CN106245906A - 一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法 - Google Patents

Abstract

一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，在创建异型混凝土模板面板三维曲面模型的基础上，采用实体剖切、测量等方法，精确设计异型模板，为安装放样提供准确依据，并利用模板规范编号和三维模型的可视化特性，快速完成异型模板安装。本发明可为大型异型混凝土结构提供每块模板尺寸的准确数据，节约模板设计时间，并加快模板安装效率，提升工程质量。

Description

一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法

技术领域

本发明涉及混凝土施工技术领域，特别涉及一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法。

背景技术

为满足一定的实用性、安全性、以及美观要求，一些工程结构通常被设计成异形体，体型曲线复杂、浇筑质量要求高，对相应模板的要求也极高。异型钢模板可以满足越来越高的施工精度要求，保证永久性工程混凝土结构符合规范要求。但在土建工程中，设计单位通常只提供异型部位的部分断面图，不能表现曲面在任意断面的变化细节，施工单位在异型模板设计时分仓断面以及关键控制断面只能逐个估算，不仅估算过程繁琐耗费大量时间，还导致模板设计精度不够，放样不准确，安装时拼缝不严。另外建筑物体型庞大，模板数量多，常常出现模板安装错位的现象。

发明内容

本发明的目的在于解决上述在异型模板设计时分仓断面以及关键控制断面只能估算，且估算过程繁琐耗费大量时间；模板设计精度不够，放样不准确，安装时拼缝不严；建筑物体型庞大，模板数量多，常常出现模板安装错位等问题。而提供一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，提高了模板安装效率。

本发明采取的技术方案为：

一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，包括以下步骤：

步骤1：根据异型混凝土结构二维图纸建立异型模板面板整体曲面的三维模型；

步骤2：将模板面板整体曲面剖切成若干个单个模板面板曲面单元，并按照模板安装顺序编号；

步骤3：对每个曲面单元模型进行测量，得出精准、详细的尺寸、弧度等信息，出模板加工图，指导加工；

步骤4：三维模型提供模板控制点坐标，为安装放样提供准确依据，确定安装位置；

步骤5：利用三维模型可视化的特性，让施工人员对整体结构有形象了解，并确定每块模板的安装位置，实现快速准确安装。

所述步骤1中，根据设计提供的部分断面图，通过绘图软件拉伸、放样、扫略等命令完成三维建模。

所述步骤4中，将三维模型定位在基准坐标系中，即可查询模板安装控制点坐标，为测量放样提供准确依据。

本发明提供一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，解决了异型模板设计耗时、精度不够、拼缝不严等问题，并大大提高了模板安装效率，其具体优点在于：

1）、模板设计效率高。各个断面尺寸可通过快速剖切得到，相对于传统的逐个估算断面轮廓尺寸的方式节省了大量时间。

2）、模板设计精度高。解决了土建工程异型结构设计深度不满足模板施工要求的难题，三维曲面模型完美展现异型部位表面变化细节，大幅提高模板设计精度，使拼缝更加严格，保证混凝土质量。

3）、模板安装效率高。异型结构和模板的三维模型的可视化特性以及对模板的有序编号，使施工人员对结构形状和模板安装顺序有清晰的认识，有效避免返工，提高安装效率。

4）、模板安装定位精确。异型结构和模板的三维模型可提供控制点坐标，为安装放样提供准确依据，确保模板安装位置准确。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的异型结构断面及其空间位置关系图。

图2为本发明的异型模板面板整体曲面三维图。

图3为本发明的异型模板面板分块及编号图。

图4为本发明的单个模板面板曲面单元三维图。

具体实施方式

以下结合具体实施案例对本发明提出的一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法作进一步详细说明。

某水电站地下厂房尾水扩散段混凝土衬砌型式为圆变底圆角城门洞形，断面净尺寸沿轴线方向渐变，曲线变化复杂。每块模板具有单一性、形状各异、尺寸不等。但在土建工程中，设计单位通常只提供渐变隧洞前后两个断面的详细尺寸。本实施案例利用三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，具体如下：

一、根据二维图纸建立某水电站地下厂房尾水扩散段混凝土衬砌模板面板整体曲面的三维模型，具体步骤如下：

1）如图1所示，根据设计单位提供的衬砌CAD图纸，在绘图软件中分别建立扩散段衬砌内轮廓前后两个断面，即断面1和断面2；

2）根据扩散段平面图和底面坡度建立扩散段轴线，确定步骤1）中所述两个断面的空间位置关系，见图1；

3）使用放样命令，拾取两个断面放样成三维曲面，即为异型模板面板整体曲面，如图2所示；

如果是更加复杂的曲面，可以综合使用拉伸、放样、扫略、差集等命令完成建模。

二、将步骤一中的模板面板整体曲面剖切成若干个单个模板面板曲面单元，并按照模板安装顺序编号，具体步骤如下：

1）模板设计人员对模板进行受力计算，并考虑模板的运输、拆装、作业环境、施工条件、模板加工设备所能达到的加工规格及加工精度等因素，确定满足要求的模板最大尺寸；

2）将步骤1）中模板设计人员提供的模板最大尺寸限制，使用剖切命令，将模板面板整体曲面剖切成若干个曲面单元；

3）根据模板设计人员提供的模板安装顺序，将步骤2）得到的若干个曲面单元按照安装顺序进行编号，如图3所示。

三、单个模板面板曲面单元三维图如图4所示，对每个曲面单元进行测量，得出精准、详细的尺寸、弧度等信息，出模板加工图，指导加工，具体步骤如下：

1）在绘图软件中测量单个模板面板各边的弧长L以及对应的圆弧半径r、弦长l；

2）在各角点绘制各圆弧的切线，测量切线夹角α，即为模板展开图的夹角α；

3）将以上测量数据交由模板设计人员绘制模板加工图，指导加工。

四、三维模型提供模板控制点坐标，为安装放样提供准确依据，确定安装位置，具体步骤如下：

1）将步骤二中得到的剖切后的三维曲面模型在绘图软件定位在基准坐标系中；

2）查询模板控制点坐标，为测量队放样提供准确依据，确定安装位置。

五、利用三维模型可视化的特性，让施工人员对整体结构有形象了解，根据步骤二中的模板编号，利用卷扬机和人工，实现快速准确安装。

Claims (3)

1.一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：根据异型混凝土结构二维图纸建立异型模板面板整体曲面的三维模型；

步骤2：将模板面板整体曲面剖切成若干个单个模板面板曲面单元，并按照模板安装顺序编号；

步骤3：对每个曲面单元模型进行测量，得出精准、详细的尺寸、弧度等信息，出模板加工图，指导加工；

步骤4：三维模型提供模板控制点坐标，为安装放样提供准确依据，确定安装位置；

步骤5：利用三维模型可视化的特性，让施工人员对整体结构有形象了解，并确定每块模板的安装位置，实现快速准确安装。

2.根据权利要求1所述一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，其特征在于，所述步骤1中，根据设计提供的部分断面图，通过绘图软件拉伸、放样、扫略等命令完成三维建模。

3.根据权利要求1所述一种三维模型辅助异型模板设计与安装的方法，其特征在于，所述步骤4中，将三维模型定位在基准坐标系中，即可查询模板安装控制点坐标，为测量放样提供准确依据。