本發(fā)明涉及混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三維模型輔助異型模板設(shè)計(jì)與安裝的方法。

背景技術(shù)：

為滿足一定的實(shí)用性、安全性、以及美觀要求，一些工程結(jié)構(gòu)通常被設(shè)計(jì)成異形體，體型曲線復(fù)雜、澆筑質(zhì)量要求高，對相應(yīng)模板的要求也極高。異型鋼模板可以滿足越來越高的施工精度要求，保證永久性工程混凝土結(jié)構(gòu)符合規(guī)范要求。但在土建工程中，設(shè)計(jì)單位通常只提供異型部位的部分?jǐn)嗝鎴D，不能表現(xiàn)曲面在任意斷面的變化細(xì)節(jié)，施工單位在異型模板設(shè)計(jì)時分倉斷面以及關(guān)鍵控制斷面只能逐個估算，不僅估算過程繁瑣耗費(fèi)大量時間，還導(dǎo)致模板設(shè)計(jì)精度不夠，放樣不準(zhǔn)確，安裝時拼縫不嚴(yán)。另外建筑物體型龐大，模板數(shù)量多，常常出現(xiàn)模板安裝錯位的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述在異型模板設(shè)計(jì)時分倉斷面以及關(guān)鍵控制斷面只能估算，且估算過程繁瑣耗費(fèi)大量時間；模板設(shè)計(jì)精度不夠，放樣不準(zhǔn)確，安裝時拼縫不嚴(yán)；建筑物體型龐大，模板數(shù)量多，常常出現(xiàn)模板安裝錯位等問題。而提供一種三維模型輔助異型模板設(shè)計(jì)與安裝的方法，提高了模板安裝效率。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種三維模型輔助異型模板設(shè)計(jì)與安裝的方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)異型混凝土結(jié)構(gòu)二維圖紙建立異型模板面板整體曲面的三維模型；

步驟2：將模板面板整體曲面剖切成若干個單個模板面板曲面單元，并按照模板安裝順序編號；

步驟3：對每個曲面單元模型進(jìn)行測量，得出精準(zhǔn)、詳細(xì)的尺寸、弧度等信息，出模板加工圖，指導(dǎo)加工；

步驟4：三維模型提供模板控制點(diǎn)坐標(biāo)，為安裝放樣提供準(zhǔn)確依據(jù)，確定安裝位置；

步驟5：利用三維模型可視化的特性，讓施工人員對整體結(jié)構(gòu)有形象了解，并確定每塊模板的安裝位置，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確安裝。

所述步驟1中，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的部分?jǐn)嗝鎴D，通過繪圖軟件拉伸、放樣、掃略等命令完成三維建模。

所述步驟4中，將三維模型定位在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，即可查詢模板安裝控制點(diǎn)坐標(biāo)，為測量放樣提供準(zhǔn)確依據(jù)。

本發(fā)明提供一種三維模型輔助異型模板設(shè)計(jì)與安裝的方法，解決了異型模板設(shè)計(jì)耗時、精度不夠、拼縫不嚴(yán)等問題，并大大提高了模板安裝效率，其具體優(yōu)點(diǎn)在于：

1）、模板設(shè)計(jì)效率高。各個斷面尺寸可通過快速剖切得到，相對于傳統(tǒng)的逐個估算斷面輪廓尺寸的方式節(jié)省了大量時間。

2）、模板設(shè)計(jì)精度高。解決了土建工程異型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度不滿足模板施工要求的難題，三維曲面模型完美展現(xiàn)異型部位表面變化細(xì)節(jié)，大幅提高模板設(shè)計(jì)精度，使拼縫更加嚴(yán)格，保證混凝土質(zhì)量。

3）、模板安裝效率高。異型結(jié)構(gòu)和模板的三維模型的可視化特性以及對模板的有序編號，使施工人員對結(jié)構(gòu)形狀和模板安裝順序有清晰的認(rèn)識，有效避免返工，提高安裝效率。

4）、模板安裝定位精確。異型結(jié)構(gòu)和模板的三維模型可提供控制點(diǎn)坐標(biāo)，為安裝放樣提供準(zhǔn)確依據(jù)，確保模板安裝位置準(zhǔn)確。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明的異型結(jié)構(gòu)斷面及其空間位置關(guān)系圖。

圖2為本發(fā)明的異型模板面板整體曲面三維圖。

圖3為本發(fā)明的異型模板面板分塊及編號圖。

圖4為本發(fā)明的單個模板面板曲面單元三維圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施案例對本發(fā)明提出的一種三維模型輔助異型模板設(shè)計(jì)與安裝的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

某水電站地下廠房尾水?dāng)U散段混凝土襯砌型式為圓變底圓角城門洞形，斷面凈尺寸沿軸線方向漸變，曲線變化復(fù)雜。每塊模板具有單一性、形狀各異、尺寸不等。但在土建工程中，設(shè)計(jì)單位通常只提供漸變隧洞前后兩個斷面的詳細(xì)尺寸。本實(shí)施案例利用三維模型輔助異型模板設(shè)計(jì)與安裝的方法，具體如下：

一、根據(jù)二維圖紙建立某水電站地下廠房尾水?dāng)U散段混凝土襯砌模板面板整體曲面的三維模型，具體步驟如下：

1）如圖1所示，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的襯砌CAD圖紙，在繪圖軟件中分別建立擴(kuò)散段襯砌內(nèi)輪廓前后兩個斷面，即斷面1和斷面2；

2）根據(jù)擴(kuò)散段平面圖和底面坡度建立擴(kuò)散段軸線，確定步驟1）中所述兩個斷面的空間位置關(guān)系，見圖1；

3）使用放樣命令，拾取兩個斷面放樣成三維曲面，即為異型模板面板整體曲面，如圖2所示；

如果是更加復(fù)雜的曲面，可以綜合使用拉伸、放樣、掃略、差集等命令完成建模。

二、將步驟一中的模板面板整體曲面剖切成若干個單個模板面板曲面單元，并按照模板安裝順序編號，具體步驟如下：

1）模板設(shè)計(jì)人員對模板進(jìn)行受力計(jì)算，并考慮模板的運(yùn)輸、拆裝、作業(yè)環(huán)境、施工條件、模板加工設(shè)備所能達(dá)到的加工規(guī)格及加工精度等因素，確定滿足要求的模板最大尺寸；

2）將步驟1）中模板設(shè)計(jì)人員提供的模板最大尺寸限制，使用剖切命令，將模板面板整體曲面剖切成若干個曲面單元；

3）根據(jù)模板設(shè)計(jì)人員提供的模板安裝順序，將步驟2）得到的若干個曲面單元按照安裝順序進(jìn)行編號，如圖3所示。

三、單個模板面板曲面單元三維圖如圖4所示，對每個曲面單元進(jìn)行測量，得出精準(zhǔn)、詳細(xì)的尺寸、弧度等信息，出模板加工圖，指導(dǎo)加工，具體步驟如下：

1）在繪圖軟件中測量單個模板面板各邊的弧長L以及對應(yīng)的圓弧半徑r、弦長l；

2）在各角點(diǎn)繪制各圓弧的切線，測量切線夾角α，即為模板展開圖的夾角α；

3）將以上測量數(shù)據(jù)交由模板設(shè)計(jì)人員繪制模板加工圖，指導(dǎo)加工。

四、三維模型提供模板控制點(diǎn)坐標(biāo)，為安裝放樣提供準(zhǔn)確依據(jù)，確定安裝位置，具體步驟如下：

1）將步驟二中得到的剖切后的三維曲面模型在繪圖軟件定位在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中；

2）查詢模板控制點(diǎn)坐標(biāo)，為測量隊(duì)放樣提供準(zhǔn)確依據(jù)，確定安裝位置。

五、利用三維模型可視化的特性，讓施工人員對整體結(jié)構(gòu)有形象了解，根據(jù)步驟二中的模板編號，利用卷揚(yáng)機(jī)和人工，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確安裝。