一種地下工程岔洞接頭的設計方法
2023-07-12 08:02:26
專利名稱：一種地下工程岔洞接頭的設計方法
技術領域：
本發明涉及地下工程建築勘測設計，尤其是涉及一種地下工程岔洞接頭的設計方法。
背景技術：
現有的地下工程岔洞接頭設計方法，包括根據相應洞室設計標準，通過測量收集和分析地下工程岔洞接頭區域內有關設計資料、結合地質鑽孔柱狀圖或地質剖面圖進行設計與實地勘測、基於二維斷面進行設計反覆比較確定經濟、合理的方案。這種地下工程岔洞接頭設計方法費時費力，在很大程度上取決於設計人員的實際經驗和技術水平，不適合用於工期相對較緊、要求較高的工程。尤其是採用這種二維方法進行設計，不能準確的繪製相交斷面的構造圖紙和鋼筋圖紙，不能對岔洞接頭進行三維模型力學分析，也不能和地質狀況等實際情況緊密結合，出圖的準確度不高，經常導致施工無法正常進行，效果不好。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的缺陷，提出一種基於三維實體模型和三維地質模型的地下工程岔洞接頭三維設計方法。本發明的技術問題通過以下技術方案予以解決。這種地下工程岔洞接頭三維設計方法，包括步驟I)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的內輪廓、初襯、二次襯砌數據；
所述步驟I)有以下子步驟
1-1)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的內輪廓數據；
1-2)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的初襯、二次襯砌數據；
2. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟2)生成岔洞接頭中相交的各洞室的三維標準斷面；
所述步驟2)有以下子步驟
2-1)讀取步驟I)中內輪廓、初襯、二次襯砌數據；建立內輪廓、初襯、二次襯砌的初始平面 2-2)按照岔洞接頭中相交的各洞室的立體布置將內輪廓、初襯、二次襯砌的初始平面圖導入相應的位置。3. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟3)生成岔洞接頭中各洞室的相交曲面，建立岔洞接頭三維相交實體模型；
所述步驟3)有以下子步驟
3-1)根據步驟2)岔洞接頭中相交的各洞室的平面圖生成各洞室的相交曲面。3-2)根據步驟2)岔洞接頭中相交的各洞室的平面圖生成岔洞接頭的初始實體模型。3-3)根據步驟6)和步驟8)對岔洞接頭的初始實體模型進行修改。4. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟4)獲取岔洞接頭所處地層的地質數據、建立岔洞接頭所處地層的地質實體模型；
所述步驟4)有以下子步驟
4-1)獲取岔洞接頭所處地層的地質數據；
4-2)根據4-1)的地質數據建立岔洞接頭所處地層的地質實體模型；
5.一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟5)將地質實體模型與岔洞接頭實體模型疊加；
所述步驟5)有以下子步驟
5-1)讀取步驟3)岔洞接頭三維相交實體模型和步驟4)岔洞接頭所處地層的地質實體模型；
5-2)將實體模型按照相應X、I、z坐標疊加；
6.一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟6)對岔洞接頭三維實體模型進行力學分析、確定實體模型的主要受力部位，並對模型進行修改；
所述步驟6)有以下子步驟
6-1)讀取步驟5)建立的疊加模型各模型的力學參數；
6-2)對岔洞接頭三維實體模型進行力學分析、確定實體模型的主要受力部位，記錄各位置的受力情況數據，並對步驟3)生成的岔洞接頭實體模型進行修改；
7.—種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟7)生成岔洞接頭實體三維鋼筋模型； 所述步驟7)有以下子步驟
7-1)讀取步驟6)受力分析的力學情況數據，根據實體模型的主要受力部位確定承重梁、柱、牆的位置，並對岔洞接頭實體模型進行鋼筋布置。7-2)根據步驟3)岔洞接頭的實體模型生成岔洞接頭實體三維鋼筋模型；
8.—種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟8)對岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行驗證並對步驟3)生成的岔洞接頭實體模型進行修改；
所述步驟8)有以下子步驟
8-1)對岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行驗證；
8-2)對步驟3)生成的岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行修改；
9.一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟9)生成岔洞接頭的平面構造圖、平面鋼筋圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙、三維鋼筋圖紙，三維鋼筋圖紙用不同顏色標註平面鋼筋圖所處位置。所述步驟9)有以下子步驟
9-1)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型生成岔洞接頭的平面構造圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙。在三維構造圖中用不同顏色標註各個平面構造圖、各個剖面構造圖的位置。剖面構造圖需要分別選出極端剖面和過渡剖面。9-2)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型生成生成岔洞接頭的平面鋼筋圖、三維鋼筋圖紙。在三維鋼筋圖紙用不同顏色分別標註出各個平面鋼筋圖所處位置。平面鋼筋圖包含有極端剖面的鋼筋布置圖、過渡剖面的鋼筋布置圖和主要梁、柱、牆的平面鋼筋圖。10. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟10)生成各施工階段的岔洞接頭圖紙，並指導岔洞接頭的設計與施工。
所述步驟10)有以下子步驟
10-1)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型和步驟9)生成的岔洞接頭的平面構造圖、平面鋼筋圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙、三維鋼筋圖紙，三維鋼筋圖紙生成各施工階段的岔洞接頭圖紙。10-2)利用各施工階段的岔洞接頭圖紙指導岔洞接頭的設計與施工，並將設計與施工中出現的問題與岔洞接頭的三維實體模型進行比對，及時修正相關設計。綜上所述，本發明與現有技術對比的有益效果是
本發明方法可以直接得到地下工程岔洞接頭的三維效果，準確而直觀的選擇地下工程岔洞接頭方案並進行設計，改變了現有技術的二維設計方法不準確的情況。有效減少返工量，方便地下工程岔洞接頭方案的選定，提高勘察質量，顯著提高地下工程岔洞接頭設計的效果。 本發明方法實現了針對不良地質情況改善地下工程岔洞接頭方案設置、合理三維化配置鋼筋，以避免坍塌災害對工程的影響，起到減災防災的作用。並可以由三維實體準確快速生成平面設計圖。指導地下工程岔洞接頭施工，減少施工工作量，降低施工風險。生成的三維構造圖和三維鋼筋圖和平面圖相互結合，可方便的指導施工。本發明方法可以廣泛用於地下工程岔洞接頭勘察設計，在工程應用時根據具體需要對相應軟體進行配置即可。
附圖是本發明具體實施方式
的方法流程圖。
具體實施例方式下面對照附圖並結合具體實施方式
對本發明作進一步的說明。一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟I)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的內輪廓、初襯、二次襯砌數據；
所述步驟I)有以下子步驟
1-1)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的內輪廓數據；
1-2)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的初襯、二次襯砌數據；
2. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟2)生成岔洞接頭中相交的各洞室的三維標準斷面；
所述步驟2)有以下子步驟
2-1)讀取步驟I)中內輪廓、初襯、二次襯砌數據；建立內輪廓、初襯、二次襯砌的初始平面 2-2)按照岔洞接頭中相交的各洞室的立體布置將內輪廓、初襯、二次襯砌的初始平面圖導入相應的位置。3. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟3)生成岔洞接頭中各洞室的相交曲面，建立岔洞接頭三維相交實體模型；
所述步驟3)有以下子步驟
3-1)根據步驟2)岔洞接頭中相交的各洞室的平面圖生成各洞室的相交曲面。3-2)根據步驟2)岔洞接頭中相交的各洞室的平面圖生成岔洞接頭的初始實體模型。3-3)根據步驟6)和步驟8)對岔洞接頭的初始實體模型進行修改。4. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟4)獲取岔洞接頭所處地層的地質數據、建立岔洞接頭所處地層的地質實體模型；
所述步驟4)有以下子步驟
4-1)獲取岔洞接頭所處地層的地質數據；
4-2)根據4-1)的地質數據建立岔洞接頭所處地層的地質實體模型； 5.一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟5)將地質實體模型與岔洞接頭實體模型疊加；
所述步驟5)有以下子步驟
5-1)讀取步驟3)岔洞接頭三維相交實體模型和步驟4)岔洞接頭所處地層的地質實體模型；
5-2)將實體模型按照相應X、I、z坐標疊加；
6.一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟6)對岔洞接頭三維實體模型進行力學分析、確定實體模型的主要受力部位，並對模型進行修改；
所述步驟6)有以下子步驟
6-1)讀取步驟5)建立的疊加模型各模型的力學參數；
6-2)對岔洞接頭三維實體模型進行力學分析、確定實體模型的主要受力部位，記錄各位置的受力情況數據，並對步驟3)生成的岔洞接頭實體模型進行修改；
7.—種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟7)生成岔洞接頭實體三維鋼筋模型； 所述步驟7)有以下子步驟
7-1)讀取步驟6)受力分析的力學情況數據，根據實體模型的主要受力部位確定承重梁、柱、牆的位置，並對岔洞接頭實體模型進行鋼筋布置。7-2)根據步驟3)岔洞接頭的實體模型生成岔洞接頭實體三維鋼筋模型；
8.—種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟8)對岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行驗證並對步驟3)生成的岔洞接頭實體模型進行修改；
所述步驟8)有以下子步驟
8-1)對岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行驗證；
8-2)對步驟3)生成的岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行修改；
9.一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟9)生成岔洞接頭的平面構造圖、平面鋼筋圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙、三維鋼筋圖紙，三維鋼筋圖紙用不同顏色標註平面鋼筋圖所處位置。所述步驟9)有以下子步驟
9-1)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型生成岔洞接頭的平面構造圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙。在三維構造圖中用不同顏色標註各個平面構造圖、各個剖面構造圖的位置。剖面構造圖需要分別選出極端剖面和過渡剖面。9-2)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型生成生成岔洞接頭的平面鋼筋圖、三維鋼筋圖紙。在三維鋼筋圖紙用不同顏色分別標註出各個平面鋼筋圖所處位置。平面鋼筋圖包含有極端剖面的鋼筋布置圖、過渡剖面的鋼筋布置圖和主要梁、柱、牆的平面鋼筋圖。10. 一種地下工程岔洞接頭三維設計方法，步驟10)生成各施工階段的岔洞接頭圖紙，並指導岔洞接頭的設計與施工。所述步驟10)有以下子步驟
10-1)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型和步驟9)生成的岔洞接頭的平面構造圖、平面鋼筋圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙、三維鋼筋圖紙，三維鋼筋圖紙生成各施工階段的岔洞接頭圖紙。10-2)利用各施工階段的岔洞接頭圖紙指導岔洞接頭的設計與施工，並將設計與施工中出現的問題與岔洞接頭的三維實體模型進行比對，及時修正相關設計。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的保護範圍。
權利要求
1.一種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟1)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的內輪廓、初襯、二次襯砌數據；所述步驟I)有以下子步驟1-1)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的內輪廓數據；1-2)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的初襯、二次襯砌數據。
2.一種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟2)生成岔洞接頭中相交的各洞室的三維標準斷面；所述步驟2)有以下子步驟2-1)讀取步驟I)中內輪廓、初襯、二次襯砌數據；建立內輪廓、初襯、二次襯砌的初始平面圖；2_2)按照岔洞接頭中相交的各洞室的立體布置將內輪廓、初襯、二次襯砌的初始平面圖導入相應的位置。
3.—種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟3)生成岔洞接頭中各洞室的相交曲面，建立岔洞接頭三維相交實體模型；所述步驟3)有以下子步驟3-1)根據步驟2)岔洞接頭中相交的各洞室的平面圖生成各洞室的相交曲面。3-2)根據步驟2)岔洞接頭中相交的各洞室的平面圖生成岔洞接頭的初始實體模型。3-3)根據步驟6)和步驟8)對岔洞接頭的初始實體模型進行修改。
4.一種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟4)獲取岔洞接頭所處地層的地質數據、建立岔洞接頭所處地層的地質實體模型；所述步驟4)有以下子步驟4-1)獲取岔洞接頭所處地層的地質數據；4-2)根據4-1)的地質數據建立岔洞接頭所處地層的地質實體模型。
5.一種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟5)將地質實體模型與岔洞接頭實體模型疊加；所述步驟5)有以下子步驟5-1)讀取步驟3)岔洞接頭三維相交實體模型和步驟4)岔洞接頭所處地層的地質實體模型；5-2)將實體模型按照相應X、I、z坐標疊加。
6.一種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟6)對岔洞接頭三維實體模型進行力學分析、確定實體模型的主要受力部位，並對模型進行修改；所述步驟6)有以下子步驟6-1)讀取步驟5)建立的疊加模型各模型的力學參數；6-2)對岔洞接頭三維實體模型進行力學分析、確定實體模型的主要受力部位，記錄各位置的受力情況數據，並對步驟3)生成的岔洞接頭實體模型進行修改。
7.—種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟7)生成岔洞接頭實體三維鋼筋模型；所述步驟7)有以下子步驟7-1)讀取步驟6)受力分析的力學情況數據，根據實體模型的主要受力部位確定承重梁、柱、牆的位置，並對岔洞接頭實體模型進行鋼筋布置。7-2)根據步驟3)岔洞接頭的實體模型生成岔洞接頭實體三維鋼筋模型。
8.—種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟8)對岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行驗證並對步驟3)生成的岔洞接頭實體模型進行修改；所述步驟8)有以下子步驟8-1)對岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行驗證；8-2)對步驟3)生成的岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行修改。
9.一種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟9)生成岔洞接頭的平面構造圖、平面鋼筋圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙、三維鋼筋圖紙，三維鋼筋圖紙用不同顏色標註平面鋼筋圖所處位置。所述步驟9)有以下子步驟9-1)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型生成岔洞接頭的平面構造圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙。在三維構造圖中用不同顏色標註各個平面構造圖、各個剖面構造圖的位置。剖面構造圖需要分別選出極端剖面和過渡剖面。9-2)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型生成生成岔洞接頭的平面鋼筋圖、三維鋼筋圖紙。在三維鋼筋圖紙用不同顏色分別標註出各個平面鋼筋圖所處位置。平面鋼筋圖包含有極端剖面的鋼筋布置圖、過渡剖面的鋼筋布置圖和主要梁、柱、牆的平面鋼筋圖。
10.一種地下工程岔洞接頭的設計方法，其特徵在於包含以下步驟10)生成各施工階段的岔洞接頭圖紙，並指導岔洞接頭的設計與施工。所述步驟10)有以下子步驟10-1)根據步驟3)生成的岔洞接頭的三維實體模型和步驟9)生成的岔洞接頭的平面構造圖、平面鋼筋圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙、三維鋼筋圖紙，三維鋼筋圖紙生成各施工階段的岔洞接頭圖紙。10-2)利用各施工階段的岔洞接頭圖紙指導岔洞接頭的設計與施工，並將設計與施工中出現的問題與岔洞接頭的三維實體模型進行比對，及時修正相關設計。
全文摘要
一種地下工程岔洞接頭的設計方法，包括以下步驟1)獲取岔洞接頭中相交的各洞室的標準斷面的內輪廓、初襯、二次襯砌數據；2)生成岔洞接頭中相交的各洞室的三維標準斷面；3)生成岔洞接頭中各洞室的相交曲面，建立岔洞接頭三維相交實體模型；4)獲取岔洞接頭所處地層的地質數據、建立岔洞接頭所處地層地質實體模型；5)將地質實體模型與岔洞接頭實體模型疊加；6)對岔洞接頭三維實體模型進行力學分析、確定實體模型的主要受力部位，並對模型進行修改；7)生成岔洞接頭實體三維鋼筋模型；8)對岔洞接頭的實體三維鋼筋模型進行驗證並對模型進行修改；9)生成岔洞接頭的平面構造圖、平面鋼筋圖、各剖面構造圖、三維構造圖紙、三維鋼筋圖紙；10)生成各施工階段的岔洞接頭圖紙。本發明方法可以直觀對岔洞接頭進行三維設計，力學分析，並準確的生成岔洞接頭圖紙。
文檔編號E21D11/00GK102865085SQ20121038180
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日
發明者朱海濤, 張小明, 劉立才, 陳國 , 錢正剛, 羅賢虎, 王小紅, 周立 申請人:江西省交通設計研究院有限責任公司