CN115422647B - 一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法，属于工程三维模型技术领域，包括以下步骤：步骤一，总结圆弧悬臂式挡土墙的类型和特征，确定模型基本结构形式和组成构件；步骤二，创建模型全局坐标系，选取工作基准面绘制平面圆弧放样路径和放样融合断面；步骤三，确定模型放样圆弧和断面参数类型及边界约束条件，创建主体三维模型；步骤四，选取压顶断面绘制工作面，创建压顶横断面，并沿主体模型结构边线放样得到完整三维模型；本发明采用全参数控制圆弧悬臂式挡土墙建模方法，结构化封装，以平面参数、顶底平齐逻辑参数、是否有压顶逻辑条件和压顶参数为模型外部输入控制条件，创建多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型。

Description

一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法

技术领域

本发明属于工程三维模型技术领域，特别是涉及一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法。

背景技术

水工挡土墙在水利水电工程中较为常见，是承受土压力、防止土体塌滑的挡土构筑物，它主要靠自重和墙后填土\水重量或锚杆\锚索等维持稳定，根据结构形式分为：重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式挡土墙等，其中对于挡土高度在2-6m范围内，平原地区或地基承载力较低的区域，悬臂式结构挡土墙使用较多，对于不同工程场地设计和工程经济性等原因，催生了多种圆弧悬臂式挡土墙结构形式，如顶底平齐（情况1）、底板平齐立板顶高程渐变（情况2）、底板渐变立板顶平齐（情况3）三种情况，如图2所示，目前，圆弧悬臂式挡土墙三维模型基本上是由CAD或其他三维软件基于几何特征，经过绘制断面\沿线放样\独立绘制压顶等操作一次建模，对于情况2和情况3两种情况，部分三维软件操作较为繁琐，且后期修改难度较大，参数化程度不高；或是对上述三种情况有单独参数化模型，实际使用时根据不同情况选取各自参数化模型，通用性差等不足。

现提供一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法，解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法，通过全参数控制圆弧悬臂式挡土墙建模方法，结构化封装，以平面参数、底板参数、立板参数、顶底平齐逻辑参数、是否有压顶逻辑条件和压顶参数为模型外部输入控制条件，创建多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法，包括以下步骤：

步骤一：结合工程情况总结圆弧悬臂式挡土墙的结构类型及特征，并确定模型的标准化结构类型及形式；

步骤二：创建模型全局坐标系，以坐标面为基准创建平面圆弧放样曲线及两侧放样控制融合横断面；

步骤三：根据放样路径、两侧横断面参数特征确定参数类型和边界约束条件，得到主体三维模型；

步骤四：在主体模型的基础上，选取工作面，添加压顶横断面草图，并沿结构边线放样得到完整全参数三维模型；

步骤五：根据边界条件和指定功能分别赋予相应控制参数，并测试各参数适用性，之后创建参数控制表；

步骤六：最后封装三维模型，得到全参数多类型圆弧悬臂式挡土墙的参数化三维模型。

上述所使用的圆弧悬臂式挡土墙包括悬臂式挡土墙底板，所述悬臂式挡土墙底板的一端设置有踵端齿墙，所述悬臂式挡土墙底板的另一端设置有趾端齿墙，所述悬臂式挡土墙底板上设有立板，所述立板与悬臂式挡土墙底板的内侧设置有贴角，所述立板的顶部设置有压顶。

进一步地，根据所述步骤一，具体步骤如下：

一、根据不同工程特点及工程要求，总结圆弧悬臂式挡土墙的类型，并归纳统一提取共同结构形式和特点；

二、确定模型创建思路和模型控制参数及其类型，之后创建模型控制表和参数示意图。

进一步地，根据所述步骤二，具体步骤如下：

一、建立全局坐标系，选XY坐标面为工作面，原点为圆点，OX轴为起点，以半径BJ和角度JD为条件，创建弧形挡土墙放样曲线；

二、以曲线两侧端点为基点，曲线切向为法向两侧端点平面为工作面，创建断面草图，内容包括：底板、立板、贴角、踵端齿墙、趾端齿墙。

进一步地，根据所述步骤三，具体步骤如下：

一、以放样曲线端点所在的竖向线为两侧断面立板外边界线的准线，沿准线绘制两侧断面；

二、分别赋予断面相应控制参数，同时创建顶底平齐控制参数，放样融合创建主体三维模型。

进一步地，根据所述步骤四，具体步骤如下：

一、选取主体横断面一侧为工作面，以立板顶结构线和立板外边界线为轴线，创建压顶横断面；

二、以压顶断面和主体三维模型立板顶线和立板外边界线的交线为放样路径，创建压顶三维模型，并得到圆弧悬臂式挡土墙完整三维模型。进一步地，根据所述步骤五，具体步骤如下：

一、创建主体参数表，根据建模意图，设置顶底平齐参数YN（注：断面1参数）和YN2（注：断面2参数），当底板平齐时YN=YN2=0mm，当立板顶平齐时，YN=LBG（断面1立板高）且YN2=LBG2（断面2立板高）；

二、添加压顶逻辑判断参数，当有压顶时，即该条件为True，相应特征为真，反之为假。

三、对创建的模型参数进行逐一测试调试，确保参数及逻辑无冲突无错误出现。

进一步地，根据所述步骤六，具体步骤包括：

一、判断模型是否满足指定效果和实际需求，满足则得到最终的多类型圆弧悬臂式挡土墙的全参数三维模型。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用全参数控制圆弧悬臂式挡土墙建模方法，结构化封装，以平面参数、底板参数、立板参数、顶底平齐逻辑参数、是否有压顶逻辑条件和压顶参数为模型外部输入控制条件，创建多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型。该建模方法参数化程度高，修改简单，适用于任何圆弧悬臂式挡土墙设计方案，适应性强等特点，所建模型对工程设计方案对比，结构优化，计算分析和工程图绘制及三维展示等方面能够提供便捷的支持作用，对提升三维建模、图纸绘制工作效率和工程质量具有一定的现实意义和应用价值。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的实施例的全参数三维模型建立的步骤示意图；

图2为本申请公开的实施例的圆弧悬臂式挡土墙结构形式图；

图3为本申请公开的实施例的三维模型流程框图；

图4为本申请公开的实施例的悬臂式挡土墙基本结构示意图；

图5为本申请公开的实施例的圆弧悬臂式挡土墙情况1三维模型示意图；

图6为本申请公开的实施例的圆弧悬臂式挡土墙情况2三维模型示意图；

图7为本申请公开的实施例的圆弧悬臂式挡土墙情况3三维模型示意图。

图中：1、悬臂式挡土墙底板；11、踵端齿墙；12、趾端齿墙；2、立板；3、压顶；4、贴角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”、“侧”、“端”、“底”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

如图1-7所示，本发明实施例中，一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙的三维模型的方法，具体步骤有：

S1、总结圆弧悬臂式挡土墙的类型和特征，划分结构模块，确定模型基本结构形式和组成构件；

根据各类型工程情况，总结圆弧悬臂式挡土墙的类型和特征；

结合模型效果和参数构成情况，确定构件的参数类型。

具体如图4所示，圆弧悬臂式挡土墙。圆弧悬臂式挡土墙的结构包括有悬臂式挡土墙底板1，悬臂式挡土墙底板1的一端设置有踵端齿墙11，悬臂式挡土墙底板1的另一端设置有趾端齿墙12，悬臂式挡土墙底板1的顶部设有立板2，立板2与悬臂式挡土墙底板1的内侧设置有贴角4，立板2的顶部设有压顶3。

S2、创建模型全局坐标系，选取工作基准面绘制平面圆弧放样路径和放样融合断面；

本说明选取XY面为平面圆弧放样路径工作基准面，以原点O为弧线圆点，OX轴为圆弧起点，半径BJ和圆弧角度JD为弧线长度控制参数，建立模型放样弧线；

以XZ平面为工作面1，在此绘制放样融合断面1；以圆弧末端点且方向为弧线切向的平面为工作面2，在此绘制放样融合断面2。

S3、确定模型放样圆弧和断面参数类型及边界约束条件，创建主体三维模型；

将S2中断面1和放样弧线共线约束，即弧线端点与断面1挡墙立板外边界线共线约束；同理断面2和放样弧线共线约束；

同时添加顶底平齐控制参数YN和YN2。

S4、选取压顶断面绘制工作面，创建压顶横断面，并沿主体模型结构边线放样得到完整三维模型；

本说明分别在工作面1和工作面2创建压顶横断面，并分别赋予参数值；

将压顶断面与立板外边界线和立板顶边界线共线约束，确定压顶与挡墙相对位置；

以两侧横断面和立板外边界线为条件，创建压顶三维模型，进而得到圆弧悬臂式挡土墙完整三维模型。

S5、根据边界条件和指定功能分别赋予逻辑判断条件，创建参数控制表；

根据圆弧悬臂式挡土墙结构特点，对挡墙参数进行归类，分为参数条件、逻辑判断条件。

其中参数条件包括：平面参数、横断面参数（底板参数、立板参数、趾端齿墙、踵端齿墙）、压顶参数；

逻辑判断条件包括：顶底板平齐、是否有压顶。

具体如下表所示：

在实际工程中，圆弧悬臂式挡土墙多种多样，大致分为以下几种：

结合前述情况3，与表中分类情况组合，共计72种，若计算有无倒角，共计144种，通过本说明创建的多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型均能实现。

S6、根据前述步骤，最后封装三维模型，得到多类型圆弧悬臂式挡土墙的全参数三维模型。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：结合工程情况总结圆弧悬臂式挡土墙的结构类型及特征，并确定模型的标准化结构类型及形式；

步骤2：创建模型全局坐标系，以坐标面为基准创建平面圆弧放样路径及两侧放样控制融合横断面，具体步骤如下：

2.1、建立全局坐标系，选XY坐标面为工作面，原点O为圆点，OX轴为起点，以半径BJ和角度JD为条件，创建平面圆弧放样路径；

2.2、以平面圆弧放样路径两侧端点为基点，平面圆弧放样路径切向为法向两侧端点平面为工作面，创建两侧放样控制融合横断面草图，内容包括：底板、立板、贴角、踵端齿墙、趾端齿墙；

步骤3：根据平面圆弧放样路径、两侧放样控制融合横断面参数特征确定模型放样圆弧和断面参数类型和边界约束条件，得到主体三维模型，具体步骤如下：

3.1、以平面圆弧放样路径端点所在的竖向线为两侧断面立板外边界线的准线，沿准线绘制两侧断面；

3.2、分别赋予断面相应控制参数，设置两侧断面与平面圆弧放样路径共线约束，同时创建顶底平齐控制参数；放样融合创建得到主体三维模型；

步骤4：在主体三维模型的基础上，选取工作面，添加压顶横断面草图，并沿结构边线放样得到完整全参数三维模型，具体步骤如下：

4.1、选取主体横断面一侧为工作面，以立板顶结构线和立板外边界线为轴线，创建压顶横断面；

4.2、以压顶断面和主体三维模型立板顶线和立板外边界线的交线为平面圆弧放样路径，创建压顶三维模型，并得到圆弧悬臂式挡土墙完整三维模型；

步骤5：根据边界约束条件和指定功能分别赋予逻辑判断条件，并测试各参数适用性，之后创建参数控制表，具体步骤如下：

5.1、创建主体参数表，根据建模意图，设置顶底平齐参数YN和YN2，其中YN为断面1参数、YN2为断面2参数，当底板平齐时YN=YN2=0mm，当立板顶平齐时，YN=LBG且YN2=LBG2，其中LBG为断面1立板高、LBG2为断面2立板高；

5.2、添加压顶逻辑判断参数，当有压顶时，即该条件为True，相应特征为真，反之为假；

步骤6：最后封装三维模型，得到全参数多类型圆弧悬臂式挡土墙的参数化三维模型；

上述所使用的圆弧悬臂式挡土墙包括悬臂式挡土墙底板（1），所述悬臂式挡土墙底板（1）的一端设置有踵端齿墙（11），所述悬臂式挡土墙底板（1）的另一端设置有趾端齿墙（12），所述悬臂式挡土墙底板（1）的顶部固定安装有立板（2），所述立板（2）与悬臂式挡土墙底板（1）的内侧设置有贴角（4），所述立板（2）的顶部固定安装有压顶（3）。

2.根据权利要求1所述的一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法，其特征在于，根据所述步骤1，具体步骤如下：

1.1、根据不同工程特点及工程具体要求，总结圆弧悬臂式挡土墙的类型，并归纳统一提取共同结构形式和特点；

1.2、确定模型创建思路和模型控制参数及其类型，之后创建模型控制表和参数示意图。

3.根据权利要求1所述的一种全参数建立多类型圆弧悬臂式挡土墙三维模型的方法，其特征在于，根据所述步骤6，具体步骤包括：

6.1、对创建的模型参数进行逐一测试调试，确保参数及逻辑无冲突无错误出现；

6.2、判断模型是否满足指定效果和实际需求，满足则得到最终的多类型圆弧悬臂式挡土墙的全参数三维模型。

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