本发明涉及水利水电工程技术领域，具体地指一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法。
背景技术：
堤防工程为线性工程，交叉建筑物多为涵闸工程，建筑物多，结构复杂，设计工作量较大。目前主要结合人工经验以二维设计为主，传统穿堤涵闸设计方法工作量较大，设计及出图时间周期较长，且对设计人员设计经验要求较高。但穿堤涵闸又具有很多共性特点，即同类结构的型式相似，具有参数化批量设计的可能性。
bim技术作为提高设计质量和效率的重要技术手段，在工程中也开展了相关应用，目前，国内外主要基于a平台的revit软件、b平台的bently软件及c平台的3de软件开展三维建模，但尚未针对穿堤涵闸智能化设计开展系统研究。
目前，穿堤涵闸也已引入了参数化设计，建立了部分分部结构模板，包括挡墙、箱涵洞身等，结构较为零散，后期穿堤涵闸设计中调用、装配较为繁琐。
技术实现要素：
本发明的目的就是要提供一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，其通过建立穿堤涵闸完整独立的参数化工程模板，可整体调用，大幅减小实例化工作量；采用参数化设计，可实现快速调用和修改，为后续设计提供强有力支撑。
为实现上述目的，本发明所设计一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，包括如下步骤：
步骤1：创建穿堤涵闸工程模板的输入元素；
步骤2：创建穿堤涵闸工程模板的建筑物参数集；
步骤3：创建穿堤涵闸工程模板的三维模型骨架；
步骤4：根据三维模型骨架创建相应建筑物，建模时，将各建筑物的结构尺寸与建筑物参数集中对应的参数赋值关联起来，将各建筑物参数集的参数赋值相应建筑物的结构尺寸；
步骤5：编写改变参数涵洞典型段数的判断规则；
步骤6：调试各参数，制作工程模板，设定输入元素，导出用于实例调用及后期三维出图或三维计算的建筑物参数集。
进一步地，所述步骤1中，所述输入元素包括堤顶中心轴线、穿堤涵闸桩号点、z＝0平面。
更进一步地，所述步骤2中，所述建筑物参数集包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠参数集、闸室参数集、启闭机房参数集、涵洞参数集及出水渠参数集。
进一步地，所述步骤3中，所述三维模型骨架包括闸室进口底部中心轴线、进水渠定位轴系、闸室定位轴系、涵洞典型段定位轴系、涵洞非典型段定位轴系、出水渠定位轴系。
进一步地，所述步骤4中，所述建筑物包括进水渠护坦、进水渠、闸室、启闭机房、涵洞典型段、涵洞非典型段、涵洞分缝混凝土包箍、出水渠消力池、出水渠护坦。
更进一步地，所述步骤5中，所述判断规则为：
设置改变参数涵洞模型典型段的数量n(n≥1)，
当n＝1时，涵洞典型段阵列不激活；
当n＞1时，按参数涵洞典型段数量阵列。
本发明的优点在于：
其实现了堤防工程数量众多、型式类似的穿堤涵闸快速三维建模。其通过建立穿堤涵闸完整独立的参数化工程模板，可整体调用，大幅减小实例化工作量；采用参数化设计，可实现快速调用和修改，为后续设计提供强有力支撑。涵闸各个结构，如各结构尺寸、涵洞数量及长度、进口底板高程、与堤身距离等，均可任意修改，可满足各种实际地形下的设计需求。
附图说明
图1为输入元素与三维模型骨架的示意图；
图2为完成后工程模板的示意图；
图3为实施例1中导出后的工程模板示意图；
图4为实施例2中导出后的工程模板示意图；
图5为实施例2中导出后的工程模板示意图。
图中：堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、z＝0平面3、闸室进口底部中心轴线4、进水渠定位轴系5、闸室定位轴系6、涵洞典型段定位轴系7、涵洞非典型段定位轴系8、出水渠定位轴系9、进水渠护坦10、进水渠11、闸室12、启闭机房13、涵洞典型段14、涵洞分缝混凝土包箍15、涵洞非典型段16、出水渠消力池17、出水渠护坦18、涵闸模板19、堤身20
具体实施方式
以下结合附图和具体实施对本发明作进一步的详细描述：
如图1～2，图中所示一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，包括如下步骤：
步骤1：创建穿堤涵闸工程模板的输入元素；
所述输入元素包括堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、z＝0平面3。
步骤2：创建穿堤涵闸工程模板的建筑物参数集；
所述建筑物参数集包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠参数集、闸室参数集、启闭机房参数集、涵洞参数集及出水渠参数集。
步骤3：创建穿堤涵闸工程模板的三维模型骨架；
所述三维模型骨架包括闸室进口底部中心轴线4、进水渠定位轴系5、闸室定位轴系6、涵洞典型段定位轴系7、涵洞非典型段定位轴系8、出水渠定位轴系9。
步骤4：根据三维模型骨架创建相应建筑物，建模时，将各建筑物的结构尺寸与建筑物参数集中对应的参数赋值关联起来，将各建筑物参数集的参数赋值相应建筑物的结构尺寸；
所述建筑物包括进水渠护坦10、进水渠11、闸室12、启闭机房13、涵洞典型段14、涵洞分缝混凝土包箍15、涵洞非典型段16、出水渠消力池17、出水渠护坦18。
步骤5：编写是否改变参数涵洞典型段数的判断规则；
所述判断规则为：设置改变参数涵洞模型典型段14的数量n(n≥1)，
当n＝1时，涵洞典型段阵列不激活；
当n＞1时，按参数涵洞典型段数量阵列。
步骤6：调试各参数，制作工程模板，设定输入元素，导出用于实例调用及后期三维出图或三维计算的建筑物参数集。
本发明在实际使用时：
一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，基于达索3de平台，按以下步骤建立穿堤涵闸参数化模板，实现穿堤涵闸智能化设计：
步骤1：创建穿堤涵闸工程模板输入元素，包括堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、z＝0平面3；
步骤2：创建穿堤涵闸参数集，包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠、闸室、启闭机房、涵洞及出水渠等建筑物参数集；
步骤3：创建穿堤涵闸三维模型骨架，包括穿堤涵闸闸室进口底部中心轴线4、进水渠定位轴系5、涵闸闸室定位轴系6、涵洞典型段定位轴系7、涵洞非典型段定位轴系8、出水渠定位轴系9；
步骤4：根据各定位轴系创建相应建筑物，包括进水渠护坦10、进水渠11、闸室12、启闭机房13、涵洞典型段14、涵洞分缝混凝土包箍15、涵洞非典型段16、出水渠消力池17、出水渠护坦18。建模时，将各结构尺寸与参数集中对应参数关联起来，将各参数赋值相应结构尺寸；
步骤5：编写规则，设置改变参数涵洞典型段数量n(n≥1)时，可控制改变涵洞模型典型段14数量。当n＝1时，涵洞典型段阵列不激活，当n＞1时，按参数涵洞典型段数量阵列；
步骤6：调试各参数，任意改变参数值，可使穿堤涵洞模型均可发生相应变化，图3即为修改过水断面尺寸、涵洞典型段长度及数量、启闭机房阳台宽度后改变的模型，附图中尺寸调整不作为对本发明的任意限制；
步骤7：制作工程模板，设定堤坝中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、z＝0平面3为模板输入元素，同时将各参数导出。
步骤8：完成穿堤涵闸工程模板，可用于实例调用及后期三维出图或三维计算。
实施例1：
如图3，选择输入元素堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、z＝0平面3，导入涵闸模板，并定位参数集中：闸门中心线与堤中心线距离＝14m、闸室进水口高程＝13m，控制尺寸参数集中：孔口宽度＝1.5m、孔口高度＝1.8m、检修层总高＝3.2m、启闭机房层总高＝4.3m、涵洞典型段长度＝7m、涵洞非典型段长度＝5m、涵洞典型段数量＝4、启闭机房阳台宽度＝0m，导入工程模板后输出值结果即图3。
实施例2：
如图4，选择输入元素堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、z＝0平面3，导入涵闸模板，并定位参数集中：闸门中心线与堤中心线距离、闸室进水口高程根据实际地形后期调整，控制尺寸参数集中：孔口宽度＝1.5m、孔口高度＝2.3m、检修层总高＝4.0m、启闭机房层总高＝4.3m、涵洞典型段长度＝10m、涵洞非典型段长度＝5m、涵洞典型段数量＝2、启闭机房阳台宽度＝1.2m，导入工程模板后输出值结果即图4。
实施例3：
如图5，实际使用时，将涵闸模板19导入应用于堤身20中，涵闸模板19位于堤身20的堤顶中心轴线1桩号点为穿堤涵闸桩号点2，当堤顶高程为27.5m，地面高程为22m时，选择输入元素堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、z＝0平面3，导入涵闸模板，并定义定位参数集中：闸门中心线与堤中心线距离＝9.5m、闸室进水口高程＝22.2m，控制尺寸参数集中：孔口宽度＝2.5m、孔口高度＝2.5m、检修层总高＝3.8m、启闭机房层总高＝4.8m、涵洞典型段长度＝6m、涵洞非典型段长度＝6m、涵洞典型段数量＝2、启闭机房阳台宽度＝0m，导入工程模板后输出值结果即图5。
本发明的三维模型中，各建筑物位置相互关联，可参数驱动各建筑物关联变化，且基于编写知识工程规则，可通过仅改变参数，实现穿堤涵闸模型的结构尺寸及涵洞数量的任意变化，能适应各种堤防断面的穿堤涵闸布置，且能快速形成完整的穿堤涵闸模型；另外，还可快速重复引用，对于长线路堤防多数量穿堤涵闸建模有较大优势；当实际工程情况或设计方案改变时，在改变堤坝中心线、涵闸桩号和结构尺寸的情况下，均可快速修改模型，实现快速建模，为方案比选提供有力建模支撑，从多方面实现穿堤涵闸智能化设计。当遇到穿堤涵闸为一孔涵闸时，均可实例化此模板，修改参数适应地形即可，避免了设计人员重复建模，且所有尺寸参数化，便于后期修改，可满足任意情况下的结构要求。堤防线路较长，穿堤涵闸数量较多，大多数情况下均为一孔涵闸，若设计人员各自单独建模，工作量较大。本模板总结了绝大部分单孔涵闸结构型式，可根据地形做任意修改，设计人员可直接实例化利用，大幅加快设计效率。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
1.一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：创建穿堤涵闸工程模板的输入元素；
步骤2：创建穿堤涵闸工程模板的建筑物参数集；
步骤3：创建穿堤涵闸工程模板的三维模型骨架；
步骤4：根据三维模型骨架创建相应建筑物，建模时，将各建筑物的结构尺寸与建筑物参数集中对应的参数赋值关联起来，将各建筑物参数集的参数赋值相应建筑物的结构尺寸；
步骤5：编写改变参数涵洞典型段数的判断规则；
步骤6：调试各参数，制作工程模板，设定输入元素，导出用于实例调用及后期三维出图或三维计算的建筑物参数集。
2.根据权利要求1所述一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，其特征在于：所述步骤1中，所述输入元素包括堤顶中心轴线(1)、穿堤涵闸桩号点(2)、z＝0平面(3)。
3.根据权利要求2所述一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，其特征在于：所述步骤2中，所述建筑物参数集包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠参数集、闸室参数集、启闭机房参数集、涵洞参数集及出水渠参数集。
4.根据权利要求3所述一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，其特征在于：所述步骤3中，所述三维模型骨架包括闸室进口底部中心轴线(4)、进水渠定位轴系(5)、闸室定位轴系(6)、涵洞典型段定位轴系(7)、涵洞非典型段定位轴系(8)、出水渠定位轴系(9)。
5.根据权利要求4所述一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，其特征在于：所述步骤4中，所述建筑物包括进水渠护坦(10)、进水渠(11)、闸室(12)、启闭机房(13)、涵洞典型段(14)、涵洞分缝混凝土包箍(15)、涵洞非典型段(16)、出水渠消力池(17)、出水渠护坦(18)。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法，其特征在于：所述步骤5中，所述判断规则为：
设置改变参数涵洞模型典型段(14)的数量n(n≥1)，
当n＝1时，涵洞典型段阵列不激活；
当n＞1时，按参数涵洞典型段数量阵列。
技术总结