CN113139222A - 基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，步骤包括：在AutoCAD中启动绘制横断面的用户操作界面；选择需要绘制的横断面类型；输入隧道横断面设计参数；调用计算引擎计算横断面特征点坐标值；判断参数的有效性；初始化绘图环境；在当前图纸中自动绘制横断面图形并计算横断面面积的工程数据；输出操作日志。本发明提供的方法具有参数化程度高、绘图速度快特点，可以有效缓解传统工程技术人员手工绘制横断面图效率低、容易出错及设计变更时返工耗时耗力的难题。该方法主要应用于城市明挖隧道等地下工程中，尤其适用于城市明挖法施工的隧道工程设计。

Description

基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法

技术领域

本发明涉及城市隧道工程设计技术领域，具体涉及一种基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法。

背景技术

近年来，随着城市经济不断发展，同时人口密度不断增大，城市交通量逐年增长，以往大型立交、高架桥的修建已经逐渐不能满足人们出行的需求，城市隧道作为一种高效的通行工具，逐渐在国内大中城市开始修建。

按照开挖方式的不同，城市隧道可分为明挖隧道和暗挖隧道。其中，明挖隧道主要适用于隧道埋深较浅的区域，在城市地下工程中有着较为广泛的应用。在隧道工程建设过程中，往往需要绘制大量的隧道设计图。目前这些设计图的绘制主要由工程技术人员通过专业制图软件（如AutoCAD）手工完成，这种绘图方式效率较低，同时当出现设计变更时难于修改，一般需要多次返工绘制，耗费大量的时间和精力。

对于城市明挖隧道，在实际应用中，尽管其结构尺寸各不相同，但其横断面形式较为类似。在城市明挖隧道的绘制过程中，除断面参数不同外，一般具有相似的绘图程序，且多为重复性工作。

ObjectARX（AutoCAD Runtime Xtension）是一个以C++语言为基础的AutoCAD开发环境。利用它可以开发具有参数化绘图、计算分析和数据管理等功能的CAD系统。若能实现计算机自动控制AutoCAD软件，针对具体的隧道横断面形式，进行参数化自动绘图，将大大提高绘图效率，降低复核及修改难度，对城市明挖隧道的工程质量及建设进度具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，能实现计算机自动控制AutoCAD软件，针对具体的隧道横断面形式，进行参数化自动绘图，将大大提高设计绘图效率，降低复核及修改难度，从而提升城市明挖隧道的工程质量和进度。

本发明所采用的技术方案为：

基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

a.在AutoCAD中启动绘制横断面的用户操作界面；

b.选择需要绘制的横断面类型；

c.输入隧道横断面设计参数；

d.调用计算引擎计算横断面特征点坐标值；

e.判断参数的有效性：根据判定规则，判断数据的有效性，若满足，则继续下一步，若不满足，则返回步骤c重新输入；

f.初始化绘图环境：根据企业级、项目级设计情况，调用绘图标准模板文件初始化当前图层、线宽、文本样式、标注样式的绘图环境；

g.在当前图纸中自动绘制横断面图形并计算横断面面积的工程数据；根据内外轮廓线特征点计算出横断面面积的工程数据；

h.输出操作日志：并进行图纸复核，若满足，则结束绘制；若不满足，则返回步骤c重新进行。

所述步骤a中，在AutoCAD命令行区域输入命令显示出开发好的城市明挖隧道横断面设计模块主界面；主界面采用微软的MFC框架研发，利用ObjectARX技术中消息传递机制，和AutoCAD软件以及研发的绘图模块、计算模块进行信息交互。

所述步骤b中，根据需求调研及历史工程统计，确定提供了分离式U型槽、整体式U型槽、一箱单孔矩形、一箱单孔折板拱、一箱两孔矩形、一箱两孔折板拱六种城市明挖隧道常用横断面类型，从提供的常用横断面类型中选择一种需要绘制的类型，不常用类型采用自定义方式。

所述步骤c中，城市明挖隧道横断面工程设计参数包括断面高度、顶底板厚度、边中墙厚度和各处倒角尺寸，还能从程序内嵌的标准模板库中选择模板数据然后编辑确定设计参数。

所述步骤d具体为：根据输入的设计参数，调用具有通用几何数据结构接口的计算引擎模块按照断面各点的几何拓扑关系，计算出横断面特征点的笛卡尔坐标值。

所述步骤g中，根据计算的特征点坐标，通过ObjectARX程序控制AutoCAD软件进行城市明挖隧道横断面自动绘制，包括：外轮廓线绘制、内轮线绘制、尺寸标注绘制及倒角标注绘制。

所述步骤g中，所有绘图图元均由调用AcDbLine、AcDbPolyline、AcDbText、AcDbDimension的AutoCAD平台自有实体创建，不包含自定义实体；根据绘制内外轮廓线时构建的AcDbCurve实体调用面积方法getArea计算出横断面面积的工程数据。

本发明具有以下优点：

本发明提供的方法具有参数化程度高、绘图速度快特点，可以有效缓解传统工程技术人员手工绘制横断面图效率低、容易出错及设计变更时返工耗时耗力的难题。该方法主要应用于城市明挖隧道等地下工程中，尤其适用于城市明挖法施工的隧道工程设计。

附图说明

图1是本发明中城市明挖隧道横断面绘制流程图；

图2是本发明中用户操作界面图；

图3是本发明中一箱两孔矩形横断面的绘制参数输入界面图；

图4是本发明中横断面参数模板选择界面图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，如图1所示包括以下步骤：

a.在AutoCAD中启动绘制断面的用户操作界面：在AutoCAD命令行区域输入命令显示出开发好的城市明挖隧道断面设计模块主界面；如图2为用户操作界面图；

b.选择需要绘制的横断面类型：从提供的分离式U型槽、整体式U型槽、一箱单孔矩形、一箱单孔折板拱、一箱两孔矩形、一箱两孔折板拱六种城市明挖隧道常用断面类型及自定义类型中选择一种需要绘制的类型；

c.输入隧道断面设计参数：输入断面高度、顶底板厚度、边中墙厚度和各处倒角尺寸等；如图3为一箱两孔矩形断面的绘制参数输入界面图；

d.调用计算引擎计算断面特征点坐标值：根据输入的设计参数，调用计算引擎模块按照断面各点的几何拓扑关系，计算出断面特征点的笛卡尔坐标值；

e.判断参数的有效性：根据判定规则，判断数据的有效性，若满足，则继续下一步，若不满足，则返回步骤c重新输入；

f.初始化绘图环境：根据企业级、项目级设计情况，调用绘图标准模板文件初始化当前图层、线宽、文本样式、标注样式等绘图环境；

g.在当前图纸中自动绘制断面图形并计算断面面积等工程数据：根据计算的特征点坐标，通过ObjectARX程序控制AutoCAD软件进行城市明挖隧道断面自动绘制，包括：外轮廓线绘制、内轮线绘制、尺寸标注绘制及倒角标注绘制等；

根据内外轮廓线特征点计算出断面面积等工程数据；

h.输出操作日志：并进行横断面图纸复核，若满足，则结束绘制；若不满足，则返回步骤c重新进行。

进一步，所述步骤a中，在AutoCAD命令行区域输入命令显示出开发好的城市明挖隧道横断面设计模块主界面；主界面采用微软的MFC框架研发，利用ObjectARX技术中消息传递机制，和AutoCAD软件以及研发的绘图模块、计算模块进行信息交互；

进一步，所述步骤b中，根据需求调研及历史工程统计，确定提供了分离式U型槽、整体式U型槽、一箱单孔矩形、一箱单孔折板拱、一箱两孔矩形、一箱两孔折板拱六种城市明挖隧道常用横断面类型；对于其它不常用类型采用自定义方式提供解决方案；

进一步，所述步骤c中，输入城市明挖隧道横断面工程设计参数，断面高度、顶底板厚度、边中墙厚度和各处倒角尺寸等可以人工输入，也可以从程序内嵌的标准模板库中选择模板数据然后编辑确定设计参数；如图4为横断面参数模板选择界面图；

进一步，所述步骤d中，根据输入的设计参数，调用具有通用几何数据结构接口的计算引擎模块按照断面各点的几何拓扑关系，计算出横断面特征点的笛卡尔坐标值；保证计算的运算速度，兼顾了可移植性能；

进一步，所述步骤g中，通过基于ObjectARX技术开发的程序绘制横断面外轮廓线、内轮线、尺寸标注及倒角标注等；为了方便后续编辑，所有绘图图元均由调用AcDbLine、AcDbPolyline、AcDbText、AcDbDimension等AutoCAD平台自有实体创建，不包含自定义实体。根据绘制内外轮廓线时构建的AcDbCurve实体调用面积方法getArea计算出横断面面积等工程数据。

进一步，所述步骤c中输入设计参数过程：如图3所示，分别定义双洞闭合矩形断面的高度为H，顶板厚为H1，底板厚为H2，路线前进方向左侧箱室宽度为WL，右侧箱室宽度为WR，左侧边墙厚度为W1，右侧边墙厚度为W2，中墙厚度为W3，外侧顶板水平倒角TX1，外侧顶板竖直倒角TY1，内侧顶板水平倒角TX2，内侧顶板竖直倒角TY2，外侧底板水平倒角BX1，外侧底板竖直倒角BY1，内侧底板水平倒角BX2，内侧底板竖直倒角BY2；隧道工程师可以根据当前横断面实际设计参数输入对应数值，然后点击界面上“确认”按钮绘制出横断面设计图形。隧道工程师也可以点击界面上“读取模板数据”按钮，如图4所示，在弹出界面中选择合适的模板来刷新横断面尺寸参数数值，编辑调整至满足设计需求时点击界面上“确认”按钮绘制出横断面设计图形。

进一步，所述步骤c中输入设计参数过程：如图3所示，定义了双洞闭合矩形断面的起始桩号SS、终止桩号SE；隧道工程师输入的起始桩号SS和终止桩号SE数值规则约定为，如果桩号相等只绘制二维横断面图形，如果桩号不相等除了绘制二维横断面图形外，还会绘制出桩号范围内以当前横断面为基准拉伸方式创建的三维实体，同时输出实体的体积几何参数到日志中。

本发明基于ObjectARX技术采用面向对象的C + +程序设计语言对AutoCAD进行二次开发，实现了计算机自动控制AutoCAD软件，针对具体的隧道横断面形式，进行参数化自动绘图，提高了设计绘图效率，同时降低复核及修改难度，从而提高城市明挖隧道的工程质量及建设进度。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

a.在AutoCAD中启动绘制横断面的用户操作界面；

b.选择需要绘制的横断面类型；

c.输入隧道横断面设计参数；

d.调用计算引擎计算横断面特征点坐标值；

e.判断参数的有效性：根据判定规则，判断数据的有效性，若满足，则继续下一步，若不满足，则返回步骤c重新输入；

f.初始化绘图环境：根据企业级、项目级设计情况，调用绘图标准模板文件初始化当前图层、线宽、文本样式、标注样式的绘图环境；

g.在当前图纸中自动绘制横断面图形并计算横断面面积的工程数据；根据内外轮廓线特征点计算出横断面面积的工程数据；

h.输出操作日志：并进行图纸复核，若满足，则结束绘制；若不满足，则返回步骤c重新进行。

2.根据权利要求1所述的基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述步骤a中，在AutoCAD命令行区域输入命令显示出开发好的城市明挖隧道横断面设计模块主界面；主界面采用微软的MFC框架研发，利用ObjectARX技术中消息传递机制，和AutoCAD软件以及研发的绘图模块、计算模块进行信息交互。

3.根据权利要求2所述的基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述步骤b中，根据需求调研及历史工程统计，确定提供了分离式U型槽、整体式U型槽、一箱单孔矩形、一箱单孔折板拱、一箱两孔矩形、一箱两孔折板拱六种城市明挖隧道常用横断面类型，从提供的常用横断面类型中选择一种需要绘制的类型，不常用类型采用自定义方式。

4.根据权利要求3所述的基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述步骤c中，城市明挖隧道横断面工程设计参数包括断面高度、顶底板厚度、边中墙厚度和各处倒角尺寸，还能从程序内嵌的标准模板库中选择模板数据然后编辑确定设计参数。

5.根据权利要求4所述的基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述步骤d具体为：根据输入的设计参数，调用具有通用几何数据结构接口的计算引擎模块按照断面各点的几何拓扑关系，计算出横断面特征点的笛卡尔坐标值。

6.根据权利要求5所述的基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述步骤g中，根据计算的特征点坐标，通过ObjectARX程序控制AutoCAD软件进行城市明挖隧道横断面自动绘制，包括：外轮廓线绘制、内轮线绘制、尺寸标注绘制及倒角标注绘制。

7.根据权利要求6所述的基于ObjectARX的城市明挖隧道横断面绘制方法，其特征在于：

所述步骤g中，所有绘图图元均由调用AcDbLine、AcDbPolyline、AcDbText、AcDbDimension的AutoCAD平台自有实体创建，不包含自定义实体；根据绘制内外轮廓线时构建的AcDbCurve实体调用面积方法getArea计算出横断面面积的工程数据。

Images