(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210455262.1 (22)申请日 2022.04.28 (71)申请人 中建安装集团有限公司 地址 210023 江苏省南京市栖霞区文澜路6 号 (72)发明人 王安辉　张艳芳　夏凡　倪娇娇　 谢祺　周天宇　严科　张瑞兴　 (74)专利代理 机构 重庆律知诚专利代理事务所 (普通合伙) 50281 专利代理师 殷兴旺　王俊超 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) E01D 19/00(2006.01)G06F 111/04(2020.01) E01D 101/26(2006.01) (54)发明名称 一种基于高精度模型的预制构件钢筋优化 方法及系统 (57)摘要 本发明涉及装配式桥梁建设领域， 尤其是一 种基于高精度模型的预制构件钢筋优化方法及 系统， 所述方法通过搭建高精度的桥梁构件精细 化模型， 并从所述桥梁构 件精细化模 型中提取钢 筋的属性信息； 通过所述属性信息， 生成初始剪 裁方案； 优化所述初始剪裁方案， 从而获得最优 裁剪方案， 所述最优剪裁方案为在钢筋使用量最 少的情况下满足所述实体桥梁的搭建需求的钢 筋剪裁方案； 评估所述最优剪裁方案， 获得所述 最优剪裁方案的增益。 本发明不仅实现了节约能 源和环境保护， 并在保证了经济效益的同时， 使 得桥梁建设达到高效率、 高质量、 高耐久性及智 能化的目的。 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 CN 114547761 A 2022.05.27 CN 114547761 A 1.一种基于高精度模型的预制构件钢筋优化方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 获取实体桥梁的搭建信息， 利用所述搭建信息构建骨架线三维模型； 提取所述骨架线三维模型的骨架线参数信 息， 利用所述骨架线参数信 息获得桥梁构件 精细化模型； 提取所述桥梁构件精细化模型的桥梁构件参数信 息， 根据所述桥梁构件参数信 息得到 桥梁钢筋 精细化模型； 提取桥所述 桥梁钢筋 精细化模型中钢筋的属性信息； 通过所述属性信息， 生成初始剪 裁方案； 优化所述初始剪裁方案， 从而获得最优裁剪方案， 所述最优剪裁方案为在钢筋使用量 最少的情况 下满足所述实体桥梁的搭建需求的钢筋剪 裁方案。 2.根据权利要求1所述的一种基于 高精度模型的预制 构件钢筋优化方法， 其特征在于， 所述获取实体桥梁的搭建信息， 利用所述搭建信息构建骨架线三维模型， 包括如下步骤： 获取所述实体桥梁的搭建信息和构件信息， 所述搭建信息包括所述实体桥梁的走向、 桥跨分布、 整体布置、 线路中心线和空间定位， 所述构件信息包括箱梁数据、 盖梁数据和桥 墩数据； 结合所述搭建信息提炼所述实体桥梁的整体结构； 根据所述构件信息 完善所述整体结构， 从而获得 所述骨架线三维模型。 3.根据权利要求1所述的一种基于 高精度模型的预制 构件钢筋优化方法， 其特征在于， 所述提取所述骨架线三维模型的骨架线参数信息， 利用所述骨架线参数信息获得桥梁构件 精细化模型， 包括如下步骤： 提取所述骨架线三维模型的骨架线参数信 息， 所述骨架线参数信 息包括所述骨架线三 维模型中构件类型和构件参数， 所述构件类型包括梁箱、 盖梁和桥墩； 通过所述构件类型和所述构件参数生成构件 模板库； 根据所述构件模板库搭建局部构件精细化模型， 所述局部构件精细化模型包括梁箱精 细化模型、 盖梁钢筋 精细化模型和桥墩精细化模型； 利用所述局部构件精细化模型结合构件的空间位置关系， 搭建所述桥梁构件精细化模 型。 4.根据权利要求1所述的一种基于 高精度模型的预制 构件钢筋优化方法， 其特征在于， 所述提取所述桥梁构件精细化模型的桥梁构件参数信息， 根据所述桥梁构件参数信息得到 桥梁钢筋 精细化模型， 包括如下步骤： 对所述桥梁构件精细化模型进行数据提取， 获得所述桥梁构件精细化模型的搭建参 数； 确定钢筋类型以及钢筋模板， 所述钢筋类型包括纵向钢筋、 箍筋和弯起钢筋， 所述钢筋 模板包括固定型钢筋模板、 根据平面自适应型钢筋模板和根据曲面自适应型钢筋模板； 利用所述钢筋类型和所述钢筋模板结合所述搭建参数， 确定参考控制面并设置钢筋的 参数； 根据所述参考控制面和所述参数， 生成局部钢筋结构， 所述局部钢筋结构包括梁箱钢 筋结构、 盖梁钢筋结构和桥墩钢筋结构； 检查并调整所述局部钢筋结构中所述钢筋的位置；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114547761 A 2通过所述局部钢筋结构结合所述局部钢筋结构的空间位置关系， 从而获得所述桥梁钢 筋精细化模型。 5.根据权利要求1所述的一种基于 高精度模型的预制 构件钢筋优化方法， 其特征在于， 所述提取桥所述 桥梁钢筋 精细化模型中钢筋的属性信息， 包括如下步骤： 将所述桥梁钢筋 精细化模型进行图层分类， 获得 单层钢筋搭建信息； 通过所述单层钢筋搭建信息， 读取 所述桥梁钢筋 精细化模型中钢筋的初始 属性信息， 所述属性信息包括所述钢筋的种类、 钢筋数量、 钢筋总长度和钢筋总重量； 过滤并整理所述初始属性信息， 从而获得 所述钢筋的所述属性信息 。 6.根据权利要求1所述的一种基于 高精度模型的预制 构件钢筋优化方法， 其特征在于， 所述通过所述属性信息， 生成初始剪 裁方案， 包括如下步骤： 对所述属性信息的格式进行 预处理， 从而获得属性 参数； 将所述属性参数作为随机变量进行概率模型模拟， 所述概率模型为裁剪出满足实际工 程需求的钢筋数目的裁 剪方案概 率模型； 通过多次模拟演算， 从而获得多种所述初始裁 剪方案。 7.根据权利要求6所述的一种基于 高精度模型的预制 构件钢筋优化方法， 其特征在于， 所述优化所述初始剪裁方案， 从而获得最优裁剪方案， 所述最优剪裁方案为在钢筋使用量 最少的情况 下满足所述实体桥梁的搭建需求的钢筋剪 裁方案， 包括如下步骤： 对多组所述初始剪 裁方案进行线性组合， 获得 所述钢筋使用量 为最少的目标 方程； 结合所述钢筋使用量的具体指标获得所述钢筋使用的约束方程， 所述具体指标包括箱 梁钢筋使用指标、 盖梁钢筋使用指标和桥墩钢筋使用指标； 通过联立所述目标 方程和所述约束方程并求 解， 从而获得 所述最优剪裁方案。 8.根据权利要求7所述的一种基于 高精度模型的预制 构件钢筋优化方法， 其特征在于， 所述对多组所述初始剪裁方案进行线性组合， 获得所述钢筋使用量为最少的目标方程； 结 合所述钢筋使用量的具体指标获得所述钢筋使用的约束方程， 所述具体指标包括箱梁钢筋 使用指标、 盖梁钢筋使用指标和桥墩钢筋使用指标； 通过联立所述 目标方程和所述约束方 程并求解， 从而获得 所述最优剪裁方案， 包括如下步骤： 确定桥梁工程项目， 利用在所述 桥梁工程项目中所述 最优剪裁方案在满足 所述桥梁工程项目的同时， 所述最优剪裁方案的所述钢筋使用量Z的值最少， 最少的所 述钢筋使用量Z 满足如下公式： ； 其中， 表示钢筋来料的数量， 表示第 根所述钢筋来料的长度， 表示第 根 所述钢筋来料的决策变量； 根据不同的所述构件的所述钢筋使用量的具体指标限制， 获得所述钢筋约束方程， 所 述约束方程满足如下公式： ；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114547761 A 3