预应力钢束空间定位方法及系统

摘要

本发明提供了预应力钢束空间定位方法及系统，所述方法包括：在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架，将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元，导入施工工艺文件与梁体单元关联，并对梁体单元以及梁体单元对应的施工工艺进行仿真得到梁体仿真模型；将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图，并输出该第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸，以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

权利要求

1.预应力钢束空间定位方法，其特征在于，包括如下步骤：在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架，将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元，导入施工工艺文件与梁体单元关联，并对梁体单元以及梁体单元对应的施工工艺进行仿真得到梁体仿真模型；

所述梁体仿真模型通过如下的方法获得：

对梁体单元进行空间定位，确定定位坐标数据；

获取梁体单元的施工工艺和施工参数，

按照施工时序将施工工艺和施工参数以每一单位量的数据坐标和梁体单元进行对应，形成仿真参数；

当梁体单元在空间中施工时，每前进一单位量的数据坐标引出对应的施工工艺和施工参数；

将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图，并输出该第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸，以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

2.一种预应力钢束空间定位系统，其特征在于，包括：结构骨架生成模块，用于根据施工图纸在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架；

第一分割模块，用于将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元；

仿真模块，用于导入施工工艺文件与梁体单元关联，并对梁体单元以及梁体单元对应的施工工艺进行仿真得到梁体仿真模型；

所述仿真模块包括：

位置空间定位单元，用于对梁体单元进行空间定位，确定定位坐标数据；

导入单元，用于导入梁体单元对应的施工工艺和施工参数；

施工分解单元，用于按照施工时序将施工工艺和施工参数以每一单位量的数据坐标和梁体单元进行对应形成仿真参数；

仿真单元，用于通过所述仿真参数注入到梁体单元的施工中，使得当梁体单元在空间中施工时，每前进一单位量的数据坐标引出对应的施工工艺和施工参数；

第二分割模块，用于将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点；

预应力管道生成模块，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图；

定位模块，输出第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸；以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

3.根据权利要求2所述的预应力钢束空间定位系统，其特征在于，所述定位模块包括：第一输出单元，输出第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸；

检测单元，以相邻节点的第二切面为基准，检测在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，是否与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接来形成管道精确定位。

说明书

预应力钢束空间定位方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及预应力钢束空间定位技术领域，特别是涉及一种预应力钢束空间定位方法及系统。

背景技术

[0002] 在桥梁建设时，特别是特大特长的桥梁建设，主要存在以下困难，主梁为多塔大跨径千米长联混凝土矮塔斜拉桥，桥梁自重大，梁的竖向残余徐变变形控制在20mm以内。一般在浇筑时，采用悬臂浇筑法，最大悬浇节段8m，单节段重690t。现有的技术中，桥梁预应力钢束空间定位是通过人用测量工具获取的，由于在测量过程中，桥体本身存在的形变和测量误差使得预应力钢束往往无法形成精确的定位。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供种预应力钢束空间定位方法及系统。

[0004] 本发明采用的技术方案如下：

[0005] 预应力钢束空间定位方法，包括如下步骤：

[0006] 在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架，将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元，导入施工工艺文件与梁体单元关联，并对梁体单元以及梁体单元对应的施工工艺进行仿真得到梁体仿真模型；

[0007] 将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图，并输出该第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸，以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

[0008] 进一步地，所述梁体仿真模型通过如下的方法获得：

[0009] 对梁体单元进行空间定位，确定定位坐标数据；

[0010] 获取梁体单元的施工工艺和施工参数，

[0011] 按照施工时序将施工工艺和施工参数以每一单位量的数据坐标和梁体单元进行对应，形成仿真参数；

[0012] 当梁体单元在空间中施工时，每前进一单位量的数据坐标引出对应的施工工艺和施工参数。

[0013] 本发明还提供了一种预应力钢束空间定位系统，包括：

[0014] 结构骨架生成模块，用于根据施工图纸在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架；

[0015] 第一分割模块，用于将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元；

[0016] 仿真模块，用于导入施工工艺文件与梁体单元关联，并对梁体单元以及梁体单元对应的施工工艺进行仿真得到梁体仿真模型；

[0017] 第二分割模块，用于将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点；

[0018] 预应力管道生成模块，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图；

[0019] 定位模块，输出第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸；以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

[0020] 进一步地，所述定位模块包括：

[0021] 第一输出单元，输出第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸；

[0022] 检测单元，以相邻节点的第二切面为基准，检测在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，是否与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接来形成管道精确定位。

[0023] 进一步地，所述仿真模块包括：

[0024] 位置空间定位单元，用于对梁体单元进行空间定位，确定定位坐标数据；

[0025] 导入单元，用于导入梁体单元对应的施工工艺和施工参数；

[0026] 施工分解单元，用于按照施工时序将施工工艺和施工参数以每一单位量的数据坐标和梁体单元进行对应形成仿真参数；

[0027] 仿真单元，用于通过所述仿真参数注入到梁体单元的施工中，使得当梁体单元在空间中施工时，每前进一单位量的数据坐标引出对应的施工工艺和施工参数。

[0028] 本申请通过对桥梁施工进行仿真，将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点，当以其中的一个节点的切面（截面）生成预应力管道布设图时，通过输出该切面的第一空间坐标，使得预应力管道从切面伸出后沿第一空间坐标向外延伸时，以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

附图说明

[0029] 以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：

[0030] 图1为本发明的方法图；

[0031] 图2为本发明的系统框架原理示意图；

[0032] 图3为本发明中BIM模型生成梁体及预应力管道的示例图。

具体实施方式

[0033] 为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

[0034] 参照图1至图2，本发明提供了一种预应力钢束空间定位方法，包括如下步骤：在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架，将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元，导入施工工艺文件与梁体单元关联，并对梁体单元以及梁体单元对应的施工工艺进行仿真得到梁体仿真模型；

[0035] 将梁体仿真模型沿梁体延伸方向按照距离平均分割为多个节点，取其中任一一个节点为第一节点，根据第一节点所获取的垂直于梁体延伸方向的截面为第一切面，与第一节点相邻的节点为第二节点，根据第二节点所获取的与第一切面平行的截面为第二切面，第一切面所形成的空间坐标为第一空间坐标，第二切面所形成的空间坐标为第二空间坐标，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图，并输出该第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸，以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

[0036] 在上述中，所述梁体仿真模型通过如下的方法获得：对梁体单元进行空间定位，确定定位坐标数据；获取梁体单元的施工工艺和施工参数，按照施工时序将施工工艺和施工参数以每一单位量的数据坐标和梁体单元进行对应，形成仿真参数；当梁体单元在空间中施工时，每前进一单位量的数据坐标引出对应的施工工艺和施工参数。

[0037] 本发明还提供了一种预应力钢束空间定位系统，包括：

[0038] 结构骨架生成模块，用于根据施工图纸在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架；

[0039] 第一分割模块，用于将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元；是直接通过BIM模型软件按照墩柱间隔在墩柱之间将结构骨架划分的，形成梁体单元；

[0040] 仿真模块，用于导入施工工艺文件与梁体单元关联，并对梁体单元以及梁体单元对应的施工工艺进行仿真得到梁体仿真模型；

[0041] 第二分割模块，用于将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点，是直接通过BIM模型软件沿梁体延伸方向按照距离将梁体仿真模型平均分割为多个节点的；

[0042] 预应力管道生成模块，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图；

[0043] 定位模块，输出第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸；以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

[0044] 在上述中，所述定位模块包括：

[0045] 第一输出单元，输出第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸；

[0046] 检测单元，以相邻节点的第二切面为基准，检测在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，是否与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接来形成管道精确定位。

[0047] 在上述中，所述仿真模块包括：

[0048] 位置空间定位单元，用于对梁体单元进行空间定位，确定定位坐标数据；

[0049] 导入单元，用于导入梁体单元对应的施工工艺和施工参数；

[0050] 施工分解单元，用于按照施工时序将施工工艺和施工参数以每一单位量的数据坐标和梁体单元进行对应形成仿真参数；

[0051] 仿真单元，用于通过所述仿真参数注入到梁体单元的施工中，使得当梁体单元在空间中施工时，每前进一单位量的数据坐标引出对应的施工工艺和施工参数。

[0052] 本申请通过对桥梁施工进行仿真，将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点，当以其中的一个节点的切面（截面）生成预应力管道布设图时，通过输出该切面的第一空间坐标，使得预应力管道从切面伸出后沿第一空间坐标向外延伸时，以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

[0053] 针对现场桥梁预应力钢束空间定位不准确的难点，通过BIM技术生成梁体及预应力管道，输出任意截面空间坐标，实现管道精确定位。提高了BIM服务能效，加快了现场施工进度。其具体的原理为:在BIM模型中构建桥梁梁体的结构骨架，将结构骨架按照墩柱间隔划分成若干个独立的梁体单元，导入施工工艺文件与梁体单元关联，对梁体单元进行空间定位，确定定位坐标数据；获取梁体单元的施工工艺和施工参数，按照施工时序将施工工艺和施工参数以每一单位量的数据坐标和梁体单元进行对应，形成仿真参数；当梁体单元在空间中施工时，每前进一单位量的数据坐标引出对应的施工工艺和施工参数。将梁体仿真模型按照距离平均分割为多个节点，获取第一节点的第一切面，以所述第一切面在BIM模型中生成预应力管道布设图，并输出该第一切面的第一空间坐标，使得所述预应力管道沿第一切面在第一空间坐标延伸，以相邻节点的第二切面为基准，当在BIM模型中生成的预应力管道沿第二切面的第二空间坐标延伸时，正好与在第一空间坐标延伸的预应力管道形成对应对接，实现管道精确定位。

[0054] 参照图3，BIM模型生成梁体及预应力管道中，COG‑X为26.555m，COG‑Y为‑1.545m，COG‑Z为‑0.528m。其中COG指重心。

[0055] 以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。