CN106202710A - 一种生成电缆工作井三维模型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生成电缆工作井三维模型的方法,其能够大大降低人力，缩短工程的设计周期，更快地进入实施环节，在需要时可以重复使用，不需要重复设计，可以用于输电线路设计、施工和运维阶段的工井三维建模工作。其包括步骤：(1)设计工井部件实体的尺寸；(2)首先根据所依赖实体的起始点，与本部件的端距和边距，计算工井部件的相对位置作为初始原点，然后再根据工井部件的其他参数计算实体轮廓点，将各个部件拼装到工井内的正确位置上，并通过三维模型工具生成三角面。

Description

一种生成电缆工作井三维模型的方法

技术领域

本发明属于输电线路工程的技术领域，具体地涉及一种生成电缆工作井三维模型的方法。

背景技术

电缆工作井是在电力设施的重要组成部分，是过渡电缆转弯、布置电缆接头、放置敷设机具的构筑物，也是电缆日常运行维护的场所。根据不同的功能需求，工井可分为直线工井、转角工井、三通工井、四通工井四个类型。工井内部包括：电缆支架、人孔、集水沟、预埋件等。

在输电线路工程中，需要先对电缆工作井进行结构设计，然后设计工井内各部件的尺寸和位置，之后再按照设计结果构建相应的实物。在电缆工作井结构设计过程中：首先，需要根据输电工程设计条件等参数选定所需电缆工作井类型。然后，根据实际工程情况对电缆工作井的结构尺寸等进行调整。由于工井数量众多、类型繁复，且相同类型的工作井在不同位置使用时也会有所不同，因此造成了其设计工作难度大、重复劳动多的现状。若针对各电缆工作井进行精细化设计会耗费巨大的人力成本，从而大大延长工程的设计周期。因此有必要提供一种快速生成电缆工作井模型的方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种生成电缆工作井三维模型的方法,其能够大大降低人力，缩短工程的设计周期，更快地进入实施环节，在需要时可以重复使用，不需要重复设计，可以用于输电线 路设计、施工和运维阶段的工井三维建模工作。

本发明的技术解决方案是：这种生成电缆工作井三维模型的方法，其包括以下步骤：

(1)设计工井部件实体的尺寸；

(2)首先根据所依赖实体的起始点，与本部件的端距和边距，计算工井部件的相对位置作为初始原点，然后再根据工井部件的其他参数计算实体轮廓点，将各个部件拼装到工井内的正确位置上，并通过三维模型工具生成三角面。

本发明根据输电工程设计条件参数选定所需的电缆工作井类型后，对电缆工作井进行参数化建模，通过对参数的计算实现自动快速生成电缆井模型，应用于输电线路工程中，因此能够大大降低人力，缩短工程的设计周期，更快地进入实施环节；本发明中设置电缆工作井相应的参数尺寸之后生成的三维模型，在需要时可以重复使用，不需要重复设计，因此可以用于输电线路设计、施工和运维阶段的工井三维建模工作。

附图说明

图1是根据本发明的生成电缆工作井三维模型的方法的示意图。

具体实施方式

如图1所示，这种生成电缆工作井三维模型的方法，其包括以下步骤：

(1)设计工井部件实体的尺寸；

(2)首先根据所依赖实体的起始点，与本部件的端距和边距，计算工井部件的相对位置作为初始原点，然后再根据工井部件的其他参数计算实体轮廓点，将各个部件拼装到工井内的正确位置上，并通过三维模型工具生成三角面。

本发明根据输电工程设计条件参数选定所需的电缆工作井类型后，对电缆工作井进行参数化建模，通过对参数的计算实现自动快速生成电缆井模型，应用于输电线路工程中，因此能够大大降低人力，缩短工程的设计周期，更快地进入实施环节；本发明中设置电缆工作井相应的参数尺寸之后生成的三维模型，在需要时可以重复使用，不需要重复设计，因此可以用于输电线路设计、施工和运维阶段的工井三维建模工作。

另外，所述步骤(1)中，工井部件包括：井体框架、预留洞、集水沟、人孔、电缆支架。

其中，所述井体框架包括：直通井框架、转角井框架、三通井框架、四通井框架；尺寸参数包括：内壁长、内壁高、井壁厚度；三通井框架和四通井框架参数包括：井口延伸长度；转角井参数包括：转弯角度；井体框架实体包括：井体两侧井壁、井体底板、井顶板、井体起始端和结束端的井壁；

所述步骤(2)中根据初始原点，确定井框架的位置，再根据原点计算各个井壁矩形面的轮廓点。

其中，所述预留洞为矩形，设置在井体框架的开始端井壁和结束端井壁上；尺寸参数包括：长度、宽度、所在位置、到顶板内壁的顶边距、到垂直井壁的侧边距；

所述步骤(2)中根据预留洞所在井壁，获得井壁面的起始点，然后计算预留洞的原点，再根据原点和预留洞的尺寸计算轮廓点。

其中，所述集水沟用于工井底部排水；尺寸参数为：类型、长度、宽度、到起始端的端距、到垂直井内壁的侧边距；

所述步骤(2)中首先获得井体底板的起始点，计算出集水沟的原点；根据原点计算集水沟轮廓点。

其中，所述人孔为矩形和圆形两种，设置在井顶板上；人孔尺寸参数包括：人孔底座高度、内壁长度、内壁宽度，人孔类型、到内壁起始端的端距、到垂直井壁的侧边距；

所述步骤(2)中首先获得井顶板起始点，计算出人孔的原点；根据原点计算人孔的轮廓点。

其中，所述电缆支架包括：立柱、横档、井壁预埋件；

所述步骤(2)中首先获得一侧井壁的起始点，根据立柱顶间距和到起始端井壁的距离，计算出立柱预埋件的起始位置，根据预埋件起始位置计算起始立柱的原点，计算出预埋件的轮廓点和立柱的轮廓点；其次再通过立柱间隔尺寸，计算得到每个立柱的起始点位置；根据每个立柱起始点位置和横档端距，得到横档的位置，并计算出横档的轮廓点。

具体地，所述立柱尺寸参数包括：类型、长度、宽度、厚度、立柱间距、横档数量，到井顶内壁的顶边距、到起始端的端距。

具体地，所述横档尺寸参数包括：类型、长度、宽度、厚度、横档间距、到立柱顶部的端距。

具体地，所述井壁预埋件尺寸参数包括：类型、长度、宽度、厚度，预埋件背部钩钉长度。

以下给出一个对转角工作井进行设计的例子。

1、设计工井部件实体的尺寸

参照《国家电网公司输变电工程通用设计电缆敷设分册(220-500kv增补方案)(2014年版)》转角井2.0mX1.9mX14.0m(2.5mX1.9mX14.0m)(F-6-D-01)中的工井尺寸，其他部件参数参照《国家建筑标准设计图集07SD101-8电力电缆井设计与安装》中的相关数据，对各部件的尺寸进行设计。

1)获得电缆井框架的尺寸，内壁长度14000mm，内壁宽度为2000(2500)mm，内壁高度为1900mm，井壁厚度为370mm。转弯角度为90°，转角井壁平分份数为6份，转角圆心到内壁距离为2200mm。

2)获得预留洞尺寸为：长度800mm,宽度1000mm,到顶部内壁的高度550mm。

3)集水沟的尺寸为：类型为有铁箅子。长度500mm，宽度500mm，深度500mm，铁箅子厚度50。端距为10000，边距为185mm。

4)人孔的尺寸为：类型为矩形，壁厚240mm，底座高度380mm，净长1250mm，净宽1250mm。两个人孔的端距和边距分别为：2000mm，185mm和10000mm，185mm.

5)电缆支架的尺寸为：

立柱：长度1000mm,间距800mm，立柱到井顶部内壁距离100mm，类型为角钢，角钢肢宽50mm，角钢肢厚5mm。支架到顶内壁距离500mm，到起始端距为1200。

横档：横档到立柱顶部的距离50mm，横档间距240mm，类型为角钢，角钢肢宽50mm，角钢肢厚5mm，横档长度300mm。

预埋件：宽度100mm，长度200mm，背部钩钉长度100mm。

扁钢：宽度50mm，厚度10mm。

接地装置：接地装置线长度500mm。

2、对工井部件定位后创建工井部件模型

球头挂环Q-7的参数如下

1)首先井体框架的三维原点坐标设置为(0,0,0)，X轴向量(1，0，0)，Y轴向量(0,1,0)，Z轴向量(0,0,1)。原点位置设置在转角起始处。然后根据向量计算得到工井起始端工井内外壁顶点集合，计算转角处将90°直角平分后工井两侧各6个内外壁矩形顶点的集合， 计算结束端井壁的内外壁矩形顶点集合。最后根据计算结果生成三维模块。

2)根据计算后的井体框架起始端顶点A(-7000,1370，-370)，计算起始端预留洞的内外壁顶点坐标PA(-7000,500,550),根据工井结束端内外壁顶点B(11852.6，-8157.2，-370)，根据坐标轴向量计算起始端预留洞轮廓顶点；计算结束端预留洞的内外壁顶点坐标PB’(11352.6,-8157.2,550),根据转角结束端轮廓点计算结束端向量，计算得到预留洞的其他轮廓顶点。

3)根据井框架底部板起始端顶点C(-7000,1000,0),计算集水沟的原点为S(1250,250,0)，根据原点和轴向量计算集水沟各个轮廓点，生成三维模块。

4)根据工井框架起始端顶点A1(-7000,1370,1900)和轴向量，分别计算两个人孔顶点H(-4375,625,2270)，H’(1625,625,2270)，根据人孔顶点计算其他人孔轮廓点。据轮廓点拆分三角面后生成三维模块。

5)根据直井长度和间距计算立柱数量8个，井壁左右两侧立柱起始点HaL(5800,1000,1400)，HaR(-5800,1000,1400),直井结束端的立柱点HaL’(2200,1000,1400),HaR’(2200,-1000,1400)；根据工井转角井壁的轮廓点计算转角部分的立柱点集合。根据各个立柱节点分别计算出每个立柱角钢的轮廓点，每个立柱上的横档角钢需要根据立柱点和横档间距计算得到轮廓点。然后再根据左右两侧的立柱点计算井壁两侧的扁钢的轮廓点和预埋件轮廓点。根据轮廓点拆分三角面后生成三维模块。

6)将各个部件的三维模块统一输出，最终得到的三维转角井的三维模型。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)设计工井部件实体的尺寸；

(2)首先根据所依赖实体的起始点，与本部件的端距和边距，计算工井部件的相对位置作为初始原点，然后再根据工井部件的其他参数计算实体轮廓点，将各个部件拼装到工井内的正确位置上，并通过三维模型工具生成三角面。

2.根据权利要求1所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，工井部件包括：井体框架、预留洞、集水沟、人孔、电缆支架。

3.根据权利要求2所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述井体框架包括：直通井框架、转角井框架、三通井框架、四通井框架；尺寸参数包括：内壁长、内壁高、井壁厚度；三通井框架和四通井框架参数包括：井口延伸长度；转角井参数包括：转弯角度；井体框架实体包括：井体两侧井壁、井体底板、井顶板、井体起始端和结束端的井壁；

所述步骤(2)中根据初始原点，确定井框架的位置，再根据原点计算各个井壁矩形面的轮廓点。

4.根据权利要求2所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述预留洞为矩形，设置在井体框架的开始端井壁和结束端井壁上；尺寸参数包括：长度、宽度、所在位置、到顶板内壁的顶边距、到垂直井壁的侧边距；

所述步骤(2)中根据预留洞所在井壁，获得井壁面的起始点，然后计算预留洞的原点，再根据原点和预留洞的尺寸计算轮廓点。

5.根据权利要求2所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述集水沟用于工井底部排水；尺寸参数为：类型、长度、宽度、到起始端的端距、到垂直井内壁的侧边距；

所述步骤(2)中首先获得井体底板的起始点，计算出集水沟的原点；

根据原点计算集水沟轮廓点。

6.根据权利要求2所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述人孔为矩形和圆形两种，设置在井顶板上；人孔尺寸参数包括：人孔底座高度、内壁长度、内壁宽度，人孔类型、到内壁起始端的端距、到垂直井壁的侧边距；

所述步骤(2)中首先获得井顶板起始点，计算出人孔的原点；根据原点计算人孔的轮廓点。

7.根据权利要求2所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述电缆支架包括：立柱、横档、井壁预埋件；

所述步骤(2)中首先获得一侧井壁的起始点，根据立柱顶间距和到起始端井壁的距离，计算出立柱预埋件的起始位置，根据预埋件起始位置计算起始立柱的原点，计算出预埋件的轮廓点和立柱的轮廓点；其次再通过立柱间隔尺寸，计算得到每个立柱的起始点位置；根据每个立柱起始点位置和横档端距，得到横档的位置，并计算出横档的轮廓点。

8.根据权利要求7所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述立柱尺寸参数包括：类型、长度、宽度、厚度、立柱间距、横档数量，到井顶内壁的顶边距、到起始端的端距。

9.根据权利要求7所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述横档尺寸参数包括：类型、长度、宽度、厚度、横档间距、到立柱顶部的端距。

10.根据权利要求7所述的生成电缆工作井三维模型的方法，其特征在于：所述井壁预埋件尺寸参数包括：类型、长度、宽度、厚度，预埋件背部钩钉长度。