CN112199743B

CN112199743B - 道路路肩挡墙的组件建立方法和三维参数化布置方法

Info

Publication number: CN112199743B
Application number: CN202010746361.6A
Authority: CN
Inventors: 王进丰; 陈培; 李小帅; 王敏; 李丽君; 龚君康; 刘晨
Original assignee: Changjiang Institute of Survey Planning Design and Research Co Ltd
Current assignee: Changjiang Institute of Survey Planning Design and Research Co Ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: CN112199743A

Abstract

本发明涉及数字模型构建技术领域，公开了一种道路路肩挡墙的组件建立方法，在组件内部建立挡墙行号和挡墙尺寸参数，在组件外部建立挡墙尺寸参数表，根据路肩边线与地形面距离关系，通过计算，用挡墙尺寸参数表中相关值对挡墙尺寸参数进行赋值，设定路肩边线上一点为挡墙定位点，在其铅直面上用挡墙尺寸参数绘制挡墙截面轮廓；将挡墙截面轮廓沿路肩边线扫掠生成挡墙体；封装建立挡墙组件。本发明还公开了一种道路路肩挡墙的三维参数化布置方法。本发明道路路肩挡墙的组件建立方法和三维参数化布置方法，基于挡墙组件，快速建立三维参数化模型，解决道路路肩挡墙三维设计耗时且修改不方便问题。

Description

道路路肩挡墙的组件建立方法和三维参数化布置方法

技术领域

本发明涉及数字模型构建技术领域，具体涉及一种道路路肩挡墙的组件建立方法和三维参数化布置方法。

背景技术

道路挡墙是道路重要支挡部件，用于支挡陡坡路堤下滑，抬高公路路基高程，其中，路肩挡墙具有收缩坡脚、减少占地、减少填方量的特点，适用于路肩陡坡情况。路肩挡墙其结构形式有仰斜式、悬臂式、重力式、衡重式等，现在大多在二维CAD软件选择结构形式进行布置设计，设计完成后用三维展示，不是真三维设计。在三维环境进行正向设计，建立道路路肩挡墙三维设计模型，一条路短者几百米，长者几公里，沿路肩边线几米一段计算挡墙高度和建模，整个道路挡墙布置设计其计算和建模工作量巨大，相当繁琐耗时。

为提高三维设计效率，应用Civil3D软件，在部件编辑器(SAC)中建立挡墙横截面部件，再进行挡墙装配，实现根据实际的填方高度，自动选择挡墙高度以及对应尺寸，完成挡土墙三维设计模型。此方法提高了建模效率，但有以下不足：

(1)每条道路都需要在Civil3D的部件编辑器(SAC)中编写或修改程序代码，才能实现根据填方高度计算选择挡土墙尺寸，操作步骤多界面不友好，用户使用不方便，不能将挡墙尺寸参数作为部件外部输入数据供用户使用；

(2)在黄原东的基于BIM公路支挡结构设计与施工系统研究中，以“挡墙的埋深不小于墙身高度的1/3”为判断条件计算选择挡墙尺寸，文中所述方法不适用于“前趾点处满足埋深和襟宽”为判断条件计算选择挡墙尺寸。

总而言之，现有的道路路肩挡墙三维设计耗时且修改不方便，严重影响了工作效率。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种道路路肩挡墙的组件建立方法和三维参数化布置方法，基于挡墙组件，快速建立三维参数化模型，解决道路路肩挡墙三维设计耗时且修改不方便问题。

为实现上述目的，本发明所设计的道路路肩挡墙的组件建立方法，包括如下步骤：

A)在组件内部建立挡墙行号及与挡墙行号对应的挡墙尺寸参数，在组件外部建立挡墙尺寸参数表，挡墙尺寸参数表包括一一对应的挡墙行号和挡墙尺寸参数值，挡墙尺寸参数包括挡墙高度；

B)根据路肩边线与地形面距离关系，计算满足挡墙最小埋深和最小襟宽的挡墙最小高度，在挡墙尺寸参数表中选取对应其高度的挡墙行号，用挡墙尺寸参数表中相关值对挡墙尺寸参数进行赋值；

C)设定在路肩边线上一点为挡墙定位点，在其铅直面上用挡墙尺寸参数绘制挡墙截面轮廓；

D)将挡墙截面轮廓沿路肩边线扫掠生成挡墙体；

E)将上述步骤封装，建立挡墙组件。

优选地，所述挡墙尺寸参数中包括墙高、墙宽、挡墙面坡、前墙趾高和前墙趾宽。

优选地，所述步骤B)中，将所述挡墙尺寸参数表按墙高从小到大排序，从中选取挡墙行号，其对应挡墙的高度大于路肩边线距地面的垂直距离+最小埋深+前墙趾高，进行初选，以满足挡墙埋深尺寸初步要求，从初选行号开始向后搜索，终选挡墙行号，要求挡墙的前墙趾点满足最小埋深同时与地面水平距离大于最小襟宽，挡墙尺寸参数用与挡墙尺寸参数表中终选挡墙行号的挡墙尺寸值赋值。

一种道路路肩挡墙的三维参数化布置方法，包括如下步骤：

1)沿路肩边线进行填挖分析：将路肩边线投影在地形面上，投影线与路肩边线相交得到公路各填方段的起止点，分析拟用挡墙进行支挡的路肩填方段；

2)布置挡墙支挡道路：沿路肩边线，在用挡墙支挡的各填方段起止点之间，基于所述道路路肩挡墙的组件建立方法建立的挡墙组件，一段一段布置挡墙支挡道路。

优选地，所述步骤2)中，以路肩边线、挡墙定位点、地形面为输入元素，以挡墙尺寸参数表、最小埋深、最小襟宽和挡墙长度为输入参数，计算路肩边线与地形面距离，选取与之相匹配的挡墙尺寸参数建立挡墙实体模型，输出挡墙体和挡墙端点，并将该挡墙端点作为下个挡墙定位点。

优选地，所述步骤2)中，在挡墙当前段起止点之间，计算路肩边线与地形面的最大间距点，以最大间距点为初始挡墙定位点，沿路肩边线向两端一个一个布置挡墙，直到填方段起止点结束。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、基于挡墙组件，能够用程序语言实现快速建立道路路肩挡墙三维模型，解决道路路肩挡墙三维设计耗时的问题；

2、因三维模型与设计输入参数完全关联，其三维模型能动态修改和自动更新，根据不同地质岩性，修改参数快速更新三维模型。

附图说明

图1为本发明道路路肩挡墙的三维参数化布置方法的流程图；

图2为在3DE中沿路肩边线进行填挖分析；

图3为本发明实施例中衡重式挡墙尺寸参数表及图示；

图4为3DE中建立衡重式挡墙用户特征；

图5为3DE中基于挡墙组件布置一段挡墙；

图6为3DE中按段布置路肩挡墙；

图7为3DE中修改埋深和襟宽动态更新三维模型。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

一种道路路肩挡墙的组件建立方法，包括如下步骤：

A)在组件内部建立挡墙行号及与挡墙行号对应的挡墙尺寸参数，在组件外部建立挡墙尺寸参数表，挡墙尺寸参数表包括一一对应的挡墙行号和挡墙尺寸参数值，挡墙尺寸参数中包括挡墙高度、墙宽、挡墙面坡、前墙趾高和前墙趾宽；

B)根据路肩边线与地形面距离关系，计算满足挡墙最小埋深和最小襟宽的挡墙最小高度，在挡墙尺寸参数表中选取对应其高度的行号，用挡墙尺寸参数表中相关值对挡墙尺寸参数进行赋值；

D)将挡墙截面轮廓沿路肩边线扫掠生成挡墙体；

E)将上述步骤封装，建立挡墙组件。

其中，挡墙组件根据路肩边线与地形的空间距离智能匹配，是实现挡墙布置与建模的关键，步骤B)中，将挡墙尺寸参数表按墙高从小到大排序，从中选取挡墙行号，其对应挡墙的高度大于路肩边线距地面的垂直距离+最小埋深+前墙趾高，进行初选，以满足挡墙埋深尺寸初步要求，从初选行号开始向后搜索，终选挡墙行号，要求挡墙的前墙趾点满足最小埋深同时与地面水平距离大于最小襟宽，挡墙尺寸参数用与挡墙尺寸参数表中终选挡墙行号的挡墙尺寸值赋值。

一种道路路肩挡墙的三维参数化布置方法，包括如下步骤：

2)布置挡墙支挡道路：沿路肩边线，在用挡墙支挡的各填方段起止点之间，基于道路路肩挡墙的组件建立方法建立的挡墙组件，一段一段布置挡墙支挡道路。

其中，步骤2)中，以路肩边线、挡墙定位点、地形面为输入元素，以挡墙尺寸参数表、最小埋深、最小襟宽和挡墙长度为输入参数，计算路肩边线与地形面距离，选取与之相匹配的挡墙尺寸参数建立挡墙实体模型，输出挡墙体和挡墙端点，并将该挡墙端点作为下个挡墙定位点。

并且，步骤2)中，在挡墙当前段起止点之间，计算路肩边线与地形面的最大间距点，以最大间距点为初始挡墙定位点，沿路肩边线向两端一个一个布置挡墙，直到填方段起止点结束。

下面结合达索3DE软件实施例，以衡重式挡墙为例详细描述本发明道路路肩挡墙的组件建立方法和三维参数化布置方法。

通过用户特征实现挡墙组件的建立，过程如下：

1、建立挡墙行号和挡墙尺寸参数：设置挡墙尺寸参数：墙高H、上墙高H1、上墙宽B1、挡墙面坡n、上墙背坡n1、平台宽B2、下墙背坡n2、前墙趾高DH、前墙趾宽DL、基础全宽B3；

2、由路肩边线与地形面距离+挡墙最小埋深+前墙趾高DH得到挡墙最小高度，从挡墙尺寸参数表中初步选取挡墙行号，其对应挡墙的高度大于挡墙最小高度(此步进行“初选”，比直接从头到尾“终选”较大缩短了搜索计算时间)，以满足路面支护和埋深的尺寸初步要求；

3、由定位点按挡墙尺寸参数求出前墙趾点；

4、从大于挡墙最小高度对应的行号开始向后搜索，选取挡墙的前墙趾点满足最小埋深同时与地面水平距离大于最小襟宽的挡墙行号；

5、挡墙尺寸参数用此行号的挡墙尺寸值赋值；

6、在铅直面上用挡墙尺寸参数绘制截面轮廓；

7、将挡墙截面轮廓沿路肩边线扫掠生成挡墙体；

8、将上述步骤封装，建立用户特征作为挡墙组件。

道路路肩挡墙的三维参数化布置方法，过程如下：

1)沿路肩边线进行填挖分析，将路肩边线投影在地形面上，投影线与路肩边线相交得到道路各填方段起止点，分析那些填方段拟用挡墙进行支挡，见图2；

2)建立道路路肩挡墙组件：以路肩边线、挡墙定位点、地形面为输入元素，以挡墙尺寸参数表、最小埋深、最小襟宽和挡墙长度为输入参数，计算路肩边线与地形面距离，选取与之相匹配的挡墙尺寸参数建立挡墙实体模型，挡墙尺寸参数表按墙高从小到大排序，见图3，输出挡墙体和挡墙端点(作为下个挡墙定位点)，见图4；

3)在当前挡墙支挡段起止间，基于挡墙组件，一个一个的布置挡墙，见图5，本步骤具体过程如下：

①在路肩边线支挡段起止点间，求路肩边线与地形面最大间距点；

②以最大间距点为起点，基于挡墙组件，沿路肩边边线向两端一个一个布置挡墙，直到挡墙支挡段起止点结束；

4)沿路面路肩边线，在公路挡墙支挡各段起止点之间，一段一段布置挡墙支护道路，完成道路路肩挡墙三维参数化模型，见图6。

具体而言，道路路肩挡墙的三维参数化布置时，如附图1所示，包括如下步骤：

S1)沿路肩边线进行填挖分析；

S2)将挡墙支挡的第一段作为当前段；

S3)求得当前段路肩边线与地形面的最大间距点；

S4)以最大间距点作为当前挡墙组件定位点；

S5)在当前定位点向左建立挡墙组件；

S6)当挡墙组件建立到当前段左端点时，进入步骤S7)，否则将挡墙组件输出端点作为下个当前定位点，回到步骤S5)；

S7)以最大间距点作为当前挡墙组件定位点；

S8)在当前定位点向右建立挡墙组件；

S9)当挡墙组件建立到当前段右端点时，进入步骤S10)，否则将挡墙组件输出端点作为下个当前定位点，回到步骤S8)；

S10)若处理完所有挡墙支挡段，结束，否则将下一段挡墙支挡段作为当前段，回到步骤S3)。

本发明道路路肩挡墙的组件建立方法和三维参数化布置方法以公路路肩边线、地形面为输入条件，以挡墙尺寸参数表、最小埋深和最小襟宽为输入参数，基于组件用3DE的程序语言快速建立道路挡墙三维参数化模型。因三维模型与设计输入参数完全关联，其三维模型能动态修改和自动更新。如图7，根据不同岩性修改挡墙最小埋深和最小襟宽设计参数，快速更新三维模型，解决了道路路肩挡墙三维设计耗时且修改不方便问题。

Claims

1.一种道路路肩挡墙的组件建立方法，其特征在于：包括如下步骤：

D)将挡墙截面轮廓沿路肩边线扫掠生成挡墙体；

E)将上述步骤封装，建立挡墙组件。

2.根据权利要求1所述道路路肩挡墙的组件建立方法，其特征在于：所述挡墙尺寸参数表中包括墙高、墙宽、挡墙面坡、前墙趾高和前墙趾宽。

3.根据权利要求1所述道路路肩挡墙的组件建立方法，其特征在于：所述步骤B)中，将所述挡墙尺寸参数表按墙高从小到大排序，从中选取挡墙行号，其对应挡墙的高度大于路肩边线距地面的垂直距离+最小埋深+前墙趾高，进行初选，以满足挡墙埋深尺寸初步要求，从初选行号开始向后搜索，终选挡墙行号，要求挡墙的前墙趾点满足最小埋深同时与地面水平距离大于最小襟宽，挡墙尺寸参数用与挡墙尺寸参数表中终选挡墙行号的挡墙尺寸值赋值。

4.一种道路路肩挡墙的三维参数化布置方法，其特征在于：包括如下步骤：

2)布置挡墙支挡道路：沿路肩边线，在用挡墙支挡的各填方段起止点之间，基于如权利要求1～3中任一项所述道路路肩挡墙的组件建立方法建立的挡墙组件，一段一段布置挡墙支挡道路。

5.根据权利要求4所述道路路肩挡墙的三维参数化布置方法，其特征在于：所述步骤2)中，以路肩边线、挡墙定位点、地形面为输入元素，以挡墙尺寸参数表、最小埋深、最小襟宽和挡墙长度为输入参数，计算路肩边线与地形面距离，选取与之相匹配的挡墙尺寸参数建立挡墙实体模型，输出挡墙体和挡墙端点，并将该挡墙端点作为下个挡墙定位点。

6.根据权利要求5所述道路路肩挡墙的三维参数化布置方法，其特征在于：所述步骤2)中，在挡墙当前段起止点之间，计算路肩边线与地形面的最大间距点，以最大间距点为初始挡墙定位点，沿路肩边线向两端一个一个布置挡墙，直到填方段起止点结束。