CN106202671B - 一种全参数化建立预应力钢束模型的方法 - Google Patents
一种全参数化建立预应力钢束模型的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106202671B CN106202671B CN201610512777.5A CN201610512777A CN106202671B CN 106202671 B CN106202671 B CN 106202671B CN 201610512777 A CN201610512777 A CN 201610512777A CN 106202671 B CN106202671 B CN 106202671B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- curved
- flat
- parameter
- steel beam
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 4
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 abstract description 25
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明公开一种全参数化建立预应力钢束模型的方法,在参数约定的基础上进行正向建模，主要步骤包括：步骤1，根据平弯参数建立预应力钢束平弯曲线；步骤2，根据竖弯参数建立预应力钢束竖弯曲线；步骤3，根据平弯竖弯曲线生成预应力钢束空间轴线，沿轴线扫掠生成实体，构建出全参数化的预应力钢束三维模型。通过上述参数约定和建模方法，可精确的建立全参数化的桥梁预应力钢束三维模型，构建过程输入参数意义明确，三维模型准确可靠，能够快速响应设计变更。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁预应力钢束三维模型的全参数化建立技术，更具体地来说它是一种全参数化建立预应力钢束模型的方法。
背景技术
随着桥梁工程的快速发展，预应力混凝土连续梁(连续刚构)桥修建越来越普及。对预应力混凝土连续梁(连续刚构)桥而言，随着跨径的增大，钢束的增多，存在着大量平弯、竖弯空间组合的钢束，导致预应力钢束的形状及其布置变得愈发复杂。基于传统二维的方式判断预应力钢束之间、钢束与普通钢筋之间以及钢束与箱梁之间的干涉与位置关系较为困难。而通过三维模型可以快速直观地看到预应力钢束在模型中的布置，判定是否存在干涉。预应力钢束的设计是一个不断调整的过程，需要三维模型能够快速响应设计的变更，参数化程度要求高。因此，建立全参数化的预应力钢束三维模型对桥梁设计有着重要的意义。
目前，桥梁预应力钢束三维模型的建模常用的方法是以钢束关键点(非有理)样条拟合出钢束空间轴线，该方法以钢束关键点(空间)坐标作为输入，简单高效，但精度缺乏保证，受控于样点个数和拟合方法。亦有通过平弯和竖弯曲线来创建钢束三维模型，该方法以平弯和竖弯关键点(平面)坐标作为输入，缺乏钢束定位信息，而且只适合顶板类钢束创建，并不适合建立以曲线为参照的底板钢束，综合上述，桥梁预应力钢束三维模型创建方法多以关键点(空间和平面)作为输入条件，抛弃了设计过程，采用中间结果作为输入条件，均不是真正意义上的三维设计。
发明内容
本发明的目的为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种全参数化建立预应力钢束模型的方法，该方法以预应力钢束平弯和竖弯设计参数作为输入，提供一种正向参数化建立预应力钢束三维模型的方法，以满足桥梁预应力钢束三维设计的需要。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样的：在参数约定的基础上进行正向建模，主要步骤包括：
步骤1，根据平弯参数建立预应力钢束平弯曲线；
步骤2，根据竖弯参数建立预应力钢束竖弯曲线；
步骤3，根据平弯竖弯曲线生成预应力钢束空间轴线，沿轴线扫掠生成实体，构建出全参数化的预应力钢束三维模型。
在上述技术方案中，所述的参数约定主要包括：定位约定，以钢束平弯曲线中点在桥轴线上的投影为原点，轴线方向为X轴，横桥向为Y轴，高程为Z轴，并约定平弯面为xy平面，竖弯面为xz平面，钢束在横断面yz平面的定位参数约定：y0、z0，其中底板仅用y0控制；平弯参数约定，Ez、平弯半径R1、平弯转角θ1、L1、L3；顶板钢束竖弯参数约定，Ey、竖弯半径R2、竖弯转角θ2；底板钢束竖弯参数约定，E0、底板束保护层厚度h、竖弯半径 R2、竖弯转角θ2。
在上述技术方案中，步骤1还包括以下步骤：
步骤1-1，在平弯面上根据y0建立平弯中点01，根据平弯参数Ez、平弯转角θ1、L1和L3，推导各导线点的增量坐标：相对于01，相对于PC， 相对于PB，建立导线点，依次直线连接PA、PB、PC、 PC1、PB1、PA1，生成平弯导线；
步骤1-2，根据平弯参数圆角半径R1倒圆，并与导线修剪，生成平弯线。
在上述技术方案中，所述的步骤2还包括以下步骤：
步骤2-1，对于顶板钢束，将平弯线中点、起点和终点在竖弯面上投影，生成临时点02、PT和PT1，可得点02与PT和PT1的水平距离x0；根据竖弯参数Ey、竖弯转角θ2，推导竖弯导线点坐标： 相对于PA，依次建立导线点PA、PB、PB1、PA1，并直线连接，生成竖弯导线；
步骤2-2，对于底板钢束，需准备参考曲线，一般为底板边缘线，将参考曲线偏移h，得到曲线C0；将参考曲线偏移E0得到曲线C1，过平弯线端点 PT做横断面与曲线C1相交得到PA点；过点PA做与水平夹角为θ2的直线与曲线C0相交得PB；同样方法可得到PA1和PB1，修剪直线和曲线C0，生成竖弯导线；
步骤2-3，根据竖弯参数圆角半径R2对竖弯导线做倒圆，生成竖弯线。
在上述技术方案中，所述的步骤3还包括以下步骤：
步骤3-1，将平弯线沿平弯面法线方向拉伸，将竖弯线沿竖弯面法线方向拉伸，拉伸距离足够大，确保两个曲面相交，交线即为预应力钢束空间轴线；
步骤3-2，根据横截面半径沿空间轴线扫掠生成预应力钢束三维实体模型。
本发明的有益效果是：以最简单的设计参数描述复杂多样的预应力钢束，通过上述参数约定和建模方法，可精确的建立全参数化的桥梁预应力钢束三维模型。构建过程输入参数意义明确，三维模型准确可靠，能够快速响应设计变更。基于预应力三维模型可进行钢束碰撞检测、参数表提取、二维出图、导入有限元分析计算等应用，结合计算机软件工程，对开发预应力钢束专用三维设计软件具有一定的指导意义。
附图说明
图1本发明建模流程图。
图2本发明实施例定位坐标系约定。
图3本发明实施例钢束平竖弯参数。
图4本发明实施例顶板平弯线。
图5本发明实施例顶板竖弯线。
图6本发明实施例底板竖弯线。
图7本发明实施例钢束空间轴线。
图8本发明实施例预应力钢束空间实体模型。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
本发明所述一种全参数化建立预应力钢束模型的方法，在参数约定的基础上进行正向建模，如图1所示，主要步骤包括：
步骤1，根据平弯参数建立预应力钢束平弯曲线；
步骤2，根据竖弯参数建立预应力钢束竖弯曲线；
步骤3，根据平弯竖弯曲线生成预应力钢束空间轴线，沿轴线扫掠生成实体，构建出全参数化的预应力钢束三维模型。
结合一种连续刚构桥顶板预应力钢束设计实施例，首先，进行参数约定：
定位约定：以钢束平弯曲线中点在桥轴线上的投影为原点，轴线方向为X 轴，横桥向为Y轴，高程为Z轴，并约定平弯面为xy平面，竖弯面为xz平面，钢束在横断面yz平面的定位参数约定：y0、z0，其中底板仅用y0控制，如图2 所示。
如图3所示，平弯参数约定：Ez、平弯半径R1、平弯转角θ1、L1、L3。
顶板钢束竖弯参数约定：Ey、竖弯半径R2、竖弯转角θ2。
底板钢束竖弯参数约定：E0、底板束保护层厚度h、竖弯半径R2、竖弯转角θ2，由于底板钢束在定位上只有y0，故此处与顶板竖弯相比会多一个底板束保护层厚度h。
其余要素均可通过运算获取。特别的，当预应力钢束左右不对称时，需要额外添加不对称的参数。
同时约定类型参数：顶板钢束竖弯类型，底板钢束竖弯类型等。
根据以上约定，建模过程中，顶板钢束和底板建模步骤一致，因此，一种全参数化建立预应力钢束的建模步骤是：
步骤1，根据平弯参数建立预应力钢束平弯曲线
步骤1-1，在平弯面上根据y0建立平弯中点O1，根据平弯参数Ez、平弯转角θ1、L1和L3，推导各导线点的增量坐标：相对于O1，相对于PC， 相对于PB，建立导线点，依次直线连接PA、PB、PC、 PC1、PB1、PA1，生成平弯导线。
步骤1-2，根据平弯参数圆角半径R1倒圆，并与导线修剪，生成平弯线如图4所示。
步骤2，根据竖弯参数建立预应力钢束竖弯曲线；
步骤2-1，对于顶板钢束，将平弯线中点、起点和终点在竖弯面上投影，生成临时点O2、PT和PT1，可得点O2与PT和PT1的水平距离x0。根据竖弯参数Ey、竖弯转角θ2，推导竖弯导线点坐标： 相对于PA，依次建立导线点PA、PB、PB1、 PA1，并直线连接，生成竖弯导线，如图5所示。
步骤2-2，对于底板钢束，需准备参考曲线，一般为底板边缘线。1，将参考曲线偏移h，得到曲线C0；2，将参考曲线偏移E0得到曲线C1，过平弯线端点PT做横断面与曲线C1相交得到PA点；3，过点PA做与水平夹角为θ2的直线与曲线C0相交得PB；同样方法可得到PA1和PB1。修剪直线和曲线C0，生成竖弯导线，如图6所示。
步骤2-3，根据竖弯参数圆角半径R2对竖弯导线做倒圆，生成竖弯线。
步骤3，建立预应力钢束空间轴线，沿轴线扫掠生成实体；
步骤3-1，将平弯线沿平弯面法线方向拉伸，将竖弯线沿竖弯面法线方向拉伸，拉伸距离足够大，确保两个曲面相交，交线即为预应力钢束空间轴线，如图7所示。
步骤3-2，根据横截面半径沿空间轴线扫掠生成预应力钢束三维实体模型，如图8所示。
未详细说明的均为现有技术。
Claims (3)
1.一种全参数化建立预应力钢束模型的方法，其特征在于，在参数约定的基础上进行正向建模，主要步骤包括：
步骤1，根据平弯参数建立预应力钢束平弯曲线；
步骤2，根据竖弯参数建立预应力钢束竖弯曲线；
步骤3，根据平弯竖弯曲线生成预应力钢束空间轴线，沿轴线扫掠生成实体，构建出全参数化的预应力钢束三维模型；
所述的参数约定主要包括：
定位约定，以钢束平弯曲线中点在桥轴线上的投影为原点，轴线方向为X轴，横桥向为Y轴，高程为Z轴，并约定平弯面为xy平面，竖弯面为xz平面，钢束在横断面yz平面的定位参数约定：yO、zO，其中底板仅用yO控制；
平弯参数约定，Ez、平弯半径R1、平弯转角θ1、L1、L3；
顶板钢束竖弯参数约定，Ey、竖弯半径R2、竖弯转角θ2；
底板钢束竖弯参数约定，EO、底板束保护层厚度h、竖弯半径R2、竖弯转角θ2；
所述的步骤3还包括以下步骤：
步骤3-1，将平弯线沿平弯面法线方向拉伸，将竖弯线沿竖弯面法线方向拉伸，拉伸距离足够大，确保两个曲面相交，交线即为预应力钢束空间轴线；
步骤3-2，根据横截面半径沿空间轴线扫掠生成预应力钢束三维实体模型。
2.根据权利要求1所述的全参数化建立预应力钢束模型的方法，其特征在于，所述的步骤1还包括以下步骤：
步骤1-1，在平弯面上根据yO建立平弯中点O1，根据平弯参数Ez、平弯转角θ1、L1和L3，推导各导线点的增量坐标：相对于O1，相对于PC，相对于PB，建立导线点，依次直线连接PA、PB、PC、PC1、PB1、PA1，生成平弯导线；
步骤1-2，根据平弯参数圆角半径R1倒圆，并与导线修剪，生成平弯线。
3.根据权利要求1所述的全参数化建立预应力钢束模型的方法，其特征在于，所述的步骤2还包括以下步骤：
步骤2-1，对于顶板钢束，将平弯线中点、起点和终点在竖弯面上投影，生成临时点O2、PT和PT1，可得点O2与PT和PT1的水平距离xO；根据竖弯参数Ey、竖弯转角θ2，推导竖弯导线点坐标：相对于PA，依次建立导线点PA、PB、PB1、PA1，并直线连接，生成竖弯导线；
步骤2-2，对于底板钢束，需准备参考曲线，一般为底板边缘线，将参考曲线偏移h，得到曲线CO；将参考曲线偏移EO得到曲线C1，过平弯线端点PT做横断面与曲线C1相交得到PA点；过点PA做与水平夹角为θ2的直线与曲线CO相交得PB；同样方法可得到PA1和PB1，修剪直线和曲线CO，生成竖弯导线；
步骤2-3，根据竖弯参数圆角半径R2对竖弯导线做倒圆，生成竖弯线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610512777.5A CN106202671B (zh) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 一种全参数化建立预应力钢束模型的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610512777.5A CN106202671B (zh) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 一种全参数化建立预应力钢束模型的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106202671A CN106202671A (zh) | 2016-12-07 |
| CN106202671B true CN106202671B (zh) | 2019-11-29 |
Family
ID=57464376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610512777.5A Active CN106202671B (zh) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 一种全参数化建立预应力钢束模型的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106202671B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106777641B (zh) * | 2016-12-08 | 2020-02-18 | 京能十堰热电有限公司 | 一种带倒直角的加强板快速建模方法 |
| CN109537429B (zh) * | 2018-11-16 | 2020-09-01 | 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 | 一种曲线梁桥斜腹板预应力钢束的设计方法 |
| CN109885975B (zh) * | 2019-03-25 | 2023-04-18 | 陕西鑫雨节能科技有限公司 | 连续梁预应力管道模型处理方法和系统 |
| CN110362924B (zh) * | 2019-07-16 | 2023-08-22 | 瀚阳国际工程咨询有限公司 | 一种创建节段预制桥梁bim模型的方法 |
| CN111159796B (zh) * | 2019-11-22 | 2023-05-09 | 久瓴(江苏)数字智能科技有限公司 | 建筑的梁的生成方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN112215937B (zh) * | 2020-10-21 | 2024-09-24 | 北京高途云集教育科技有限公司 | 一种软管状态仿真方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN114547918B (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-15 | 湖南省交通规划勘察设计院有限公司 | 基于cad二维图形计算预应力筋张拉延伸量的方法及系统 |
| CN119004626B (zh) * | 2024-08-30 | 2025-05-27 | 中铁二十一局集团电务电化工程有限公司 | 一种大纵坡大跨度斜拉桥纵向预应力钢筋的精确模拟方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102945551A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-02-27 | 同济大学 | 一种基于图论的三维点云数据平面提取方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005010864A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Sony Corp | 電子機器装置およびその操作説明表示方法 |
-
2016
- 2016-07-01 CN CN201610512777.5A patent/CN106202671B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102945551A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-02-27 | 同济大学 | 一种基于图论的三维点云数据平面提取方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 微段法分析空间弯曲钢束的摩阻损失;苏传海;《桥梁建设》;20101028;第24-27页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106202671A (zh) | 2016-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106202671B (zh) | 一种全参数化建立预应力钢束模型的方法 | |
| CN103914590B (zh) | 一种电力铁塔三维实体模型生成方法 | |
| CN113593030B (zh) | 基于三维模型的地质剖面图生成方法、系统、终端及介质 | |
| CN107220462A (zh) | 一种应用于预制构件的参数化钢筋的生产方法及系统 | |
| CN107451350B (zh) | 一种基于bim建模技术空间三维异形桥墩模板施工方法 | |
| CN111395520B (zh) | 一种基于CAD与WebGl的装配式结构预制柱和叠合梁深化设计方法 | |
| CN111027120A (zh) | 异型体三维配筋方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN111319268A (zh) | 一种考虑增材制造打印方向的自支撑结构优化设计方法 | |
| CN108253884B (zh) | 盾构机管片非接触式空间姿态的测量方法及系统 | |
| CN102790483B (zh) | 汽轮发电机定子线棒三维参数化建模与实体成型制造方法 | |
| CN109697303B (zh) | 一种面向平面异形区域的建筑砖铺贴方案生成方法 | |
| CN111910809B (zh) | 复杂异形幕墙结构装饰面板的数字化生产、加工方法 | |
| CN101144711A (zh) | 多关联工程图环境下全局坐标的自动定位方法 | |
| KR101711042B1 (ko) | Stl 파일 접합 방법 | |
| CN104392030A (zh) | 一种基于stl三维模型的曲面加工方法 | |
| CN112966316B (zh) | 一种钣金件图纸展开方法 | |
| CN113468631B (zh) | 单向叠合板密拼式接缝连接现浇钢筋自动化布置方法 | |
| CN116451316A (zh) | 一种基于cad的短线法节段预制可视化控制方法 | |
| CN105138719A (zh) | 全参数建立斜管箱形倒虹吸管身进口段三维模型的方法 | |
| CN115169024A (zh) | 一种用于spd系统的船舶工法支撑件自动建模系统及方法 | |
| CN114357576A (zh) | 一种基于Revit和Dynamo变截面桥梁栏杆立柱的创建方法 | |
| CN114741764A (zh) | 一种铁路隧道衬砌断面图纸的解析方法 | |
| CN100476349C (zh) | 多关联工程图环境下全局坐标系的自动计算方法 | |
| CN114021233A (zh) | 双塔斜拉桥的建模方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN117557744B (zh) | 一种混凝土锚固齿块三维建模方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |