地铁三维无轨测量平台构建方法与流程

1.本技术涉及bim技术领域，尤其涉及一种地铁三维无轨测量平台构建方法。


背景技术：

2.地铁盾构施工过程中，一般都是需要等到轨通后测量获得数据，然后在根据测量数据进行疏散平台、接触网以及环网支架的物料采购和设备安装，按照这样的施工流程，会严重影响工期。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种地铁三维无轨测量平台构建方法，解决了钢梁订货必须要等待轨通后测量获得数据才订货的弊端，使钢梁生产的时间更为充足。
4.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
5.本技术实施例提供一种地铁三维无轨测量平台构建方法，包括以下具体步骤：
6.盾构轨道建模，包括盾构建模、轨道建模，根据盾构建模构建的盾构模型、轨道建模构建的轨道模型，生成三维盾构轨道模型；
7.疏散平台计算模型建模，在生成的三维盾构轨道模型中输入疏散平台安装位置表，生成相应的疏散平台计算模型；
8.接触网计算模型建模，在生成三维盾构轨道模型中输入接触网安装里程和相关技术参数，得到接触网计算模型；
9.环网支架计算模型建模，在生成三维盾构轨道模型中输入环网支架安装的位置和技术参数值，得到带有环网支架计算模型；
10.将建立的模型链接到数据中心，完成地铁三维无轨测量平台构建。
11.所述盾构建模具体为从第三方测量机构得到盾构断面测量成果数据，该数据为沉降后的实测值，即盾构中心的实测三维坐标，根据盾构中心的实测三维坐标和曲线半径建立盾构模型；轨道建模是依据轨道线路平面布置图得到线路中心的平面坐标，根据调坡调线图得到线路中心的高程，由此得到轨面中心的三维坐标，根据三维坐标进行轨道建模。
12.所述疏散平台计算模型具体步骤为：
13.输入疏散平台安装位置表，疏散平台安装位置表通过图纸计算里程和平台安装技术要求获得；
14.通过轨道中心线生成垂直于z轴平面plane_a，将plane_a沿z轴方向移动疏散平台高度900mm得到平面plane_b，利用布尔运算将盾构三维模型与平面plane_b求交集得到curve_a线；
15.通过轨道中心线和悬臂梁放置里程数据生成垂直去轨道中心线平面plane_c；
16.利用布尔运算求curve_a线和平面plane_c的交集点point_a，交集点point_a为悬臂梁的放置点；
17.计算交集点point_a到轨道中心线的水平距离为len_a；
18.悬臂梁长度＝len_a-设计限界值+加宽量；
19.以交集点point_a为圆心，悬臂梁的端部钢板长度为半径生成圆circle_a；
20.利用布尔运算求圆circle_a和三维模型的交集得到交集点point_b；
21.通过交集点point_b和交集点point_a得到向量vector_a,向量vector_a与x轴的夹角即为悬臂梁的角度值；
22.根据悬臂梁放置里程桩号计算出每个悬臂梁长度和角度，并导出excel计算结果。
23.所述接触网计算模型具体为：
24.输入接触网安装里程和相关技术参数；
25.通过轨道中心线生成垂直于z轴平面plane_a，将平面plane_a沿z轴方向移动导高得到平面plane_b’和与受电弓中心线交集点point_a’，根据超高值将平面plane_b’绕交集点point_a’进行旋转得到平面plane_c’；
26.根据接触网两根锚栓的间距din,将point_a’分别沿plane_c’方向移动水平距离din/2+拉出值得到point_b’和point_c’；
27.求point_b’和point_c’在盾构三维模型的铅锤投影点point_b”和point_c”；
28.计算point_b’与point_b”、point_c’与point_c”两点之间距离，并加上锚栓预留长度，得到锚栓长度值；
29.根据接触网放置里程桩号计算出每个接触网锚栓长度，并导出excel计算结果。
30.所述环网支架计算模型具体为：
31.输入环网支架安装的位置和技术参数值；
32.通过轨道中心线生成垂直于z轴平面plane_a，将plane_a沿z轴方向移动疏散平台高度900mm得到平面plane_b，利用布尔运算将盾构三维模型与平面plane_b求交集得到curve_a线；
33.通过轨道中心线和悬臂梁放置里程数据生成垂直去轨道中心线平面plane_c；
34.利用布尔运算求curve_a线和平面plane_c的交集点point_a，交集点point_a为悬臂梁的放置点；
35.计算point_a至盾构中心线铅锤距离len_a1；
36.环网支架角度＝90
°‑
arc sin(len_a 1/r)，r为盾构内径；
37.根据环网支架放置里程桩号计算出每个环网支架角度，并导出excel计算结果。
38.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过构建地铁三维无轨测量平台，能够通过模型计算出疏散平台、接触网以及环网支架的需求量，能够在轨通之前完成疏散平台、接触网以及环网支架的订货，从而压缩工期以及减少加工浪费。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
40.图1是本发明实施例方法流程示意图；
41.图2是本发明实施例盾构建模示意图；
42.图3是本发明实施例轨道建模示意图；
43.图4是本发明实施例盾构轨道建模示意图；
44.图5是本发明实施例疏散平台建模示意图；
45.图6是本发明实施例接触网以及环网支架建模示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
47.术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
48.如图1，本发明提供了一种地铁三维无轨测量平台构建方法，包括以下具体步骤：
49.s1.盾构轨道建模，包括盾构建模、轨道建模，根据盾构建模构建的盾构模型、轨道建模构建的轨道模型，生成三维盾构轨道模型；如图2-4所示；
50.s2.疏散平台计算模型建模，在生成的三维盾构轨道模型中输入疏散平台安装位置表，生成相应的疏散平台计算模型；如图5所示；
51.s3.接触网计算模型建模，在生成三维盾构轨道模型中输入接触网安装里程和相关技术参数，得到接触网计算模型；如图6所示；
52.s4.环网支架计算模型建模，在生成三维盾构轨道模型中输入环网支架安装的位置和技术参数值，得到带有环网支架计算模型；
53.s5.将建立的模型链接到数据中心，完成地铁三维无轨测量平台构建。
54.所述盾构建模具体为从第三方测量机构得到盾构断面测量成果数据，该数据为沉降后的实测值，即盾构中心的实测三维坐标，根据盾构中心的实测三维坐标和曲线半径建立盾构模型；轨道建模是依据轨道线路平面布置图得到线路中心的平面坐标，根据调坡调线图得到线路中心的高程，由此得到轨面中心的三维坐标，根据三维坐标进行轨道建模。
55.盾构模型直径为5.5m。
56.盾构中心线数据
57.里程盾构中心x盾构中心y盾构中心z296.00166976871764.5-5.926302.055169768.471758.5-5.946308.084669768.871752.5-5.912314.11216976971746.5-5.8535320.119869769.271740.5-5.7765326.135169769.471734.4-5.741
58.轨道中心线数据
59.里程轨道线路中心x轨道线路中心y轨面高程z超高
294.58669768.00071765.957-7.71239.523295.78969768.08471764.757-7.71239.523296.99269768.16671763.557-7.71241.7285298.19569768.24671762.356-7.71243.934299.39869768.32571761.156-7.71246.1395300.60169768.40271759.955-7.71248.345301.80469768.47771758.755-7.71250.5505
60.所述疏散平台计算模型具体步骤为：
61.输入疏散平台安装位置表，疏散平台安装位置表通过图纸计算里程和平台安装技术要求获得；
62.疏散平台里程表
63.环号里程平台高度加宽量1294.586170002295.789170003296.992170004298.195170005299.398170006300.601170007301.804170008303.00717000
64.通过轨道中心线生成垂直于z轴平面plane_a，将plane_a沿z轴方向移动疏散平台高度900mm得到平面plane_b，利用布尔运算将盾构三维模型与平面plane_b求交集得到curve_a线；
65.通过轨道中心线和悬臂梁放置里程数据生成垂直去轨道中心线平面plane_c；
66.利用布尔运算求curve_a线和平面plane_c的交集点point_a，交集点point_a为悬臂梁的放置点；
67.计算交集点point_a到轨道中心线的水平距离为len_a；
68.悬臂梁长度＝len_a-设计限界值+加宽量；
69.以交集点point_a为圆心，悬臂梁的端部钢板长度为半径生成圆circle_a；
70.利用布尔运算求圆circle_a和三维模型的交集得到交集点point_b；
71.通过交集点point_b和交集点point_a得到向量vector_a,向量vector_a与x轴的夹角即为悬臂梁的角度值；
72.根据悬臂梁放置里程桩号计算出每个悬臂梁长度和角度，并导出excel计算结果如下。
73.疏散平台计算结果导出表
[0074][0075][0076]
所述接触网计算模型具体为：
[0077]
输入接触网安装里程和相关技术参数；
[0078]
接触网里程表
[0079]
环号里程拉出值1294.586102295.789103296.992104298.195105299.398106300.601107301.804108303.00710
[0080]
通过轨道中心线生成垂直于z轴平面plane_a，将平面plane_a沿z轴方向移动导高得到平面plane_b’和与受电弓中心线交集点point_a’，根据超高值将平面plane_b’绕交集点point_a’进行旋转得到平面plane_c’；
[0081]
根据接触网两根锚栓的间距din,将point_a’分别沿plane_c’方向移动水平距离din/2+拉出值得到point_b’和point_c’；
[0082]
求point_b’和point_c’在盾构三维模型的铅锤投影点point_b”和point_c”；
[0083]
计算point_b’与point_b”、point_c’与point_c”两点之间距离，并加上锚栓预留长度，得到锚栓长度值；
[0084]
根据接触网放置里程桩号计算出每个接触网锚栓长度，并导出excel计算结果。
[0085]
接触网计算结果导出表
[0086]
环号里程左锚栓长度(m)右锚栓长度(m)1294.5860.4490.4252295.7890.4420.4153296.9920.4350.4054298.1950.4300.3995299.3980.4300.3986300.6010.4290.3977301.8040.4340.401
8303.0070.4390.406
[0087]
所述环网支架计算模型具体为：
[0088]
输入环网支架安装的位置和技术参数值；
[0089]
环网支架里程表
[0090]
环号里程低支架高度中支架高度高支架高度1294.586300200030002295.789300200030003296.992300200030004298.195300200030005299.398300200030006300.601300200030007301.804300200030008303.00730020003000
[0091]
通过轨道中心线生成垂直于z轴平面plane_a，将plane_a沿z轴方向移动疏散平台高度900mm得到平面plane_b，利用布尔运算将盾构三维模型与平面plane_b求交集得到curve_a线；
[0092]
通过轨道中心线和悬臂梁放置里程数据生成垂直去轨道中心线平面plane_c；
[0093]
利用布尔运算求curve_a线和平面plane_c的交集点point_a，交集点point_a为悬臂梁的放置点；
[0094]
计算point_a至盾构中心线铅锤距离len_a1；
[0095]
环网支架角度＝90
°‑
arc sin(len_a 1/r)，r为盾构内径；
[0096]
根据环网支架放置里程桩号计算出每个环网支架角度，并导出excel计算结果。
[0097]
环网支架计算结果导出表
[0098]
环号里程低支架角度中支架角度高支架角1294.58663.30556.05948.1312295.78963.33556.09248.1673296.99263.50656.27648.3724298.19563.62156.40048.5115299.39863.62656.40548.5166300.60163.67956.46248.5797301.80463.79156.58248.7138303.00763.99156.79748.952
[0099]
通过轨道中心三维坐标和盾构中心三维坐标进行盾构、轨道建模，然后计算需要的平台、接触网、环网数据，此技术世界还未有人采取过，属于首例。再通过网络链接，采用大数据计算中心作为后台，提高建模和计算速度。
[0100]
该技术很好的解决了钢梁订货必须要等待轨通后测量获得数据才订货的弊端，使钢梁生产的时间更为充足。
[0101]
也使接触网锚栓订货选型有了更准确的方式，减少锚栓切割浪费。
[0102]
环网支架也是轨通后测量进行订货，若工期紧张，轨通后订货会缩短施工时间。
[0103]
在杭州地铁8号线、杭州地铁3号线运用此发明，提前进行了钢梁订货，在轨通之前，我方钢梁已经到货，现场条件满足后就能立即进行钢梁安装。采用此技术，接触网锚栓切割的比例也大幅度降低。采用此技术，轨通之前也能进行环网支架订货。
[0104]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。