基于Revit实现接触网腕臂预配的施工方法

技术领域

本发明属于接触网腕臂装配技术领域，特别涉及一种基于Revit实现接触网腕臂预配的施工方法。

背景技术

接触网腕臂结构是整个接触网系统的重要组成部分，其强度和可靠性对于保证列车的运行安全具有重大意义。

接触网专业呈带状工程，对城市轨道交通行车安全影响大，技术要求高、工艺复杂、施工难度大、投资成本高。在施工过程中存在大量测算、校核和定制化加工和组装，质量验收严格。繁琐重复的工作从而增加施工单位繁重工作量和劳动力，同时，低效落后的技术手段导致计算不准确、统计不精确、材料浪费严重、返工频繁。

腕臂结构是复杂的网状杆系结构，结构主体有铝制或钢制管材组成，还包括各种金属线夹、陶瓷绝缘子及拉线等，材料多样且结构复杂，载荷除腕臂正常工作载荷以外，还包含结构自重、风载、覆冰载荷及维修人员重量等，载荷情况复杂，采用结构计算的传统分析方法校核腕臂结构，计算周期长、精度低且无法直观的查看效果，已经远远不能满足大规模设计的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中接触网腕臂装配难度大、计算复杂返工频繁的缺陷，提供基于Revit实现接触网腕臂预配的施工方法。通过参数化族与算法，输入测量值、图纸值确定腕臂结构几何形状，输入规则值微调结构几何形状。从而对设计期中接触网腕臂进行预配并统计工程量，从而指导施工，减少返工率，降低成本。

具体来说，本发明提供了基于Revit实现接触网腕臂预配的施工方法，包括以下步骤：

S1、获取变量参数，所述变量参数包括测量参数、图纸参数、规则参数和扣料参数；

S2、根据接触网腕臂对应的设计图纸在Revit生成接触网腕臂的几何约束模型；

S3、基于测量参数、图纸参数、规则参数和扣料参数建立腕臂预配标准库，并计算预配参数；

S4、对Revit进行二次开发，建立参数输入模板；

S5、在参数输入模板内输入测量参数、规则参数、图纸参数进行模拟计算，Revit基于计算结果驱动几何约束模型并可视化呈现；

S6、判断几何约束模型中是否存在构件碰撞，若存在构件碰撞，则调整规则参数并重复S5；若不存在构件碰撞，导出预配清单；

S7、依据预配清单进行构件采购以及现场预配施工。

进一步的方案为，所述测量参数包括：

限界：支柱内边缘至轨面连线中心距离；

斜率：支柱倾斜程度；

所述图纸参数包括：

拉出值；

导高；

结构高度；

地轨高：轨面连线中心距地面高度；

座间距：上底座和下底座的垂直距离；

定开口：接触线至定位管距离；

定位管抬高：定位管高出水平高度；

所述规则参数包括：

轨面宽：内外轨道之间的宽度；

平余留：平腕臂远离支柱的端部距最后一个构件的距离；

定余留：定位管远离支柱的端部距最后一个构件的距离；

耳环距：定位管上的套管双耳与长定位环之间的距离；

耳索距：平腕臂上的套管双耳与承力索座之间的距离；

腕臂支撑角：腕臂支撑与斜腕臂正方向的夹角；

定位支撑角：定位管支撑与定位管的夹角；

所述扣料参数包括：

绝缘子扣料：绝缘子锚结中心至腕臂接触位置的距离；

上底座扣料：抱箍中心位置至锚结中心的距离；

下底座水平扣料：下抱箍中心位置至锚结中心的水平距离；

下底座垂直扣料：下底座水平中心线至锚结中心的竖直距离；

定位环扣料：定位环中心距锚结中心距离；

套管双耳扣料：套管双耳中心距锚结中心距离；

长定位立柱高度：长定位立柱总长度；

长定位双环水平扣料：长定位双环宽度。

进一步的方案为，所述预配参数包括：

平腕臂长度：预配计算出的平腕臂长度；

斜腕臂长度：预配计算出的斜腕臂长度；

定位管长度：预配计算出的定位管长度；

腕臂支撑长度：预配计算出的腕臂支撑长度；

承力索座位置：平腕臂承力索座距平腕臂靠支柱侧距离；

套管双耳位置：平腕臂和斜腕臂上各套管双耳距腕臂一端距离；

定位环位置：斜腕臂定位环距第二个孔位的距离。

进一步的方案为，承力索座和接触线夹在同一条垂线L上，以L为Y轴，以轨平面为X轴建立直角坐标系；

所述上底座和下底座的计算公式为：

h

w

w

h

h

w

R

w

h

所述平腕臂长度计算公式为：

所述抬高角度计算公式为：

所述上底座中心距离为上底座与绝缘子衔接点的X坐标值的绝对值；

所述斜腕臂长度计算公式为：

h

w

h

所述斜腕臂下端点垂直高度用于确定所述斜腕臂下端点Y坐标值，所述斜腕臂下端点中心距用于确定所述下端点X坐标值，所述斜腕臂上端点垂直高度用于确定所述斜腕臂上端点Y坐标值，所述斜腕臂上端点垂直高度用于确定所述斜腕臂上端点X坐标值；根据斜腕臂的两端点坐标计算斜腕臂长度；

定位管左端点垂直高度计算公式为：

h

所述定位管左端点中心距计算公式为：

所述定位管左端点中心距用于确定定位管左端点X坐标值；所述定位管左端点垂直高度用于确定定位管左端点Y坐标轴；

所述定位管长度计算公式为：

l

其中，w

所述腕臂支撑计算公式：

h

所述h

w

所述w

h

所述h

w

所述w

式中：h

进一步的方案为，所述参数输入模板用于输入变量参数并根据上述的公式计算预配参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过获取变量参数，建立几何约束模型，并通过算法进行各个构建的位置以及尺寸的计算，可及时发现构件之间是否发生碰撞，避免返工以及材料浪费的问题，并依据预配清单指导采购个现场装配，解决了接触网腕臂准确预配问题，也为其他接触网构件(如门架)预配提供了思路及解决方案。

附图说明

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：

图1：本发明流程逻辑图；

图2：接触网腕臂结构示意图；

图3：几何约束模型示意图；

图4：本发明实施例预配清单；

图中：1、下底座；2、上底座；3、绝缘子；4、平腕臂；5、套管双耳a；6、承力索座；7、斜腕臂；8、定位环a；9、长定位立柱；10、定位器；11、接触线夹；12、定位管；13、套管双耳b；14、定位支撑；15、平腕臂管帽；16、腕臂支撑；17、定位管管帽；18、尾支线；19、定位环b；20、定位双环；21、支柱；22、锚结。

具体实施方式

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。

为了更好的理解本方案，本发明对接触网腕臂的结构进行说明，如图2和图3所示，接触网腕臂包括支柱21，支柱21具有一定锥度，即支柱21顶部的半径小于底部的半径；在支柱21上固定设置有上底座2和下底座1，固定形式为卡箍固定；上底座2的端部装配有绝缘子3，绝缘子3远离上底座2的一端设置有平腕臂4；下底座1的端部装配有绝缘子3，绝缘子3远离下底座1的一端设置有斜腕臂7；斜腕臂7的顶部通过套管双耳a5与平腕臂4固定，在本实施例中，平腕臂4采用60型平腕臂，因此，套管双耳a5也为60型套管双耳；平腕臂4和斜腕臂7之间还设置有腕臂支撑16，腕臂支撑16的两端分别与平腕臂4和斜腕臂7通过60型套管双耳固定；

接触网腕臂还包括定位管12，定位管12的一端与斜腕臂7通过定位环8连接，另一端通过定位支撑14与平腕臂4连接，其中，定位支撑14的一端与平腕臂4连接，定位支撑14的另一端与定位管12通过套管双耳b13连接，在本实施例中，定位管12为48型定位管，因此，套管双耳b13为48型套管双耳；

平腕臂4上还设置有承力索座6，承力索座6位于斜腕臂7和定位支撑14之间；定位管12底部设置有定位器10，定位器10的右端通过定位环b19连接有尾支线18，尾支线18通过定位双环20与定位管12固定，定位器10的左端固定设置有接触线夹11。机车的受电弓与接触线夹11连接；承力索座6和接触线夹11位于同一直线上，在图3中，以该直线为Y轴，以轨平面为X轴建立直角坐标系。上底座2/下底座3与绝缘子的连接点称为锚结22。

基于此，本发明提供了一种基于Revit实现接触网腕臂预配的施工方法，通过参数化族与算法，输入测量值、图纸值确定腕臂结构几何形状，输入规则值微调结构几何形状。从而对设计期中接触网腕臂进行预配并统计工程量，从而指导施工，减少返工率，降低成本。

具体的，如图1所示，包括以下步骤：S1、获取变量参数，所述变量参数包括测量参数、图纸参数、规则参数和扣料参数；

S2、根据接触网腕臂对应的设计图纸在Revit生成接触网腕臂的几何约束模型；

S3、基于测量参数、图纸参数、规则参数和扣料参数建立腕臂预配标准库，并计算预配参数；

S4、对Revit进行二次开发，建立参数输入模板，所述参数输入模板用于输入变量参数并根据上述的公式计算预配参数；

S5、在参数输入模板内输入测量参数、规则参数、图纸参数进行模拟计算，Revit基于计算结果驱动几何约束模型并可视化呈现；

S6、判断几何约束模型中是否存在构件碰撞，存在构件碰撞，则调整规则参数并重复S5；不存在构件碰撞，导出预配清单；

S7、依据预配清单进行构件采购以及现场预配施工。

其中，测量参数为施工现场实际测量的数据，测量参数包括：限界：支柱内边缘至轨面连线中心距离；斜率：支柱倾斜程度；

所述图纸参数为从设计院提供的图纸上获取的参数，包括：拉出值；导高；结构高度；地轨高：轨面连线中心距地面高度；座间距：上底座和下底座的垂直距离；定开口：接触线至定位管距离；定位管抬高：定位管高出水平高度；

所述规则参数一般为行业规定的参数，包括：轨面宽：内外轨道之间的宽度；平余留：平腕臂远离支柱的端部距最后一个构件的距离；定余留：定位管远离支柱的端部距最后一个构件的距离；耳环距：定位管上的套管双耳与长定位环之间的距离；耳索距：平腕臂上的套管双耳与承力索座之间的距离；腕臂支撑角：腕臂支撑与斜腕臂正方向的夹角；定位支撑角：定位管支撑与定位管的夹角；

所述扣料参数为每个机构占用的长度，为常量，包括：绝缘子扣料：绝缘子锚结中心至腕臂接触位置的距离；上底座扣料：抱箍中心位置至锚结中心的距离；下底座水平扣料：下抱箍中心位置至锚结中心的水平距离；下底座垂直扣料：下底座水平中心线至锚结中心的竖直距离；定位环扣料：定位环中心距锚结中心距离；套管双耳扣料：套管双耳中心距锚结中心距离；长定位立柱高度：长定位立柱总长度；长定位双环水平扣料：长定位双环宽度。

预配参数包括：平腕臂长度：预配计算出的平腕臂长度；斜腕臂长度：预配计算出的斜腕臂长度；定位管长度：预配计算出的定位管长度；腕臂支撑长度：预配计算出的腕臂支撑长度；承力索座位置：平腕臂承力索座距平腕臂靠支柱侧距离；套管双耳位置：平腕臂和斜腕臂上各套管双耳距腕臂一端距离；定位环位置：斜腕臂定位环距第二个孔位的距离。

在上述中，以承力索座和接触线夹所在的直线作为纵向参照线，以轨面为横向参照线；利用几何关系，通过三角函数得到参照线端点的距离值、构件的位置值及其他构件的长度值；确定轨道中心线位置，通过输入轨面至地面的高度、限界值、斜率，可获得腕臂柱的位置；通过输入导高、结构高度，确定平腕臂的水平高度；通过拉出值，得到平腕臂的长度，并确定上底座的位置，输入上下底座间距值，可获得下底座高度；通过输入拉出值、规则值，确定斜腕臂的位置；通过输入定位器开口值，确定定位管的位置；通过已知的构件位置及计算值、规则值，可确定腕臂支撑的位置；通过平行于腕臂支撑管的几何关系，可确定定位支撑管的位置。具体的，

由于承力索座和接触线夹在同一条垂线L上，因此以L为Y轴，以轨平面为X轴建立直角坐标系；

所述上底座和下底座的计算公式为：

h

w

w

h

h

w

R

w

h

所述平腕臂长度计算公式为：

所述抬高角度计算公式为：

所述上底座中心距离为上底座与绝缘子衔接点的X坐标值的绝对值；

所述斜腕臂长度计算公式为：

h

w

h

所述斜腕臂下端点垂直高度用于确定所述斜腕臂下端点Y坐标值，所述斜腕臂下端点中心距用于确定所述下端点X坐标值，所述斜腕臂上端点垂直高度用于确定所述斜腕臂上端点Y坐标值，所述斜腕臂上端点垂直高度用于确定所述斜腕臂上端点X坐标值；根据斜腕臂的两端点坐标计算斜腕臂长度；

定位管左端点垂直高度计算公式为：

h

所述定位管左端点中心距计算公式为：

所述定位管左端点中心距用于确定定位管左端点X坐标值；所述定位管左端点垂直高度用于确定定位管左端点Y坐标轴；

所述定位管长度计算公式为：

l

其中，w

所述腕臂支撑计算公式：

h

所述h

w

所述w

h

所述h

w

所述w

式中：h

在上述中，构件的“中心距”为该构件距离承力索座和接触线夹所在直线L的距离。构件的“高度”为该构件距离轨面的高度。“锚结”为两个构件连接的接触点。

用户在使用时，在三维设计平台的UI中选择腕臂预配功能，系统提示输入相应的测量参数、图纸参数、规则参数进行模拟计算，Revit基于计算结果驱动几何约束模型并可视化呈现，确认几何约束模型的各个构件为碰撞且符合要求后，输出如图4所示装配图和下表1所示的预配清单，用于采购以及现场预配施工。

表1：预配清单样表

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。