结构图设计

1 设计流程概览

结构图设计模块覆盖从项目创建到图纸输出的完整流程。软件启动后,可选择创建新项目(支持大盾构、普通盾构、空项目三种模板)或打开已有项目。进入主界面后,依次完成以下设计步骤:

1管片环尺寸
2管片分块
3环缝设置
4纵缝设置
5螺栓及预埋件
6一键成图

2 管片环尺寸

在管片环尺寸界面中,设置管片环的内外径、环高和楔形量。系统默认管片环的最高端和最低端在环的最左侧和最右侧:

  • R1(外环半径) — 管片环的外环半径
  • R2(内环半径) — 管片环的内环半径
  • H1(左侧环高) — 管片环最左侧环高
  • H2(右侧环高) — 管片环最右侧环高,楔形量为 |H1-H2|

输入相关数据后,即可绘制出管片环的三维模型。系统支持楔形环(转弯环)和直线环两种类型。

绘制管片环
管片环模型管片环模型

3 管片分块

在管片分块界面中,将管片环划分为封顶块、邻接块和标准块,并可设置封顶块的插入角和接头角:

  • 封顶块 — 字头默认为 K,可设置旋转角(a1)和圆心角(a2)
  • 邻接块 — 字头默认为 B,包含邻接块1(圆心角 a3)和邻接块2(圆心角 a4)
  • 标准块 — 字头默认为 A,设置标准块数量 n,各块圆心角均分剩余角度
  • 插入角(a5) — 封顶块沿径向插入的角度
  • 接头角(a6) — 封顶块接头面的倾斜角度
纵缝切割设置

4 环缝设置

系统采用自定义的环缝切割条纹进行环缝切割,可适应任意环缝设计要求。软件算法充分考虑楔形量造成的环缝切割宽度变化,使得环缝与纵缝能够完美贯通。

4.1 环缝端面条纹 DWG

在 CAD 软件中按规则绘制环缝端面条纹的 DWG 文件。环缝以两条不闭合的多段线绘制,中心点为原点(0,0,0)。导入后,系统自动提取数据并生成环缝数据。

环缝上端面条纹环缝下端面条纹

切割后的环缝断面:

环缝断面

4.2 环缝标注

环缝标注分为整体标注和大样图标注两种类型,应用于自动出图中的"管片接缝构造图":

  • 整体标注 — 应用于所有环缝剖面子图的通用标注,可在 CAD 中自由添加水平或垂直尺寸标注
  • 大样图索引 — 在环缝剖面图上标记大样图索引号,对应生成节点大样图子图
  • 大样图详情 — 每个索引号对应一个大样图详情,在自动出图时生成独立的节点大样图
环缝切割操作

5 纵缝设置

按规定要求做好纵缝切割平面图形后,即可进行纵缝切割。系统通过图层名称识别不同的切割实体:

  • "-*" 图层 — 以"-"开头的图层,其中闭合多段线图形拉伸为实体后从管片块中减去(subtract),形成纵缝断面形状
  • "右+*" 图层 — 以"右+"开头的图层,其中闭合多段线图形拉伸为实体后与右侧管片块合并(union),用于生成凸榫等结构

每个图层最多只能存在一个封闭图形,对没有闭合多段线的图层系统会自动忽略。

纵缝切割平面图形
图层设置

分块结果:

分块结果分块结果

纵缝:

纵缝

环缝-纵缝贯通情况:

环缝-纵缝贯通

6 螺栓及预埋件布置

系统支持多种螺栓类型和预埋件的参数化布置,覆盖管片连接的全部需求:

6.1 纵向直螺栓

纵向直螺栓纵向直螺栓

6.2 环向直螺栓

环向直螺栓

6.3 纵向弯螺栓

纵向弯螺栓纵向弯螺栓

6.4 环向弯螺栓

环向弯螺栓

6.5 预埋件

除螺栓外,系统还支持注浆孔、拼装定位孔、吊装孔、快速连接器、点状凹凸榫等多种预埋件的参数化布置。

预埋件

布置完螺栓和预埋件后生成的三维模型:

三维模型

7 一键成图

完成三维建模后,系统支持"一键成图"功能,可一键操作自动生成全部结构施工图纸:

一键成图

7.1 衬砌圆环构造图

展示整环管片的构造组成,包括分块编号、螺栓布置、接缝示意等。

衬砌圆环构造图

7.2 管片结构图

每个管片分块各出一张图。例如有 1 个封顶块、2 个邻接块和 n 个标准块,则共生成 1+2+n 张管片结构图,涵盖展开图、配筋图、预埋件定位等完整信息。

管片结构图

7.3 管片接缝构造图

展示环缝与纵缝的断面构造细节,包含整体标注和节点大样图。大样图索引中标记了几号索引,则自动生成对应编号的节点大样图子图。

管片接缝构造图