桥面中心线等分点的三维空间坐标生成桥面中心线和等分点处的桥面截面形状这一步骤，其包括:
BlU读取桥梁桥面中心线等分点的三维空间坐标，并根据读取的坐标生成桥面中心线；
B12、确定桥面中心线等分点所在位置处桥面截面控制点的相对三维坐标；
B13、根据桥面截面控制点的相对三维坐标确定等分点处的桥面截面形状。
[0020]其中，桥面截面控制点的相对三维坐标是相对于对应桥梁桥面中心线等分点的坐标。
[0021]参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述步骤B中根据桥墩控制横截面中心点的位置确定桥墩控制横截面形状这一步骤，其包括:
B21、根据桥墩控制横截面中心点的位置确定桥墩横截面形状控制点的相对三维坐标；
B22、根据桥墩横截面形状控制点的相对三维坐标生成桥墩控制横截面形状。
[0022]其中，墩横截面形状控制点的相对三维坐标是相对于桥墩控制横截面中心点的坐标。
[0023]进一步作为优选的实施方式，所述步骤C中根据桥面中心线和等分点处的桥面截面形状生成桥面结构这一步骤，其具体为:
根据桥面中心线和等分点处的桥面截面形状进行放样融合处理，从而逐步生成桥面结构。
[0024]其中，放样融合处理使用绘制工具创建放样或放样融合的路径。该路径既可以是一条单独的闭合路径，也可以是一条单独的开放路径，但不能有多条路径。而且该路径可以是直线和曲线的组合，不必是平面的。
[0025]进一步作为优选的实施方式，所述步骤C中根据桥墩控制横截面中心点和桥墩控制横截面形状生成桥墩结构这一步骤，其具体为:
根据桥墩控制横截面中心点，生成用于桥墩放样的路径，并结合桥墩