CN102222140A - 复杂桥梁结构分析建模的设计图纸信息提取方法 - Google Patents

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Abstract

复杂桥梁结构分析建模的设计图纸信息提取方法，将设计图纸中的桥面平曲线、桥面竖曲线、预应力索图及断面图等从AutoCAD原图中分离出来，进行比例调整，使其比例为1∶1。使用PEDIT命令合并，将从图纸中分离出来的零散线段，转为多段线。确定分段点，根据梁单元各分段长度在桥面平曲线上定出分段点，绘制分段线。利用已分段处理的桥面平曲线，绘出预应力索和桥面竖曲线的分段线。提取桥面平曲线信息、桥面竖曲线信息、预应力索信息等其它信息，得到三维构造图。如需要，可把信息自动存为数据文件或数据库，用于桥梁建模或造型设计。本发明的优点在于：所有操作和提取都是利用现成的AutoCAD设计，从而得到桥梁的空间信息，可用于复杂桥梁结构分析或快速造型修改或优化设计，从而提高了桥梁建模或造型设计效率。

Description

复杂桥梁结构分析建模的设计图纸信息提取方法
技术领域
本发明涉及一种设计图纸信息提取方法，特别是涉及一种复杂桥梁结构分析建模的设计图纸信息提取方法。
背景技术
国内外开发了许多关于桥梁CAD的商品软件。如：
(1)美国ANSYS系统
ANSYS的土木工程专用包ANSYS Civil FEM可以用来研究桥梁的受力、变形、稳定性及地震响应等情况。
ANSYS Civil FEM提供了一个强大的桥梁实体建模工具，可以方便地构造桥梁有限元模型。直接建模与实体建模相结合，自顶向下与自底向上建模相结合。方便的拖拉、旋转、拷贝、倒角等。辅助工具如选择和组元与工作平面也为桥梁建模提供了极大的方便。
(2)美国SAP2000系统
SAP2000集成了荷载计算、静动力分析、线性和非线性计算等所有计算分析为一体，容纳了最新的静力、动力、线性和非线性分析技术。
(3)韩国MIDAS系统
MIDAS系统是由MIDAS Information Technology(简称MIDAS IT)开发的通用结构有限元分析和设计系统，MIDAS IT隶属于浦项制铁开发公司(poscoe&c)。poscoe&c是POSCO的一个分支机构，是韩国顶尖的建设公司。目前在韩国结构软件市场中，MIDAS系统的市场占有率排在第一位。
(4)我国同济大学研制开发的“桥梁博士系统”。该系统是基于32位Windows平台，利用VC++开发的。该系统采用人机对话交互输入，具有强大的数据诊断功能，能够进行各种结构体系的恒载与活载的线性、非线性计算。
这些系统建模功能皆较强大，但皆不能直接提取桥梁AutoCAD设计图(二维的三视图)的几何信息。因为目前大部分桥梁施工设计图皆为二维的AutoCAD三视图，造成大量的资源浪费，且使得复杂桥梁(如复杂线型的曲线桥梁)的建模或造型设计效率变低。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提取桥梁AutoCAD设计图(二维的三视图)的几何信息，提高结构分析建模或造型设计效率的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
将设计图纸中的桥面平曲线、桥面竖曲线、预应力索图及断面图等从AutoCAD原图中分离出来，进行比例调整，使其比例为1：1。使用PEDIT命令合并，将从图纸中分离出来的零散线段，转为多段线(AutoCAD可读多段线数据)。确定分段点，根据梁单元各分段长度在桥面平曲线上定出分段点，绘制分段线。利用已分段处理的桥面平曲线，绘出预应力索和桥面竖曲线的分段线。提取桥面平曲线信息、桥面竖曲线信息、预应力索信息等信息。
具体步骤如下：
一、图纸准备
准备桥面平曲线、桥面竖曲线、断面图、预应力索图纸等桥梁范围内的图形，注意桥面平面线、桥面竖曲线、预应力索图两端对齐。
二、图纸整理
将各图形按1：1比例进行比例修改，并将各图纸中的图形使用PEDIT命令合并，转化为多段线，如桥面平竖曲线各转换为一条多段线。如有预应力索图，应注意重合地方的处理，将每一根索都转换为一条多段线，断面图应处理为多根闭合多段线。
三、分段处理及提取信息
有限元计算需要对主梁进行分段，在处理好的桥面平曲线上进行分段处理，为计算划分单元。由于皆处理成AutoCAD的多段线，通过AutoCAD读取桥面平曲线平面坐标(X，Y)，通过AutoCAD读取对应桥面竖曲线竖向坐标(Z)。
这样每个单元的空间坐标即求出，同理求出各预应力索的单元坐标。
四、形成模型空间几何信息
分段处理后，录入已处理好的所有截面，并设置各个单元对应的左右截面类型。通过各单元定义的左右断面，即可计算出桥梁的三维模型坐标，形成模型空间几何信息。
通过上述步骤，可得三维构造图，如图4所示。
如需要，可把信息自动存为数据文件或数据库，用于桥梁建模或造型设计。
本发明的优点在于：
本发明由于所有操作和提取都是利用现成的AutoCAD设计，从而得到桥梁的空间信息用于结构分析或快速造型修改或优化设计，提高了桥梁建模或造型设计效率。
附图说明
图1是本发明提取桥面平曲线信息后的模型。
图2是本发明提取桥面竖曲线信息后的模型。
图3是本发明提取预应力索信息后的模型。
图4是本发明提取信息后形成的三维模型。
图5是本发明步骤框图。
其中：1.行车道边缘线，2.桥面中心线，3.分段线，4.桥面平曲线，5.分段线，6.桥面竖曲线，7.预应力索，8.分段线。
具体实施方式
如图5所示，具体步骤如下：
一、图纸准备
准备桥面平曲线、桥面竖曲线、断面图、预应力索图纸等桥梁范围内的图形，注意桥面平面线、桥面竖曲线、预应力索图两端对齐。
二、图纸整理
将各图形按1：1比例进行比例修改，并将各图纸中的图形使用PEDIT命令合并，转化为多段线，如桥面平竖曲线各转换为一条多段线。如有预应力索图，应注意重合地方的处理，将每一根索都转换为一条多段线，断面图应处理为多根闭合多段线。
三、分段处理及提取信息
有限元计算需要对主梁进行分段，在处理好的桥面平曲线上进行分段处理，为计算划分单元。由于皆处理成AutoCAD的多段线，通过AutoCAD读取桥面平曲线平面坐标(X，Y)，通过AutoCAD读取对应桥面竖曲线竖向坐标(Z)。
(1)提取桥面平曲线信息
桥面平曲线图形经过预处理，可通过拾取分段线、行车道边缘线及桥面中心线，得各桥面点水平坐标(X、Y)，如图1所示(如需要，还可确定其它桥面线的水平坐标)。
(2)提取桥面竖曲线信息
通过桥面竖曲线(如图1中任一平曲线)，求得各点的Z坐标，如图2所示。
(3)提取预应力索信息
根据各分段处的断面及预应力AutoCAD设计图，同样可得到各预应力索的节点坐标，如图3所示。
四、形成模型空间几何信息
分段处理后，录入已处理好的所有截面，并设置各个单元对应的左右截面类型。通过各单元定义的左右断面，即可计算出桥梁的三维模型坐标，形成模型空间几何信息。

Claims (1)

1.一种复杂桥梁结构分析建模的设计图纸信息提取方法，其特征在于：具体步骤如下：
一、图纸准备
准备桥面平曲线、桥面竖曲线、断面图、预应力索图纸等桥梁范围内的图形，注意桥面平面线、桥面竖曲线、预应力索图两端对齐；
二、图纸整理
将各图形按1∶1比例进行比例修改，并将各图纸中的图形使用PEDIT命令合并，转化为多段线，如桥面平竖曲线各转换为一条多段线；如有预应力索图，应注意重合地方的处理，将每一根索都转换为一条多段线，断面图应处理为多根闭合多段线；
三、分段处理及提取信息
有限元计算需要对主梁进行分段，在处理好的桥面平曲线上进行分段处理，为计算划分单元；由于皆处理成AutoCAD的多段线，通过AutoCAD读取桥面平曲线平面坐标(X，Y)，通过AutoCAD读取对应桥面竖曲线竖向坐标(Z)；
这样每个单元的空间坐标即求出，同理求出各预应力索的单元坐标；
四、形成模型空间几何信息
分段处理后，录入已处理好的所有截面，并设置各个单元对应的左右截面类型；通过各单元定义的左右断面，即可计算出桥梁的三维模型坐标，形成模型空间几何信息。
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