(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20221075426 5.5 (22)申请日 2022.06.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114861287 A (43)申请公布日 2022.08.05 (73)专利权人 墨斗 （天津） 科技有限公司 地址 300000 天津市滨 海新区华苑产业区 华天道6号海 泰大厦510室 (72)发明人 王志红　蔡东明　李非桃　毕强　 张波　李文博　周明科　 (74)专利代理 机构 天津垠坤知识产权代理有限 公司 12248 专利代理师 江洁 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)G06T 17/00(2006.01) (56)对比文件 CN 10971 1052 A,2019.0 5.03 CN 108920870 A,2018.1 1.30 CN 112560154 A,2021.0 3.26 CN 1081085 66 A,2018.0 6.01 CN 113256809 A,2021.08.13 CN 108563851 A,2018.09.21 许时颖.“BIM技术在城市海底隧道 施工过程 优化中的应用 ”. 《施工技 术(中英文)》 .202 2,第 51卷(第5期), 吴继峰 等. “ BIM技术在公路隧道工程设计 中的应用探索 ”. 《隧道建 设(中英文)》 .2019,第 39卷 审查员 张娜娜 (54)发明名称 基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法 (57)摘要 本发明涉及基于BIM的隧道结构明挖段参数 化设计方法， 涉及工程 设计行业的BIM技术领域， 包括以下步骤： S1进行测量数据， S2建立隧道平 面路线， S3建立路线纵断面参数化分析， S4建立 隧道闭合框架结构参数化横断面， S5建立隧道明 挖段闭合框架模型， 本发明的有益效果在于， 通 过BIM技术的参数化模型， 实现隧道明挖段参数 化设计， 本发明中， 通过对不同数据的参数化解 构， 建立参数化驱动关系， 使得在设计过程中无 需考虑中间环节， 本发明最终输出的图纸和工程 量来自于模 型及原始驱动参数的输入， 面对设计 优化和变更， 可在保证设计效率的同时， 确保设 计成果的准确一致性， 本发明中， 因此输出的设 计成果将和输入的设计变更实时同步， 满足了使 用时所需。 权利要求书2页 说明书7页 附图8页 CN 114861287 B 2022.10.28 CN 114861287 B 1.一种基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 进行测量数据； S2、 建立隧道 平面路线； S3、 建立路线纵断面 参数化分析； S4、 建立隧道闭合框架结构参数化横断面； S5、 建立隧道明挖段闭合框架模型； S6、 进行输出图纸和计算工程 量； 其中， 所述步骤S1用于获取项目所在地的测量数据， 准备相应设备， 通过三角网的方式， 形成 地形曲面模型； 所述步骤S2用于将完整路线进行参数化， 按照路线规则， 将路线分解成固定的单元， 通 过参数进行驱动， 通过 数据进行关联； 所述步骤S3用于通过对终端面线进行单元分析， 获得直线、 曲线不同类型段的长度、 半 径、 桩号、 坡度参数， 通过参数化驱动完成； 所述步骤S4用于对标准横断面类型进行分析、 对横断面各参数进行提取来适应不同类 型需求； 所述步骤S4中建立隧道闭合框架结构参数化横断面， 具体包括以下步骤： S401、 对标准横 断面类型进行分析， 确定横断面的中心点， 中心点设置在路线位置， 用 于得到每 个固定桩号横断面的空间位置点； S402、 对横断面进行参数提取， 通过基于中心点， 用于找到其他各部分相对于中心点的 关系， 获得 所有构件的关键控制参数； S403、 对横断面各参数进行提取， 用于 完成横断面的参数控制； S404、 根据隧道明挖段不同区间的布置要求， 用于修改横断面参数， 适应不同类型需 求； 所述步骤S5用于对平面路线和纵断面进行采样分析， 基于平面路线、 纵断面线、 横断面 类型之间关系将横断面进 行依次布置， 相 邻的两个采样点横断面进行融合形成隧道明挖段 闭合框架模型；  所述步骤S 6用于将隧道明挖段闭合框架模 型和地形曲面模型整合， 通过两 个横断面融合形成的三维模型计算出的体积， 获得桩号之间的工程 量。 2.根据权利要求1所述的基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特征在于， 所 述步骤S5中建立隧道明挖段闭合框架模型， 具体包括以下步骤： S501、 在通过对步骤S2的平面路线和步骤S3的纵断面进行采样分析， 可获得所需关键 点的空间位置： 采样点一般根据路线类型， 按距离定距采样， 每2米做一个采样点， 或者， 采 样点一般根据变坡点、 直线交点、 曲线交点、 曲线中心点关键位置进行采样， 获得所需横断 面空间布置的全部采样点的中心点坐标， 中心点坐标由位置平面XY值和对应纵断面Z值构 成； S502、 将横断面构件按步骤S401中的方法的平面路线、 纵 断面线、 横断面类型之间关系 进行依次布置， 相邻的两个采样点横断面进行融合形成隧道明挖段闭合框架模型。 3.根据权利要求2所述的基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特征在于， 所 述步骤S6中进行输出图纸和计算工程 量， 具体包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114861287 B 2S601、 将隧道明挖段闭合框架模型和地形曲面模型整合， 用于在平面路线任意一个桩 号位置进行横向剖切， 获得 该位置准确的横断面图， 同时可 得到隧道与地 面之间的关系； S602、 在步骤S5中采用步骤S501中的方法进行空间位置采样的同时， 每个采样点同时 包含了该点的平面桩号， 该桩号将同时记录在所布置的横断面中， 通过两个横断面融合形 成的三维模型计算出 的体积， 获得两个桩号之间的工程量， 进行累计就可以得到任意两个 桩号间的工程 量。 4.根据权利要求1所述的基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特征在于： 所 述步骤S1中的测量数据通过测量单位进 行提供， 所述步骤S1 中数据类型为点坐标和点高程 数据， 所述 步骤S1中的三角网方式通过相近的3个点形成一个面进行使用。 5.根据权利要求1所述的基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特征在于： 所 述步骤S2中单元包括直线段、 曲线段、 缓和曲线 段， 用于对每段路线的桩号、 起点 终点数据、 类型数据进行参数化处 理。 6.根据权利要求3所述的基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特征在于： 所 述平面桩号的计算方式为： 通过采样点和路线起 点的距离计算出对应的桩号。 7.根据权利要求1所述的基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特征在于： 所 述步骤S402中其他各部 分相对于中心 点的关系包括路面相对于中心 点距离形成路面 厚度、 侧墙相对于中心点距离可确定侧墙位置和顶板相对于中心 距离可确定顶板位置 。 8.根据权利要求1所述的基于BIM的隧道结构明挖段参数化设计方法， 其特征在于： 所 述步骤S1中相应设备包括控制终端、 显示屏、 监控摄 像头、 交换机和 测量设备。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114861287 B 3