CN116127559A - 一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于桥梁设计技术领域，公开了一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法，包括如下步骤：首先定义剖面数量；然后绘制横断面；然后自定义坐标系；之后获得圆弧块的实际三维坐标；然后获得三维面；然后将三维坐标变为空间点；之后获得空间点合集；最后绘制得出最终圆弧最终展开线，本发明的圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法方法，可以实现横隔板边腹板圆弧设计示意图，设计人员只需要按照常规的二维参数进行输入即可绘制高架桥的三维设计方案，同时获得二维平面展开图。可以有效减少设计人员的工作强度，提高工作效率，同时降低设计单位的设计成本。
Description
技术领域
本发明属于桥梁设计技术领域，具体涉及一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法。
背景技术
随着城市高架桥等桥梁的建设现成环境要求的提高，技术的发展，城市高架桥的建设中钢结构桥梁占比增多；同时越来越多的城市高架桥梁采用工厂预制，现场安装的方式进行施工，其中很多钢结构箱梁采用圆弧钢箱梁桥方式。由于技术的发展，和对材料利用率要求的提高，现在对于高架桥三维绘图并进行平面展开方面的要求越来越高，将成为下一步设计人员绘图的一个重点。
但高架桥的三维绘图并进行二维平面展开非常繁琐，是普通绘制二维平面图的几倍甚至是几十倍的时间，手动绘制几乎需要是几个月的时间，而现有的计算机辅助软件均不能满足设计的需求，会耗费设计人员的大量时间。同时这些工作将给一般的设计单位带来很大的成本压力。
发明内容
针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法，包括如下步骤：
S1、定义剖面数量：获得基础根据设计需求，通过输入的参数确认横隔板位置,梁高变化位置，以确认的位置作为定义剖面的基础,同时定义出这些基础剖面的个数；
S2、绘制横断面：所述横断面根据桥宽，斜率，顶底板和腹板的厚度尺寸，通过参数形式定义，进行绘制，并将所述横断面的圆弧划分为N等分，则对应的圆弧上的节点有N+2个，并将左右两侧圆弧定义为块；
S3、自定义坐标系：根据S1中确认的剖面，将各个剖面位置的上左右边缘点定义为始点和终点，将相应点位置的竖曲线信息输入，得到对应的竖曲线标高求出实际的三维空间点,得到的三维空间点位置相应的数据信息，以此三维空间点自定义坐标系；
S4、获得S2中圆弧块的实际三维坐标：将S2绘制的横断面进行罗列，然后根据三维插入函数把各个断面中的左右圆弧块插入到S3获得的三维坐标系中，插入完成定位后，将插入的S2中的圆弧块炸开，变成线模型格式，然后获得拥有实际三维坐标的左右圆弧；
S5、获得三维面：重复步骤S4，次数为S1获得的剖面个数-1次，将所有的控制剖面根据三维插入函数进行导入，获得所有断面的圆弧曲线的三维坐标，再将得到的所有的三维坐标点组合，得到三维面；
S6、将三维坐标变为空间点：将S5中获得的所有断面的圆弧曲线的三维坐标转换获得空间点；
S7、获得空间点合集；将S6获得的空间点集合分别拾取点坐标角度方向信息，然后进行计算，获得平面展开线点的集合，然后解出该集合中各个空间点之间的插值，再解出该集合中各个空间点之间的间距，重复S1中基础剖面个数的次数，获得每个空间点坐标点位置，将所有的空间点坐标点位集合获得空间点合集；
S8、绘制得出最终圆弧最终展开线：根据S7获得的空间点合集绘制得出最终圆弧最终展开线。
进一步限定，上述步骤S2中，定义块的名字依序排列，这样的设计，便于对应查错，防止漏掉定义的圆弧块。
进一步限定，上述步骤S6中，将S5中获得的所有断面的圆弧曲线的三维坐标利用转换矩阵函数获得空间点，这样的设计，方便快捷，易于使用。
进一步限定，上述步骤S7中，将S6获得的空间点集合分别拾取点坐标角度方向信息，然后然后利用三角形确定点位的方式进行计算，这样的设计，方便快捷，易于使用。
采用本发明的有益效果：
本发明的圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法方法，可以实现横隔板边腹板圆弧设计示意图，设计人员只需要按照常规的二维参数进行输入即可绘制高架桥的三维设计方案，同时获得二维平面展开图。可以有效减少设计人员的工作强度，提高工作效率，同时降低设计单位的设计成本。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法实施例的横隔板边腹板圆弧设计示意图；
图2为本发明一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法实施例的控制位置的三维空间点示意图；
图3为本发明一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法实施例的三维组合面示意图；
图4为本发明一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法实施例的横断面划分设计示意图；
图5为本发明一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法实施例的相邻网格连接设计示意图；
图6为本发明一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法实施例的步骤示意框图；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1～图6所示，本发明的一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法，包括如下步骤：
S1、定义剖面数量：获得基础根据设计需求，通过输入的参数确认横隔板位置,梁高变化位置，以确认的位置作为定义剖面的基础,同时定义出这些基础剖面的个数；
S2、绘制横断面：横断面根据桥宽，斜率，顶底板和腹板的厚度尺寸，通过参数形式定义，进行绘制，并将横断面的圆弧划分为N等分，则对应的圆弧上的节点有N+2个，并将左右两侧圆弧定义为块；
S3、自定义坐标系：根据S1中确认的剖面，将各个剖面位置的上左右边缘点定义为始点和终点，将相应点位置的竖曲线信息输入，得到对应的竖曲线标高求出实际的三维空间点,得到的三维空间点位置相应的数据信息，以此三维空间点自定义坐标系；
S4、获得S2中圆弧块的实际三维坐标：将S2绘制的横断面进行罗列，然后根据三维插入函数把各个断面中的左右圆弧块插入到S3获得的三维坐标系中，插入完成定位后，将插入的S2中的圆弧块炸开，变成线模型格式，然后获得拥有实际三维坐标的左右圆弧；
S5、获得三维面：重复步骤S4，次数为S1获得的剖面个数-1次，将所有的控制剖面根据三维插入函数进行导入，获得所有断面的圆弧曲线的三维坐标，再将得到的所有的三维坐标点组合，得到三维面；
S6、将三维坐标变为空间点：将S5中获得的所有断面的圆弧曲线的三维坐标转换获得空间点；
S7、获得空间点合集；将S6获得的空间点集合分别拾取点坐标角度方向信息，然后进行计算，获得平面展开线点的集合，然后解出该集合中各个空间点之间的插值，再解出该集合中各个空间点之间的间距，重复S1中基础剖面个数的次数，获得每个空间点坐标点位置，将所有的空间点坐标点位集合获得空间点合集；
S8、绘制得出最终圆弧最终展开线：根据S7获得的空间点合集绘制得出最终圆弧最终展开线。
本实施案例中，在使用一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法的时候，先获得基础根据设计需求，通过输入的参数确认横隔板位置,梁高变化位置，以确认的位置作为定义剖面的基础,同时定义出这些基础剖面的个数；然后根据横断面根据桥宽，斜率，顶底板和腹板的厚度尺寸，通过参数形式定义，进行绘制，并将横断面的圆弧划分为N等分，则对应的圆弧上的节点有N+2个，并将左右两侧圆弧定义为块；之后根据确认的剖面，将各个剖面位置的上左右边缘点定义为始点和终点，将相应点位置的竖曲线信息输入，得到对应的竖曲线标高求出实际的三维空间点,得到的三维空间点位置相应的数据信息，以此三维空间点自定义坐标系；并将绘制的横断面进行罗列，然后根据三维插入函数把各个断面中的左右圆弧块插入到S3获得的三维坐标系中，插入完成定位后，将插入的S2中的圆弧块炸开，变成线模型格式，然后获得拥有实际三维坐标的左右圆弧；重复获得的剖面个数-1次，将所有的控制剖面根据三维插入函数进行导入，获得所有断面的圆弧曲线的三维坐标，再将得到的所有的三维坐标点组合，得到三维面；将所有断面的圆弧曲线的三维坐标转换获得空间点，将获得的空间点集合分别拾取点坐标角度方向信息，然后进行计算，获得平面展开线点的集合，然后解出该集合中各个空间点之间的插值，再解出该集合中各个空间点之间的间距，重复基础剖面个数的次数，获得每个空间点坐标点位置，将所有的空间点坐标点位集合获得空间点合集；最后根据获得的空间点合集绘制得出最终圆弧最终展开线。
优选上述步骤S2中，定义块的名字依序排列，这样的设计，便于对应查错，防止漏掉定义的圆弧块，实际上，也可根据具体情况考虑定义块的命名方式。
优选上述步骤S6中，将S5中获得的所有断面的圆弧曲线的三维坐标利用转换矩阵函数获得空间点，这样的设计，方便快捷，易于使用，实际上，也可根据具体情况考虑空间点的获得方式。
优选上述步骤S7中，将S6获得的空间点集合分别拾取点坐标角度方向信息，然后然后利用三角形确定点位的方式进行计算，这样的设计，方便快捷，易于使用，实际上，也可根据具体情况考虑计算方式。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、定义剖面数量：获得基础根据设计需求，通过输入的参数确认横隔板位置,梁高变化位置，以确认的位置作为定义剖面的基础,同时定义出这些基础剖面的个数；
S2、绘制横断面：所述横断面根据桥宽，斜率，顶底板和腹板的厚度尺寸，通过参数形式定义，进行绘制，并将所述横断面的圆弧划分为N等分，则对应的圆弧上的节点有N+2个，并将左右两侧圆弧定义为块；
S3、自定义坐标系：根据S1中确认的剖面，将各个剖面位置的上左右边缘点定义为始点和终点，将相应点位置的竖曲线信息输入，得到对应的竖曲线标高求出实际的三维空间点,得到的三维空间点位置相应的数据信息，以此三维空间点自定义坐标系；
S4、获得S2中圆弧块的实际三维坐标：将S2绘制的横断面进行罗列，然后根据三维插入函数把各个断面中的左右圆弧块插入到S3获得的三维坐标系中，插入完成定位后，将插入的S2中的圆弧块炸开，变成线模型格式，然后获得拥有实际三维坐标的左右圆弧；
S5、获得三维面：重复步骤S4，次数为S1获得的剖面个数-1次，将所有的控制剖面根据三维插入函数进行导入，获得所有断面的圆弧曲线的三维坐标，再将得到的所有的三维坐标点组合，得到三维面；
S6、将三维坐标变为空间点：将S5中获得的所有断面的圆弧曲线的三维坐标转换获得空间点；
S7、获得空间点合集；将S6获得的空间点集合分别拾取点坐标角度方向信息，然后进行计算，获得平面展开线点的集合，然后解出该集合中各个空间点之间的插值，再解出该集合中各个空间点之间的间距，重复S1中基础剖面个数的次数，获得每个空间点坐标点位置，将所有的空间点坐标点位集合获得空间点合集；
S8、绘制得出最终圆弧最终展开线：根据S7获得的空间点合集绘制得出最终圆弧最终展开线。
2.根据权利要求1所述的一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法，其特征在于：上述步骤S2中，定义块的名字依序排列。
3.根据权利要求2所述的一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法，其特征在于：上述步骤S6中，将S5中获得的所有断面的圆弧曲线的三维坐标利用转换矩阵函数获得空间点。
4.根据权利要求3所述的一种圆弧钢箱梁桥的圆弧展开方法，其特征在于：上述步骤S7中，将S6获得的空间点集合分别拾取点坐标角度方向信息，然后然后利用三角形确定点位的方式进行计算。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116992742A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 | 高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法及系统 |
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2022
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| CN116992742B (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-05 | 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 | 高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法及系统 |
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