1.一种基于BIM的隧道洞口边仰坡三维设计方法,包其特征在于:包括以下步骤:A.创建坡体横断面模板数据库;B.创建隧道边坡、仰坡路径基准线;C.创建边坡、仰坡关键点横断面;D.创建边坡、仰坡中间横断面,创建代表边坡、仰坡坡体的空间曲面;E.创建坡体空间曲面与地形曲面的交线,使用交线切割地形曲面;步骤B创建隧道边坡、仰坡路径基准线,具体过程如下:首先,在隧道洞口边仰坡工程底部对应位置创建若干个关键点;然后,将上述关键点连线,形成一个由多条空间直线首尾相连组成的U字形多段线;再后,在上述U字形多段线中,与隧道中心线垂直的两个部分是仰坡基准线;再后,在上述U字形多段线中,与隧道中心线平行的部分是边坡基准线;最后,形成两个位于仰坡基准线端部的边坡、仰坡基准线交点;步骤B中还包括对基准线的延伸,具体过程如下:首先,对两条边坡基准线,从边坡、仰坡基准线交点位置开始,沿边坡基准线切线向隧道内部方向延伸一段距离;然后,对仰坡基准线,从其两端点位置开始,沿仰坡基准线切线向远离隧道中心线方向各延伸一段距离;步骤C创建边坡、仰坡关键点横断面,具体过程如下:首先,在延伸后的边坡、仰坡基准线的所有中部关键点和端点位置计算基准线切线方向;然后,从步骤A创建的坡体横断面模板数据库中选择横断面模板并进行空间位置移动,将横断面模板的原点移动到边仰坡基准线中部关键点或端点位置;再后,将横断面模板的Y轴方向与三维空间的竖直方向对齐;再后,将横断面模板平面的Z轴方向与基准线切线方向对齐;最后,在所有中部关键点和端点位置循环执行上述横断面模板的选择与移动过程,形成边坡、仰坡关键点横断面集合。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的隧道洞口边仰坡三维设计方法,其特征在于:步骤A创建坡体横断面模板数据库,具体过程如下:首先,在平面直角坐标系创建总数大于1的二维点集合;然后,上述二维点集合中的第一个点是原点,后续各点依次与前一个点连线,形成一个由首尾相连的多条二维空间线组成的集合;再后,前n-1条线是由起、终点相连构成的直线段,第n条线是从起点开始,以终点为方向的射线,n代表每一个横断面模板中二维点的数目减1;最后,积累所有常用的隧道洞口边、仰坡坡体横断面模板,形成坡体横断面模板数据库。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的隧道洞口边仰坡三维设计方法,其特征在于:步骤D 创建边坡、仰坡中间横断面,具体过程如下:首先,在每一条边坡或仰坡基准线上,在每相邻两个关键点横断面之间,以某一较短距离为步长创建若干中间横断面;然后,各中间横断面原点以步长为间距沿基准线均匀分布,中间横断面内各条直线段的长度按照相邻两个关键点横断面中各条直线段长度,根据中间横断面原点与相邻两个关键点横断面原点的距离通过线性内插计算求得。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的隧道洞口边仰坡三维设计方法,其特征在于:步骤D创建代表边坡、仰坡坡体的空间曲面,具体过程如下:首先,对于每一条边坡或仰坡基准线,将在步骤C和步骤D创建的所有关键点横断面,以及中间横断面按照各原点空间位置进行排序组成一个横断面集合;然后,将上述集合下每一个横断面内的三维空间折线与三维地形相交,计算交点;再后,使用上述交点截断横断面内的三维空间折线,只保留地形曲面以下的部分;再后,每个截断后的横断面是一条由若干首尾相连的空间三维直线段组成的新的空间折线;最后,基于空间折线创建空间曲面。
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的隧道洞口边仰坡三维设计方法,其特征在于:步骤D中对于创建了两个边坡坡体空间曲面和一个仰坡坡体空间曲面,使用仰坡坡体空间曲面和一个边坡坡体空间曲面进行相互切割,使用仰坡坡体空间曲面和另一个边坡坡体空间曲面进行相互切割。
6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的隧道洞口边仰坡三维设计方法,其特征在于:步骤E创建坡体空间曲面与地形曲面的交线,具体过程如下:首先,将关键点横断面以及中间横断面与三维地形相交计算得到的交点组成一个点集合;然后,将步骤B创建的U字形边仰坡基准线的两个端点加入上述集合中;最后,上述集合的所有点首尾相连形成一个空间闭合的三维直线段集合。
7.根据权利要求6所述的一种基于BIM的隧道洞口边仰坡三维设计方法,其特征在于:步骤E使用交线切割地形曲面,具体过程如下:首先,将创建的三维直线段集合沿竖直方向向上、向下各拉伸一段距离,形成一个空间三维曲面;然后,使用上述空间三维曲面切割三维数字地形。