CN113204835A - 一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法 - Google Patents

一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，包括搭建Revit环境，创建Dynamo环境下设计线；编制Dynamo管环创建程序；编制Dynamo排版程序；编制Dynamo盾构模型创建程序；进行排版设计；进行纠偏设计，本发明适用于盾构设计及施工阶段，在盾构管环最优排版方案、盾构管环纠偏排版设计、盾构管环参数化自动建模、盾构隧道模型快速自动建模方面都具有非常显著的效果，通过三维算法、迭代算法程序实现盾构隧道正向设计及施工纠偏设计，实现了在盾构隧道BIM领域的一次创新和突破；具有合理性、高效性以及可推广性。

Description

一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法
技术领域
本发明属于盾构设计及施工技术领域，具体是一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法。
背景技术
盾构隧道是通过盾构法开挖的一种暗挖隧道，当盾构机向前推进时，逐步跟进拼装预制混凝土管片，以此形成隧道结构，盾构管片作为隧道的永久衬砌结构，承担着土层压力、地下水压以及其他荷载，一般主要分为标准块、邻接块、封顶块组成，通过环向连接螺栓组成管环，管环的设计一般分为标准环、转弯环，双面楔形环，环端面呈圆形，均匀分布螺栓孔，环与环之间螺栓孔对齐，并采用错缝拼装，且遵循封顶块的点位特殊限制条件，形成符合规范标准的盾构隧道；
然而，现有方法对于设计图纸的依赖较为严重，须基于已有的设计图纸，以及盾构管环的设计排版结果，建立与图纸一致的盾构管环等构件族，然后借助Dynamo计算构件空间位置，再进行三维实体还原，能够完成三维模型的还原，但是不能用于盾构排版方案的设计，以及在施工作业中，根据最新盾构管环姿态，随时进行后续管环纠偏排版设计，即不能通过当前管环姿态，计算下一环所允许的管环姿态，并根据所允许环在水平与竖向偏离设计轴线距离的大小，选择最小允许环，实现盾构与设计中心线的拟合。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，包括以下步骤：
搭建Revit环境，创建Dynamo环境下设计线；
编制Dynamo管环创建程序；
编制Dynamo排版程序；
编制Dynamo盾构模型创建程序；
排版设计；
纠偏设计。
优选的，所述搭建Revit环境包括：
创建Revit项目，设置项目单位为m，针对常规模型类别添加设计轴线偏离值、K块点位的项目参数；
所述创建Dynamo环境下设计线包括：
将设计线数据通过编制Dynamo程序转化或创建为Dynamo环境中PolyCurve或NurbsCurve，作为设计线基准。
优选的，所述Dynamo管环创建程序包括：管环基本参数输入端、管环创建程序、自适应点位创建程序和管环材质设置程序。
优选的，所述管环基本参数输入端包含参数：楔形量、管环外径、管片厚度、管环厚度、锚栓数、K块参数、邻接块参数、标准块数量、纵缝偏移量；其中所述K块参数包括：K块点位、K块前端外弧长、K块前端内弧长、K块后端外弧长、K块后端内弧长，所述邻接块参数包括：邻接块前端外弧长、邻接块前端内弧长、邻接块后端外弧长、邻接块后端内弧长；
所述管环创建程序是基于Dynamo内置节点及Python Script的脚本语言编写节点，创建管环形状创建节点，该节点需要对应输入所述管环基本参数输入端创建的参数，当节点接受到参数值并执行计算，程序会根据管环外径、管片厚度在参照标高平面基于原点创建两个同心圆，外圆半径等于管环外径，内圆半径=管环外径-管片厚度，并根据楔形量、管环厚度参数，基于X坐标=管环厚度*SIN(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))，Y坐标=0，Z坐标=-管环厚度*COS(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))的点创建两个同样的同心圆，并在前立面将两个圆沿逆时针旋转ASIN(楔形量/(4*管环厚度))角度，根据所述K块参数、所述邻接块参数、所述标准块数量参数对四个圆进行分割，连接同心圆内外圆弧线临近的点，通过封闭线的融合计算，分别生成封顶块、邻接块、标准块管片三维形状，再经过锚栓数、纵缝偏移量参数创建纵向连接螺栓孔、环向连接螺栓孔，以及环缝与纵缝构造创建，最后经Python Script节点转化为Revit构件族；
所述自适应点位创建程序：根据楔形量、管环外径、管环厚度，按顺序创建三个自适应点，第1自适应点位于管环起始平面中心，第2自适应点位于管环末端平面中心，第3自适应点位于管环起始平面，由平面中心向管环厚度最薄处偏移一定固定值，第1自适应点和第2自适应点用于控制管环拼装方向，使其沿改换的拼装方向布置，第1自适应点和第3自适应点用于控制管环环向角度，使K块在指定点位上，K块中心与1号自适应点所成的线，与第1自适应点和第3自适应点所成的线的夹角在同一设计管环中不变；
所述管环材质设置程序可赋予生成的管片图元真实材质，完成后进行保存，并将其载入到所述Revit项目中。
优选的，所述Dynamo排版程序包括设计线转换、盾构基本参数输入端、排版模拟程序、每环K块最优点位计算、每环设计轴线最大偏离值计算和模拟结果。
优选的，所述设计线转换负责接收所述设计线数据，并将其转化为Dynamo可识别的曲线信息；
所述盾构基本参数输入端：负责盾构基本参数的输入，包含最优排版输入端和纠偏排版输入端两种，最优排版输入端包括楔形量值、始排桩号、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
所述纠偏排版输入端包括最新安装环末端平面中心点、平面法向量、由平面中心点指向K块中心的向量、楔形量值、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
所述排版模拟程序：包含最优排版和纠偏排版两种，接受设计线转化成果、以及盾构基本参数输入端的各项输出参数为数据依据，通过编写Python Script程序完成盾构管环排版模拟计算，输出管环基准坐标系原点坐标、K块点位、设计轴线最大偏离值信息；
所述每环K块最优点位计算：将每一环的最优点位数据从所述排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
所述每环设计轴线最大偏离值计算：将每一环的设计轴线最大偏离值数据从所述排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
所述模拟结果：显示最优首环K块点位、剩余环最优K块点位、管环设计轴线最大偏离值。
优选的，所述最优排版是通过在设计线路起始桩号处，基于三维设计线在该桩号处的点为原点，且作为该环管环的1号自适应点，在该桩号处的切向量为X轴，垂直该轴沿竖直向上方向为Y轴，建立Dynamo三维坐标系A，根据K块允许点位，以360°/螺栓数为单位，依次以乘以1至螺栓数的倍数为旋转角度，以X轴为旋转轴，旋转坐标系A至与K块允许点位相匹配位置，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位，根据管环楔形特点及楔形量，对坐标系A进行旋转和位移，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点作为2号自适应点，确定第一环的所有允许排版姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，其中Xxz为楔形量值，Dgh为管环外径；
依次以首环坐标系B为基准，通过绕坐标系X轴旋转360°/螺栓数的整数倍角度，倍数范围从1至螺栓数，作为第二环起始平面的坐标系A，计算出第二环K块的点位与首环K块点位关系，判断第二环K块点位是否为K块允许设计点位，并且判断与首环是否形成通缝，若点位为K块允许设计点位且与上一环的K块点位相对关系不形成通缝，则根据楔形方式及楔形量，对坐标系A进行位移和旋转，作为该环末端平面的坐标系B，取坐标系A原点作为1号自适应点，取坐标系B原点作为2号自适应点，将1号自适应点沿坐标系A的Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，通过3个自适应点数据确定第二环管环的姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第二环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据;
重复第二环的计算流程，根据第二环坐标系B为基准，作为第三环起始平面的坐标系A，通过与第二环同样的步骤，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第三环管环数据，以此类推，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量;
根据首环出现的若干个K块点位排布形式，对应形成若干组排版方案，计算每一组排版方案中的最大设计轴线偏离值，选择最大设计轴线偏离值最小的一组方案作为最终方案，形成模拟排版的结果；
所述纠偏排版：是根据当前最新安装管环Ho姿态，确定环Ho大里程末端侧中心点Po、法向量Vx，通过原点指向环Ho厚度最薄方向构造向量Vz，以Po为原点，Vx为X轴，Vz为Z轴建立坐标系Co，记录环Ho的K块点位，通过绕坐标系Co的X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成坐标系A，以坐标系A原点为1号自适应点，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位；
根据管环楔形特点及楔形量，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点为2号自适应点，通过3个自适应点数据确定第一环管环的姿态，计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第一环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第一环管环数据；
将第一环的坐标系X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成第二环的坐标系A，重复第一环的计算流程，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量。
优选的，所述Dynamo盾构模型创建程序包括：
数据引入：引入所述模拟结果；
管环模型排版：通过解析排版数据，将每个管环对应的自适应点进行列表组合，读取组合管环族类型，通过Dynamo中的AdaptiveComponent.ByPoints节点创建管环族实例，形成盾构隧道模型；
设置参数值：为创建完成的管环设置设计轴线偏离值及K块点位参数，为每一环管环族都赋予对应参数值；
根据设计轴线偏离值为管片设置图元颜色：解析排版数据中的设计轴线偏离值，取其中最小和最大值，然后计算比例：
Ku =（管环设计轴线偏离值-最小偏离值）/（最大偏离值-最小偏离值），
基于ARGB值创建颜色值ColorA、ColorB，通过Color Range节点为每一个Ku值创建一个从ColorA至ColorB范围对应比例的颜色值，最后通过Element.OverrideColorInView节点为每一道管环族赋予图元颜色。
优选的，所述排版设计包括：
在所述Revit环境下运行Dynamo软件，通过所述Dynamo排版程序，输入模拟参数，创建所述模拟排版,运行所述Dynamo排版程序的所述最优排版；
观察模拟排版结果，判定排版结果是否满足规范相关要求，若满足要求，则保留、记录设置的参数，若不满足要求则修改调整参数，再次运行，直到管环设计轴线偏离值在预期范围之内为止，保留、记录设置的参数，其中所述规范相关要求指该方案最大轴线偏离值是否在预期范围内；
在Revit软件中基于自适应族样板新建族，通过Dynamo软件打开Dynamo管环创建程序，运行该程序，生成管环族，保存管环族；
使用Dynamo软件运行Dynamo盾构模型创建程序，引入Dynamo排版程序中排版模拟程序的计算结果，运行程序，完成盾构模型的生成、参数设置以及与偏离值对应的图元颜色设置。
优选的，所述纠偏设计包括：
在Revit软件中基于自适应族样板新建族，通过Dynamo软件打开Dynamo管环创建程序，输入楔形量、管环外径、管片厚度、管环厚度、锚栓数、K块点位、K块前端外弧长、K块前端内弧长、K块后端外弧长、K块后端内弧长、邻接块前端外弧长、邻接块前端内弧长、邻接块后端外弧长、邻接块后端内弧长、标准块数量、纵缝偏移量参数，参数与设计数据一致，运行该程序，生成管环族，保存管环族；
获取当前管环，通过测量等技术手段，对当前最新安装的管环末端平面进行测量定位，获取到断面的基础数据，包含坐标、方向等，通过计算，得到管环末端平面中心点的坐标，以及沿大里程方向的法向量，并记录该环K块点位信息，通过以上姿态参数，在Dynamo中将管环姿态进行还原；
搭建Revit环境，在Revit环境下运行Dynamo软件，打开Dynamo排版程序，输入最新环测量计算得到的管环末端中心点坐标、法向量、K块点位，创建纠偏排版：并设置设计楔形量值、始排桩号、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数，运行最优排版方案的Dynamo排版程序；
使用Dynamo软件运行Dynamo盾构模型创建程序，引入Dynamo排版程序中排版模拟程序的计算结果，运行程序，完成盾构模型的生成、参数设置以及与偏离值对应的图元颜色设置。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明在盾构管环最优排版方案、盾构管环纠偏排版设计、盾构管环参数化自动建模、盾构隧道模型快速自动建模方面都具有非常显著的效果，通过三维算法、迭代算法程序实现盾构隧道正向设计及施工纠偏设计，实现了在盾构隧道BIM领域的一次创新和突破；
本发明成功创建出来的盾构隧道逻辑严谨，排版成果可靠，数据精准，盾构管环精确，管环之间无重合但又环环相扣，并且所有管环K块点位均在符合要求的范围之内，前后环未出现通缝现场，总体排版设计符合规范要求，本发明创新了智能算法，保证了方案的合理性；
本发明提供的方法不仅合理准确，而且仅需要3分种即完成了80环盾构管环的排版设计、三维建模、参数赋值、图元颜色修改工作，解决了传统的盾构管环排版步骤繁琐、经历大量绘图分析计算、人工数据迭代计算的缺陷，提高了工作效率，具有高效性；
本发明原创的节点钢支撑自动配节建模和Dynamo文件除编写的Python Script程序之外，其他均属于Revit环境下Dynamo的内置节点，不要引用其他Dynamo软件包，创建和使用非常方便，非常适合推广使用。
附图说明
图1是本发明一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法的流程图;
图2是本发明优选实施例中Dynamo管环创建程序结构图;
图3是本发明优选实施例中Dynamo排版程序结构图;
图4是本发明优选实施例中Dynamo盾构模型创建程序结构图;
图5是本发明优选实施例中双面楔形环结构图;
图6是本发明优选实施例中管环模型结构图;
图7是本发明优选实施例中盾构管环最优排版模型结构图。
具体实施方式
以下结合附图1-7，进一步说明本发明一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法的具体实施方式。本发明一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法不限于以下实施例的描述。
实施例1：
本实施例给出一种利用Dynamo实现盾构管环排版的方法的具体结构，如图1-7所示，包括以下步骤：
搭建Revit环境，创建Dynamo环境下设计线；
编制Dynamo管环创建程序；
编制Dynamo排版程序；
编制Dynamo盾构模型创建程序；
排版设计。
具体地，搭建Revit环境包括：
创建Revit项目，设置项目单位为m，针对常规模型类别添加设计轴线偏离值、K块点位的项目参数；
创建Dynamo环境下设计线包括：
将设计线数据通过编制Dynamo程序转化或创建为Dynamo环境中PolyCurve或NurbsCurve，作为设计线基准。
具体地，Dynamo管环创建程序包括：管环基本参数输入端、管环创建程序、自适应点位创建程序和管环材质设置程序。
具体地，管环基本参数输入端包含参数：楔形量、管环外径、管片厚度、管环厚度、锚栓数、K块参数、邻接块参数、标准块数量、纵缝偏移量；其中K块参数包括：K块点位、K块前端外弧长、K块前端内弧长、K块后端外弧长、K块后端内弧长，邻接块参数包括：邻接块前端外弧长、邻接块前端内弧长、邻接块后端外弧长、邻接块后端内弧长；
管环创建程序是基于Dynamo内置节点及Python Script的脚本语言编写节点，创建管环形状创建节点，该节点需要对应输入管环基本参数输入端创建的参数，当节点接受到参数值并执行计算，程序会根据管环外径、管片厚度在参照标高平面基于原点创建两个同心圆，外圆半径等于管环外径，内圆半径=管环外径-管片厚度，并根据楔形量、管环厚度参数，基于X坐标=管环厚度*SIN(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))，Y坐标=0，Z坐标=-管环厚度*COS(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))的点创建两个同样的同心圆，并在前立面将两个圆沿逆时针旋转ASIN(楔形量/(4*管环厚度))角度，根据K块参数、邻接块参数、标准块数量参数对四个圆进行分割，连接同心圆内外圆弧线临近的点，通过封闭线的融合计算，分别生成封顶块、邻接块、标准块管片三维形状，再经过锚栓数、纵缝偏移量参数创建纵向连接螺栓孔、环向连接螺栓孔，以及环缝与纵缝构造创建，最后经Python Script节点转化为Revit构件族；
自适应点位创建程序：根据楔形量、管环外径、管环厚度，按顺序创建三个自适应点，第1自适应点位于管环起始平面中心，第2自适应点位于管环末端平面中心，第3自适应点位于管环起始平面，由平面中心向管环厚度最薄处偏移一定固定值，第1自适应点和第2自适应点用于控制管环拼装方向，使其沿改换的拼装方向布置，第1自适应点和第3自适应点用于控制管环环向角度，使K块在指定点位上，K块中心与1号自适应点所成的线，与第1自适应点和第3自适应点所成的线的夹角在同一设计管环中不变；
管环材质设置程序可赋予生成的管片图元真实材质，完成后进行保存，并将其载入到Revit项目中。
具体地，Dynamo排版程序包括设计线转换、盾构基本参数输入端、排版模拟程序、每环K块最优点位计算、每环设计轴线最大偏离值计算和模拟结果。
进一步的，设计线转换负责接收设计线数据，并将其转化为Dynamo可识别的曲线信息；
盾构基本参数输入端：负责盾构基本参数的输入，包含最优排版输入端和纠偏排版输入端两种，最优排版输入端包括楔形量值、始排桩号、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
纠偏排版输入端包括最新安装环末端平面中心点、平面法向量、由平面中心点指向K块中心的向量、楔形量值、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
排版模拟程序：包含最优排版和纠偏排版两种，接受设计线转化成果、以及盾构基本参数输入端的各项输出参数为数据依据，通过编写Python Script程序完成盾构管环排版模拟计算，输出管环基准坐标系原点坐标、K块点位、设计轴线最大偏离值信息；
每环K块最优点位计算：将每一环的最优点位数据从排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
每环设计轴线最大偏离值计算：将每一环的设计轴线最大偏离值数据从排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
模拟结果：显示最优首环K块点位、剩余环最优K块点位、管环设计轴线最大偏离值。
进一步的，最优排版是通过在设计线路起始桩号处，基于三维设计线在该桩号处的点为原点，且作为该环管环的1号自适应点，在该桩号处的切向量为X轴，垂直该轴沿竖直向上方向为Y轴，建立Dynamo三维坐标系A，根据K块允许点位，以360°/螺栓数为单位，依次以乘以1至螺栓数的倍数为旋转角度，以X轴为旋转轴，旋转坐标系A至与K块允许点位相匹配位置，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位，根据管环楔形特点及楔形量，对坐标系A进行旋转和位移，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点作为2号自适应点，确定第一环的所有允许排版姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，其中Xxz为楔形量值，Dgh为管环外径；
依次以首环坐标系B为基准，通过绕坐标系X轴旋转360°/螺栓数的整数倍角度，倍数范围从1至螺栓数，作为第二环起始平面的坐标系A，计算出第二环K块的点位与首环K块点位关系，判断第二环K块点位是否为K块允许设计点位，并且判断与首环是否形成通缝，若点位为K块允许设计点位且与上一环的K块点位相对关系不形成通缝，则根据楔形方式及楔形量，对坐标系A进行位移和旋转，作为该环末端平面的坐标系B，取坐标系A原点作为1号自适应点，取坐标系B原点作为2号自适应点，将1号自适应点沿坐标系A的Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，通过3个自适应点数据确定第二环管环的姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第二环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据;
重复第二环的计算流程，根据第二环坐标系B为基准，作为第三环起始平面的坐标系A，通过与第二环同样的步骤，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第三环管环数据，以此类推，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量;
根据首环出现的若干个K块点位排布形式，对应形成若干组排版方案，计算每一组排版方案中的最大设计轴线偏离值，选择最大设计轴线偏离值最小的一组方案作为最终方案，形成模拟排版的结果；
纠偏排版：是根据当前最新安装管环Ho姿态，确定环Ho大里程末端侧中心点Po、法向量Vx，通过原点指向环Ho厚度最薄方向构造向量Vz，以Po为原点，Vx为X轴，Vz为Z轴建立坐标系Co，记录环Ho的K块点位，通过绕坐标系Co的X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成坐标系A，以坐标系A原点为1号自适应点，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位；
根据管环楔形特点及楔形量，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点为2号自适应点，通过3个自适应点数据确定第一环管环的姿态，计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第一环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第一环管环数据；
将第一环的坐标系X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成第二环的坐标系A，重复第一环的计算流程，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量。
进一步的，Dynamo盾构模型创建程序包括：
数据引入：引入模拟结果；
管环模型排版：通过解析排版数据，将每个管环对应的自适应点进行列表组合，读取组合管环族类型，通过Dynamo中的AdaptiveComponent.ByPoints节点创建管环族实例，形成盾构隧道模型；
设置参数值：为创建完成的管环设置设计轴线偏离值及K块点位参数，为每一环管环族都赋予对应参数值；
根据设计轴线偏离值为管片设置图元颜色：解析排版数据中的设计轴线偏离值，取其中最小和最大值，然后计算比例：
Ku =（管环设计轴线偏离值-最小偏离值）/（最大偏离值-最小偏离值），
基于ARGB值创建颜色值ColorA、ColorB，通过Color Range节点为每一个Ku值创建一个从ColorA至ColorB范围对应比例的颜色值，最后通过Element.OverrideColorInView节点为每一道管环族赋予图元颜色。
进一步的，排版设计包括：
在Revit环境下运行Dynamo软件，通过Dynamo排版程序，输入模拟参数，创建模拟排版,运行Dynamo排版程序的最优排版；
观察模拟排版结果，判定排版结果是否满足规范相关要求，若满足要求，则保留、记录设置的参数，若不满足要求则修改调整参数，再次运行，直到管环设计轴线偏离值在预期范围之内为止，保留、记录设置的参数，其中规范相关要求指该方案最大轴线偏离值是否在预期范围内；
在Revit软件中基于自适应族样板新建族，通过Dynamo软件打开Dynamo管环创建程序，运行该程序，生成管环族，保存管环族；
使用Dynamo软件运行Dynamo盾构模型创建程序，引入Dynamo排版程序中排版模拟程序的计算结果，运行程序，完成盾构模型的生成、参数设置以及与偏离值对应的图元颜色设置。
实施例2：
本实施例给出一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏的方法的具体结构，如图1-7所示，包括以下步骤：
搭建Revit环境，创建Dynamo环境下设计线；
编制Dynamo管环创建程序；
编制Dynamo排版程序；
编制Dynamo盾构模型创建程序；
纠偏设计。
具体地，搭建Revit环境包括：
创建Revit项目，设置项目单位为m，针对常规模型类别添加设计轴线偏离值、K块点位的项目参数；
创建Dynamo环境下设计线包括：
将设计线数据通过编制Dynamo程序转化或创建为Dynamo环境中PolyCurve或NurbsCurve，作为设计线基准。
具体地，Dynamo管环创建程序包括：管环基本参数输入端、管环创建程序、自适应点位创建程序和管环材质设置程序。
具体地，管环基本参数输入端包含参数：楔形量、管环外径、管片厚度、管环厚度、锚栓数、K块参数、邻接块参数、标准块数量、纵缝偏移量；其中K块参数包括：K块点位、K块前端外弧长、K块前端内弧长、K块后端外弧长、K块后端内弧长，邻接块参数包括：邻接块前端外弧长、邻接块前端内弧长、邻接块后端外弧长、邻接块后端内弧长；
管环创建程序是基于Dynamo内置节点及Python Script的脚本语言编写节点，创建管环形状创建节点，该节点需要对应输入管环基本参数输入端创建的参数，当节点接受到参数值并执行计算，程序会根据管环外径、管片厚度在参照标高平面基于原点创建两个同心圆，外圆半径等于管环外径，内圆半径=管环外径-管片厚度，并根据楔形量、管环厚度参数，基于X坐标=管环厚度*SIN(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))，Y坐标=0，Z坐标=-管环厚度*COS(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))的点创建两个同样的同心圆，并在前立面将两个圆沿逆时针旋转ASIN(楔形量/(4*管环厚度))角度，根据K块参数、邻接块参数、标准块数量参数对四个圆进行分割，连接同心圆内外圆弧线临近的点，通过封闭线的融合计算，分别生成封顶块、邻接块、标准块管片三维形状，再经过锚栓数、纵缝偏移量参数创建纵向连接螺栓孔、环向连接螺栓孔，以及环缝与纵缝构造创建，最后经Python Script节点转化为Revit构件族；
自适应点位创建程序：根据楔形量、管环外径、管环厚度，按顺序创建三个自适应点，第1自适应点位于管环起始平面中心，第2自适应点位于管环末端平面中心，第3自适应点位于管环起始平面，由平面中心向管环厚度最薄处偏移一定固定值，第1自适应点和第2自适应点用于控制管环拼装方向，使其沿改换的拼装方向布置，第1自适应点和第3自适应点用于控制管环环向角度，使K块在指定点位上，K块中心与1号自适应点所成的线，与第1自适应点和第3自适应点所成的线的夹角在同一设计管环中不变；
管环材质设置程序可赋予生成的管片图元真实材质，完成后进行保存，并将其载入到Revit项目中。
具体地，Dynamo排版程序包括设计线转换、盾构基本参数输入端、排版模拟程序、每环K块最优点位计算、每环设计轴线最大偏离值计算和模拟结果。
进一步的，设计线转换负责接收设计线数据，并将其转化为Dynamo可识别的曲线信息；
盾构基本参数输入端：负责盾构基本参数的输入，包含最优排版输入端和纠偏排版输入端两种，最优排版输入端包括楔形量值、始排桩号、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
纠偏排版输入端包括最新安装环末端平面中心点、平面法向量、由平面中心点指向K块中心的向量、楔形量值、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
排版模拟程序：包含最优排版和纠偏排版两种，接受设计线转化成果、以及盾构基本参数输入端的各项输出参数为数据依据，通过编写Python Script程序完成盾构管环排版模拟计算，输出管环基准坐标系原点坐标、K块点位、设计轴线最大偏离值信息；
每环K块最优点位计算：将每一环的最优点位数据从排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
每环设计轴线最大偏离值计算：将每一环的设计轴线最大偏离值数据从排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
模拟结果：显示最优首环K块点位、剩余环最优K块点位、管环设计轴线最大偏离值。
进一步的，最优排版是通过在设计线路起始桩号处，基于三维设计线在该桩号处的点为原点，且作为该环管环的1号自适应点，在该桩号处的切向量为X轴，垂直该轴沿竖直向上方向为Y轴，建立Dynamo三维坐标系A，根据K块允许点位，以360°/螺栓数为单位，依次以乘以1至螺栓数的倍数为旋转角度，以X轴为旋转轴，旋转坐标系A至与K块允许点位相匹配位置，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位，根据管环楔形特点及楔形量，对坐标系A进行旋转和位移，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点作为2号自适应点，确定第一环的所有允许排版姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，其中Xxz为楔形量值，Dgh为管环外径；
依次以首环坐标系B为基准，通过绕坐标系X轴旋转360°/螺栓数的整数倍角度，倍数范围从1至螺栓数，作为第二环起始平面的坐标系A，计算出第二环K块的点位与首环K块点位关系，判断第二环K块点位是否为K块允许设计点位，并且判断与首环是否形成通缝，若点位为K块允许设计点位且与上一环的K块点位相对关系不形成通缝，则根据楔形方式及楔形量，对坐标系A进行位移和旋转，作为该环末端平面的坐标系B，取坐标系A原点作为1号自适应点，取坐标系B原点作为2号自适应点，将1号自适应点沿坐标系A的Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，通过3个自适应点数据确定第二环管环的姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第二环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据;
重复第二环的计算流程，根据第二环坐标系B为基准，作为第三环起始平面的坐标系A，通过与第二环同样的步骤，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第三环管环数据，以此类推，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量;
根据首环出现的若干个K块点位排布形式，对应形成若干组排版方案，计算每一组排版方案中的最大设计轴线偏离值，选择最大设计轴线偏离值最小的一组方案作为最终方案，形成模拟排版的结果；
纠偏排版：是根据当前最新安装管环Ho姿态，确定环Ho大里程末端侧中心点Po、法向量Vx，通过原点指向环Ho厚度最薄方向构造向量Vz，以Po为原点，Vx为X轴，Vz为Z轴建立坐标系Co，记录环Ho的K块点位，通过绕坐标系Co的X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成坐标系A，以坐标系A原点为1号自适应点，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位；
根据管环楔形特点及楔形量，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点为2号自适应点，通过3个自适应点数据确定第一环管环的姿态，计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第一环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第一环管环数据；
将第一环的坐标系X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成第二环的坐标系A，重复第一环的计算流程，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量。
进一步的，Dynamo盾构模型创建程序包括：
数据引入：引入模拟结果；
管环模型排版：通过解析排版数据，将每个管环对应的自适应点进行列表组合，读取组合管环族类型，通过Dynamo中的AdaptiveComponent.ByPoints节点创建管环族实例，形成盾构隧道模型；
设置参数值：为创建完成的管环设置设计轴线偏离值及K块点位参数，为每一环管环族都赋予对应参数值；
根据设计轴线偏离值为管片设置图元颜色：解析排版数据中的设计轴线偏离值，取其中最小和最大值，然后计算比例：
Ku =（管环设计轴线偏离值-最小偏离值）/（最大偏离值-最小偏离值），
基于ARGB值创建颜色值ColorA、ColorB，通过Color Range节点为每一个Ku值创建一个从ColorA至ColorB范围对应比例的颜色值，最后通过Element.OverrideColorInView节点为每一道管环族赋予图元颜色。
进一步的，纠偏设计包括：
在Revit软件中基于自适应族样板新建族，通过Dynamo软件打开Dynamo管环创建程序，输入楔形量、管环外径、管片厚度、管环厚度、锚栓数、K块点位、K块前端外弧长、K块前端内弧长、K块后端外弧长、K块后端内弧长、邻接块前端外弧长、邻接块前端内弧长、邻接块后端外弧长、邻接块后端内弧长、标准块数量、纵缝偏移量参数，参数与设计数据一致，运行该程序，生成管环族，保存管环族；
获取当前管环，通过测量等技术手段，对当前最新安装的管环末端平面进行测量定位，获取到断面的基础数据，包含坐标、方向等，通过计算，得到管环末端平面中心点的坐标，以及沿大里程方向的法向量，并记录该环K块点位信息，通过以上姿态参数，在Dynamo中将管环姿态进行还原；
搭建Revit环境，在Revit环境下运行Dynamo软件，打开Dynamo排版程序，输入最新环测量计算得到的管环末端中心点坐标、法向量、K块点位，创建纠偏排版：并设置设计楔形量值、始排桩号、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数，运行最优排版方案的Dynamo排版程序；
使用Dynamo软件运行Dynamo盾构模型创建程序，引入Dynamo排版程序中排版模拟程序的计算结果，运行程序，完成盾构模型的生成、参数设置以及与偏离值对应的图元颜色设置。
实施例3：
本实施例给出一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法的具体结构，如图1-7所示，包括以下步骤：
如图2所示，首先编写Dynamo管环创建程序dyn文件，程序主要由管环基本参数输入端、管环创建程序、自适应点位创建程序、管环材质设置程序组成；
如图3所示，编写Dynamo排版程序最优排版dyn文件，程序主要由设计线转换、盾构基本参数、排版模拟程序、每环设计轴线最大偏离值计算、每环K块最优点位计算、模拟结果组成；
如图4所示，编写编制Dynamo盾构模型创建程序dyn文件，程序由数据引入、管环模型排版、设置参数值、根据设计轴线偏离值为管片设置图元颜色组成。
如图5所示，基于Revit软件，以结构样板创建项目，调整项目单位为米，增加项目参数设计轴线偏离值、K块点位，将项目命名为盾构管环最优排版，在该环境下运行Dynamo软件，执行Dynamo管环创建程序，拟基于纵向螺栓数量为16、点位形式为方案A的双面楔形环，结合规范限制K块允许点位为（2,3,5,9,12,13,15,16），为设计线CenterLine设计最优管环排版方案，起始桩号设定为K0+020，根据设计道路宽，管环外径设定为3.3m，经过多次试验调试，最终定义一组盾构基本参数：楔形量：0.0396m；始排桩号：20；试排管环数：80；管环厚度：1.5m，管环外径：3.3m，锚栓数：16；K块允许点位列表：{2,3,5,9,12,13,15,16}，经计算得出结果，最优首环K块点位：16号点位，管环设计轴线最大偏离值：48.291mm，剩余环最优K块点：（5,13,15,13,5,3,5,3,5,13,15,13,15,13,5,13,5,3,5,3,5,13,15,13,15,13,5,13,5,3,5,3,5,13,15,13,15,13,5,3,5,13,5,3,5,13,15,13,15,13,5,3,5,3,5,13,15,13,15,13,5,3,5,3,5,13,5,13,15,13,15,13,5,3,5,3,5,3,5）。
如图6所示，根据计算结果，进行盾构管环参数化建模，新建Revit自适应族样板，设置项目单位为m，新建 Revit材质管环材质，结合相关规范，以及设计经验，确定盾构管环参数：楔形量：0.0396；管环外：3.3；管片厚度：0.35；管环厚度：1.5；锚栓数：16；K点位，从x顺时针数：-1；K块前端外弧长：1.56644；K块前端内弧长：1.46625；K块后端外弧长：0.98938；K块后端内弧长：0.88821；邻接块前端外弧长：3.75228；邻接块前端内弧长：3.32133；邻接块后端外弧长：4.0411；邻接块后端内弧长：3.61061；标准块数量：3；纵缝偏移量：0.4；执行Dynamo管环创建程序，填入设定参数，运行得到管环模型，模型生成封顶块族1个、邻接块族2个、标准块族3个，将该族文件保存为组合管环，并载入到盾构管环最优排版项目中；
如图7所示，回到盾构管环最优排版项目环境中，基于Dynamo管环创建程序及其结果，执行Dynamo盾构模型创建程序，通过引入Dynamo管环创建程序中排版模拟程序的计算结果，读取项目中组合管环族类型，并设置图元颜色最大最小的ARGB值，使得颜色值计算结果从小到大按浅蓝至深蓝变化，运行程序，在Revit中获得盾构管环最优排版模型。
通过采用上述技术方案：
本发明在盾构管环最优排版方案、盾构管环纠偏排版设计、盾构管环参数化自动建模、盾构隧道模型快速自动建模方面都具有非常显著的效果，通过三维算法、迭代算法程序实现盾构隧道正向设计及施工纠偏设计，实现了在盾构隧道BIM领域的一次创新和突破；
本发明成功创建出来的盾构隧道逻辑严谨，排版成果可靠，数据精准，盾构管环精确，管环之间无重合但又环环相扣，并且所有管环K块点位均在符合要求的范围之内，前后环未出现通缝现场，总体排版设计符合规范要求，本发明创新了智能算法，保证了方案的合理性；
本发明提供的方法不仅合理准确，而且仅需要3分种即完成了80环盾构管环的排版设计、三维建模、参数赋值、图元颜色修改工作，解决了传统的盾构管环排版步骤繁琐、经历大量绘图分析计算、人工数据迭代计算的缺陷，提高了工作效率，具有高效性；
本发明原创的节点钢支撑自动配节建模和Dynamo文件除编写的Python Script程序之外，其他均属于Revit环境下Dynamo的内置节点，不要引用其他Dynamo软件包，创建和使用非常方便，非常适合推广使用；
本发明使用Dynamo程序进行的盾构管环纠偏排版设计、盾构管环及盾构隧道快速一键生成、构件参数及图元颜色赋值，管环不限于组合形式，管环族自适应点不限布置形式，适用于盾构隧道排版设计、盾构隧道纠偏设计、盾构管环参数化自动建模、盾构隧道参数化自动建模、盾构管环偏离色阶赋值方案。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于，包括以下步骤：
搭建Revit环境，创建Dynamo环境下设计线；
编制Dynamo管环创建程序；
编制Dynamo排版程序；
编制Dynamo盾构模型创建程序；
排版设计；
纠偏设计。
2.如权利要求1所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于，所述搭建Revit环境包括：
创建Revit项目，设置项目单位为m，针对常规模型类别添加设计轴线偏离值、K块点位的项目参数；
所述创建Dynamo环境下设计线包括：
将设计线数据通过编制Dynamo程序转化或创建为Dynamo环境中PolyCurve或NurbsCurve，作为设计线基准。
3.如权利要求1所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于，所述Dynamo管环创建程序包括：管环基本参数输入端、管环创建程序、自适应点位创建程序和管环材质设置程序。
4.如权利要求3所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于：
所述管环基本参数输入端包含参数：楔形量、管环外径、管片厚度、管环厚度、锚栓数、K块参数、邻接块参数、标准块数量、纵缝偏移量；其中所述K块参数包括：K块点位、K块前端外弧长、K块前端内弧长、K块后端外弧长、K块后端内弧长，所述邻接块参数包括：邻接块前端外弧长、邻接块前端内弧长、邻接块后端外弧长、邻接块后端内弧长；
所述管环创建程序是基于Dynamo内置节点及Python Script的脚本语言编写节点，创建管环形状创建节点，该节点需要对应输入所述管环基本参数输入端创建的参数，当节点接受到参数值并执行计算，程序会根据管环外径、管片厚度在参照标高平面基于原点创建两个同心圆，外圆半径等于管环外径，内圆半径=管环外径-管片厚度，并根据楔形量、管环厚度参数，基于X坐标=管环厚度*SIN(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))，Y坐标=0，Z坐标=-管环厚度*COS(ASIN(楔形量/(4*管环厚度))的点创建两个同样的同心圆，并在前立面将两个圆沿逆时针旋转ASIN(楔形量/(4*管环厚度))角度，根据所述K块参数、所述邻接块参数、所述标准块数量参数对四个圆进行分割，连接同心圆内外圆弧线临近的点，通过封闭线的融合计算，分别生成封顶块、邻接块、标准块管片三维形状，再经过锚栓数、纵缝偏移量参数创建纵向连接螺栓孔、环向连接螺栓孔，以及环缝与纵缝构造创建，最后经Python Script节点转化为Revit构件族；
所述自适应点位创建程序：根据楔形量、管环外径、管环厚度，按顺序创建三个自适应点，第1自适应点位于管环起始平面中心，第2自适应点位于管环末端平面中心，第3自适应点位于管环起始平面，由平面中心向管环厚度最薄处偏移一定固定值，第1自适应点和第2自适应点用于控制管环拼装方向，使其沿改换的拼装方向布置，第1自适应点和第3自适应点用于控制管环环向角度，使K块在指定点位上，K块中心与1号自适应点所成的线，与第1自适应点和第3自适应点所成的线的夹角在同一设计管环中不变；
所述管环材质设置程序可赋予生成的管片图元真实材质，完成后进行保存，并将其载入到所述Revit项目中。
5.如权利要求1所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于：所述Dynamo排版程序包括设计线转换、盾构基本参数输入端、排版模拟程序、每环K块最优点位计算、每环设计轴线最大偏离值计算和模拟结果。
6.如权利要求5所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于：
所述设计线转换负责接收所述设计线数据，并将其转化为Dynamo可识别的曲线信息；
所述盾构基本参数输入端：负责盾构基本参数的输入，包含最优排版输入端和纠偏排版输入端两种，最优排版输入端包括楔形量值、始排桩号、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
所述纠偏排版输入端包括最新安装环末端平面中心点、平面法向量、由平面中心点指向K块中心的向量、楔形量值、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数组成；
所述排版模拟程序：包含最优排版和纠偏排版两种，接受设计线转化成果、以及盾构基本参数输入端的各项输出参数为数据依据，通过编写Python Script程序完成盾构管环排版模拟计算，输出管环基准坐标系原点坐标、K块点位、设计轴线最大偏离值信息；
所述每环K块最优点位计算：将每一环的最优点位数据从所述排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
所述每环设计轴线最大偏离值计算：将每一环的设计轴线最大偏离值数据从所述排版模拟程序的计算结果列表中单独读取出来；
所述模拟结果：显示最优首环K块点位、剩余环最优K块点位、管环设计轴线最大偏离值。
7.如权利要求6所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于：
所述最优排版是通过在设计线路起始桩号处，基于三维设计线在该桩号处的点为原点，且作为该环管环的1号自适应点，在该桩号处的切向量为X轴，垂直该轴沿竖直向上方向为Y轴，建立Dynamo三维坐标系A，根据K块允许点位，以360°/螺栓数为单位，依次以乘以1至螺栓数的倍数为旋转角度，以X轴为旋转轴，旋转坐标系A至与K块允许点位相匹配位置，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位，根据管环楔形特点及楔形量，对坐标系A进行旋转和位移，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点作为2号自适应点，确定第一环的所有允许排版姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，其中Xxz为楔形量值，Dgh为管环外径；
依次以首环坐标系B为基准，通过绕坐标系X轴旋转360°/螺栓数的整数倍角度，倍数范围从1至螺栓数，作为第二环起始平面的坐标系A，计算出第二环K块的点位与首环K块点位关系，判断第二环K块点位是否为K块允许设计点位，并且判断与首环是否形成通缝，若点位为K块允许设计点位且与上一环的K块点位相对关系不形成通缝，则根据楔形方式及楔形量，对坐标系A进行位移和旋转，作为该环末端平面的坐标系B，取坐标系A原点作为1号自适应点，取坐标系B原点作为2号自适应点，将1号自适应点沿坐标系A的Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，通过3个自适应点数据确定第二环管环的姿态，通过计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第二环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据;
重复第二环的计算流程，根据第二环坐标系B为基准，作为第三环起始平面的坐标系A，通过与第二环同样的步骤，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第三环管环数据，以此类推，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量;
根据首环出现的若干个K块点位排布形式，对应形成若干组排版方案，计算每一组排版方案中的最大设计轴线偏离值，选择最大设计轴线偏离值最小的一组方案作为最终方案，形成模拟排版的结果；
所述纠偏排版：是根据当前最新安装管环Ho姿态，确定环Ho大里程末端侧中心点Po、法向量Vx，通过原点指向环Ho厚度最薄方向构造向量Vz，以Po为原点，Vx为X轴，Vz为Z轴建立坐标系Co，记录环Ho的K块点位，通过绕坐标系Co的X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成坐标系A，以坐标系A原点为1号自适应点，将1号自适应点向Z轴偏移一定距离作为3号自适应点，确定K块点位；
根据管环楔形特点及楔形量，绕坐标系A的Y轴旋转-2*ASIN(Xxz/(4*Dgh))角度，沿坐标系A的X轴移动Dgh*COS(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，再沿坐标系A的Z轴移动Dgh*SIN(ASIN(Xxz/(4*Dgh))，作为该环末端平面的坐标系B，以坐标系B原点为2号自适应点，通过3个自适应点数据确定第一环管环的姿态，计算2号自适应点到设计线上的最小距离为该环的设计轴线偏离值，并记录该环K块点位数据，遍历计算出第一环所有K块点位允许点位，且与上一环的K块点位姿态不形成通缝的数据，选择与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第一环管环数据；
将第一环的坐标系X轴旋转360°/螺栓数的1至螺栓数整数倍角度形成第二环的坐标系A，重复第一环的计算流程，计算出与设计轴线偏离值最小的一组数据作为第二环管环数据，计算后续管环数据，直至满足试排的管环数量。
8.如权利要求6所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于，所述Dynamo盾构模型创建程序包括：
数据引入：引入所述模拟结果；
管环模型排版：通过解析排版数据，将每个管环对应的自适应点进行列表组合，读取组合管环族类型，通过Dynamo中的AdaptiveComponent.ByPoints节点创建管环族实例，形成盾构隧道模型；
设置参数值：为创建完成的管环设置设计轴线偏离值及K块点位参数，为每一环管环族都赋予对应参数值；
根据设计轴线偏离值为管片设置图元颜色：解析排版数据中的设计轴线偏离值，取其中最小和最大值，然后计算比例：
Ku =（管环设计轴线偏离值-最小偏离值）/（最大偏离值-最小偏离值），
基于ARGB值创建颜色值ColorA、ColorB，通过Color Range节点为每一个Ku值创建一个从ColorA至ColorB范围对应比例的颜色值，最后通过Element.OverrideColorInView节点为每一道管环族赋予图元颜色。
9.如权利要求1-8所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于，所述排版设计包括：
在所述Revit环境下运行Dynamo软件，通过所述Dynamo排版程序，输入模拟参数，创建所述模拟排版,运行所述Dynamo排版程序的所述最优排版；
观察模拟排版结果，判定排版结果是否满足规范相关要求，若满足要求，则保留、记录设置的参数，若不满足要求则修改调整参数，再次运行，直到管环设计轴线偏离值在预期范围之内为止，保留、记录设置的参数，其中所述规范相关要求指该方案最大轴线偏离值是否在预期范围内；
在Revit软件中基于自适应族样板新建族，通过Dynamo软件打开Dynamo管环创建程序，运行该程序，生成管环族，保存管环族；
使用Dynamo软件运行Dynamo盾构模型创建程序，引入Dynamo排版程序中排版模拟程序的计算结果，运行程序，完成盾构模型的生成、参数设置以及与偏离值对应的图元颜色设置。
10.如权利要求1-8所述的一种利用Dynamo实现盾构管环纠偏排版的方法，其特征在于，所述纠偏设计包括：
在Revit软件中基于自适应族样板新建族，通过Dynamo软件打开Dynamo管环创建程序，输入楔形量、管环外径、管片厚度、管环厚度、锚栓数、K块点位、K块前端外弧长、K块前端内弧长、K块后端外弧长、K块后端内弧长、邻接块前端外弧长、邻接块前端内弧长、邻接块后端外弧长、邻接块后端内弧长、标准块数量、纵缝偏移量参数，参数与设计数据一致，运行该程序，生成管环族，保存管环族；
获取当前管环，通过测量等技术手段，对当前最新安装的管环末端平面进行测量定位，获取到断面的基础数据，包含坐标、方向等，通过计算，得到管环末端平面中心点的坐标，以及沿大里程方向的法向量，并记录该环K块点位信息，通过以上姿态参数，在Dynamo中将管环姿态进行还原；
搭建Revit环境，在Revit环境下运行Dynamo软件，打开Dynamo排版程序，输入最新环测量计算得到的管环末端中心点坐标、法向量、K块点位，创建纠偏排版：并设置设计楔形量值、始排桩号、试排管环数、管环厚度、管环外径、锚栓数、K块允许点位列表参数，运行最优排版方案的Dynamo排版程序；
使用Dynamo软件运行Dynamo盾构模型创建程序，引入Dynamo排版程序中排版模拟程序的计算结果，运行程序，完成盾构模型的生成、参数设置以及与偏离值对应的图元颜色设置。
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