[发明专利]基于BIM技术的隧道快速建模方法

说明书

本发明涉及一种基于BIM技术的隧道快速建模方法，用于盾构施工设计，其步骤为：1)创建隧道骨架线即隧道中心设计轴线，2)生成衬砌圆环UDF、中心轴线，3)创建“骨架驱动参数化”隧道模型：定义用于记录与衬砌圆环UDF输入条件一致的中心点、中心轴线的列表，并采用知识工程语句，4)将隧道模型特征，相关联参数点选，生成隧道超级副本，条件为隧道平、纵断面中心线：只需导入或者绘制任意隧道平、纵断面中心线，套用隧道超级副本，就能实现隧道模型的快速生成。在盾构施工中随着进度的推移、施工的深化，工况也随之不断改变，通过修改关键参数尺寸，就能得到与实际工程要求相一致的设计结果，可大大提高工作速率和建模质量。

技术领域

本发明涉及一种隧道工程BIM技术，尤其是涉及一种“骨架驱动模型”参数化快速建立盾构隧道的方法。

背景技术

市政工程有其特有的专业领域，包括：地理信息、工程地质、线路、路基、桥梁、隧道、机电等。BIM技术的引入，并得到推广应用。其中，CATIA是法国达索公司开发，处于世界领先的CAD/CAE/CAM一体化软件。它涵盖了工程设计、产品设计、三维建模、应力分析、模拟仿真、工程图生成到下料加工的全过程，被广泛用于汽车制造、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造等行业。CATIA并行工程的BIM工作环境使得建模周期大大缩短，强大的三维参数化建模功能，使得工程师、工程技术人员能够快速、高效地完成大型复杂的三维参数化建模工作。

目前，CATIA骨架驱动参数化建模采用以下方法：

1.参数化建模介绍

BIM技术核心包含模型与信息。实际工程运用中，工程信息瞬息万变，BIM模型的维护及多次反复修改是无法避免的。以往CAD建模均采用固定值定义几何体，每一个几何体都有其固定的特征，如要修改则需要找到其在构筑物中的位置及元素信息并进行重新绘制，如此反复极大的影响工作效率。参数化建模的意义及目的在于工程师可以在预先设定的模板下，通过尺寸驱动随意修改庞大模型中某个构件的形状、属性等各项参数，从而引起与其相关构筑物全数据的自动更新、改变。

2.骨架驱动参数化建模方法

(1)骨架关联

CATIA骨架关联设计即主元线框设计，是在对工程施工分部分项中各构筑物、构件进行充分认识、分析、拆解后，结合工程施工流程运用主要线框控制几何体元素，对整个工程结构进行有效的总体控制，形成类似于树干状的结构模型，并建立有效的可变参数信息在整个框架体系中传递流转的自顶而下的协同建模方法。按照自顶向下的建模方式，模型特征之间，几何体之间，构件之间，装配体之间的各种联系从交叉形态变成了树状结构，从而使联系本身也被有序地管控起来，这使整个工程模型从顶层到底层都具备一种点到点的关联性。换名话说，子元素永远知道它的父元素是什么，这是因为它需要该信息来定义其工作环境。但是，父元素并不在意它是否有子元素，因为子元素属性定义对父元素没有影响。这种体系考虑到了在不同工作环境下父元素的更新和唯一性。

骨架关联建模思路：1.以CATIA自顶而下的关联为基础；2.充分认识工程结构及设计流程；3.以主要线框控制元素为依托；4.建立树结构逻辑菜单；5.运用CATIA软件关联引用机制建立参数化信息框架。

(2)UDF参数化模板