CN102865085B - 一种地下工程岔洞接头三维设计方法 - Google Patents

Abstract

一种地下工程岔洞接头的设计方法，包括以下步骤：1）获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓、初衬、二次衬砌数据；2）生成岔洞接头中相交的各洞室的三维标准断面；3）生成岔洞接头中各洞室的相交曲面，建立岔洞接头三维相交实体模型；4）获取岔洞接头所处地层的地质数据、建立岔洞接头所处地层地质实体模型；5）将地质实体模型与岔洞接头实体模型叠加；6）对岔洞接头三维实体模型进行力学分析、确定实体模型的主要受力部位，并对模型进行修改；7）生成岔洞接头实体三维钢筋模型；8）对岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证并对模型进行修改；9）生成岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸；10）生成各施工阶段的岔洞接头图纸。本发明方法可以直观对岔洞接头进行三维设计，力学分析，并准确的生成岔洞接头图纸。

Description

一种地下工程岔洞接头三维设计方法

技术领域

本发明涉及地下工程建筑勘测设计，尤其是涉及一种地下工程岔洞接头三维设计方法。

背景技术

现有的地下工程岔洞接头设计方法，包括根据相应洞室设计标准，通过测量收集和分析地下工程岔洞接头区域内有关设计资料、结合地质钻孔柱状图或地质剖面图进行设计与实地勘测、基于二维断面进行设计反复比较确定经济、合理的方案。这种地下工程岔洞接头设计方法费时费力，在很大程度上取决于设计人员的实际经验和技术水平，不适合用于工期相对较紧、要求较高的工程。尤其是采用这种二维方法进行设计，不能准确的绘制相交断面的构造图纸和钢筋图纸，不能对岔洞接头进行三维模型力学分析，也不能和地质状况等实际情况紧密结合，出图的准确度不高，经常导致施工无法正常进行，效果不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种基于三维实体模型和三维地质模型的地下工程岔洞接头三维设计方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种地下工程岔洞接头三维设计方法包含以下步骤：1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓、初衬、二次衬砌数据；步骤2)生成岔洞接头中相交的各洞室的三维标准断面；步骤3)生成岔洞接头中各洞室的相交曲面，建立岔洞接头三维相交实体模型；步骤4)获取岔洞接头所处地层的地质数据、建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；步骤5)将地质实体模型与岔洞接头三维相交实体模型叠加；步骤6)对岔洞接头三维实体模型进行力学分析、确定三维实体模型的主要受力部位，并对三维相交实体模型进行修改；步骤7)生成岔洞接头实体三维钢筋模型；步骤8)对岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；步骤9)生成岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸，在三维钢筋图纸中用不同颜色标注各个平面钢筋图所处位置；步骤10)生成各施工阶段的岔洞接头图纸，并指导岔洞接头的设计与施工；

所述步骤1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓、初衬、二次衬砌数据；有以下子步骤：

1-1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓数据；

1-2)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的初衬、二次衬砌数据；

2.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：2)生成岔洞接头中相交的各洞室的三维标准断面；

所述步骤2)有以下子步骤：

2-1)读取步骤1)中内轮廓、初衬、二次衬砌数据；建立内轮廓、初衬、二次衬砌的初始平面图；

2-2)按照岔洞接头中相交的各洞室的立体布置将内轮廓、初衬、二次衬砌的初始平面图导入相应的位置。

3.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：3)生成岔洞接头中各洞室的相交曲面，建立岔洞接头三维相交实体模型；

所述步骤3)有以下子步骤：

3-1)根据步骤2)岔洞接头中相交的各洞室的平面图生成各洞室的相交曲面。

3-2)根据步骤2)岔洞接头中相交的各洞室的平面图生成岔洞接头的初始实体模型。

3-3)根据步骤6)和步骤8)对岔洞接头的初始实体模型进行修改。

4.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：4)获取岔洞接头所处地层的地质数据、建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；

所述步骤4)有以下子步骤：

4-1)获取岔洞接头所处地层的地质数据；

4-2)根据4-1)的地质数据建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；

5.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：5)将地质实体模型与岔洞三维相交接头实体模型叠加；

所述步骤5)有以下子步骤：

5-1)读取步骤3)岔洞接头三维相交实体模型和步骤4)岔洞接头所处地层的地质实体模型；

5-2)将实体模型按照相应x、y、z坐标叠加；

6.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：6)对岔洞接头三维相交实体模型进行力学分析、确定实体模型的主要受力部位，并对模型进行修改；

所述步骤6)有以下子步骤：

6-1)读取步骤5)建立的叠加模型各模型的力学参数；

6-2)对岔洞接头三维实体模型进行力学分析、确定实体模型的主要受力部位，记录各位置的受力情况数据，并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型进行修改；

7.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：7)生成岔洞接头实体三维钢筋模型；

所述步骤7)有以下子步骤：

7-1)读取步骤6)受力分析的力学情况数据，根据实体模型的主要受力部位确定承重梁、柱、墙的位置，并对岔洞接头实体模型进行钢筋布置。

7-2)根据步骤3)岔洞接头的实体模型生成岔洞接头实体三维钢筋模型；

8.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：8)对岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型进行修改和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；

所述步骤8)有以下子步骤：

8-1)对步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证；

8-2)对步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；

9.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：9)生成岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸，在三维钢筋图纸中用不同颜色标注各个平面钢筋图所处位置；

所述步骤9)有以下子步骤：

9-1)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型生成岔洞接头的平面构造图、各剖面构造图、三维构造图纸；在三维构造图中用不同颜色标注各个平面构造图、各个剖面构造图的位置；剖面构造图需要分别选出极端剖面和过渡剖面；

9-2)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型生成岔洞接头的平面钢筋图、三维钢筋图纸；在三维钢筋图纸中用不同颜色分别标注出各个平面钢筋图所处位置；平面钢筋图包含有极端剖面的钢筋布置图、过渡剖面的钢筋布置图和主要梁、柱、墙的平面钢筋图。

10.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：10)生成各施工阶段的岔洞接头图纸，并指导岔洞接头的设计与施工；

所述步骤10)有以下子步骤：

10-1)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型和步骤9)生成的岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸；生成各施工阶段的岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸和三维钢筋图纸；

10-2)利用各施工阶段的岔洞接头图纸指导岔洞接头的设计与施工，并将设计与施工中出现的问题与岔洞接头的三维实体模型进行比对，及时修正相关设计。

综上所述，本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明方法可以直接得到地下工程岔洞接头的三维效果，准确而直观的选择地下工程岔洞接头方案并进行设计，改变了现有技术的二维设计方法不准确的情况。有效减少返工量，方便地下工程岔洞接头方案的选定，提高勘察质量，显著提高地下工程岔洞接头设计的效果。

本发明方法实现了针对不良地质情况改善地下工程岔洞接头方案设置、合理三维化配置钢筋，以避免坍塌灾害对工程的影响，起到减灾防灾的作用。并可以由三维实体准确快速生成平面设计图。指导地下工程岔洞接头施工，减少施工工作量，降低施工风险。生成的三维构造图和三维钢筋图和平面图相互结合，可方便的指导施工。本发明方法可以广泛用于地下工程岔洞接头勘察设计，在工程应用时根据具体需要对相应软件进行配置即可。

附图说明

附图是本发明具体实施方式的方法流程图。

具体实施方式

下面对照附图并结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

这种地下工程岔洞接头三维设计方法包含以下步骤：1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓、初衬、二次衬砌数据；步骤2)生成岔洞接头中相交的各洞室的三维标准断面；步骤3)生成岔洞接头中各洞室的相交曲面，建立岔洞接头三维相交实体模型；步骤4)获取岔洞接头所处地层的地质数据、建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；步骤5)将地质实体模型与岔洞接头三维相交实体模型叠加；步骤6)对岔洞接头三维实体模型进行力学分析、确定三维实体模型的主要受力部位，并对三维相交实体模型进行修改；步骤7)生成岔洞接头实体三维钢筋模型；步骤8)对岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；步骤9)生成岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸，在三维钢筋图纸中用不同颜色标注各个平面钢筋图所处位置；步骤10)生成各施工阶段的岔洞接头图纸，并指导岔洞接头的设计与施工；

所述步骤1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓、初衬、二次衬砌数据；有以下子步骤：

1-1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓数据；

1-2)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的初衬、二次衬砌数据；

2.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：2)生成岔洞接头中相交的各洞室的三维标准断面；

所述步骤2)有以下子步骤：

2-1)读取步骤1)中内轮廓、初衬、二次衬砌数据；建立内轮廓、初衬、二次衬砌的初始平面图；

2-2)按照岔洞接头中相交的各洞室的立体布置将内轮廓、初衬、二次衬砌的初始平面图导入相应的位置。

3.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：3)生成岔洞接头中各洞室的相交曲面，建立岔洞接头三维相交实体模型；

所述步骤3)有以下子步骤：

3-1)根据步骤2)岔洞接头中相交的各洞室的平面图生成各洞室的相交曲面。

3-2)根据步骤2)岔洞接头中相交的各洞室的平面图生成岔洞接头的初始实体模型。

3-3)根据步骤6)和步骤8)对岔洞接头的初始实体模型进行修改。

4.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：4)获取岔洞接头所处地层的地质数据、建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；

所述步骤4)有以下子步骤：

4-1)获取岔洞接头所处地层的地质数据；

4-2)根据4-1)的地质数据建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；

5.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：5)将地质实体模型与岔洞接头三维相交实体模型叠加；

所述步骤5)有以下子步骤：

5-1)读取步骤3)岔洞接头三维相交实体模型和步骤4)岔洞接头所处地层的地质实体模型；

5-2)将实体模型按照相应x、y、z坐标叠加；

6.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：6)对岔洞接头三维相交实体模型进行力学分析、确定实体模型的主要受力部位，并对模型进行修改；

所述步骤6)有以下子步骤：

6-1)读取步骤5)建立的叠加模型各模型的力学参数；

6-2)对岔洞接头三维相交实体模型进行力学分析、确定实体模型的主要受力部位，记录各位置的受力情况数据，并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型进行修改；

7.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：7)生成岔洞接头实体三维钢筋模型；

所述步骤7)有以下子步骤：

7-1)读取步骤6)受力分析的力学情况数据，根据实体模型的主要受力部位确定承重梁、柱、墙的位置，并对岔洞接头实体模型进行钢筋布置。

7-2)根据步骤3)岔洞接头三维相交实体模型生成岔洞接头实体三维钢筋模型；

8.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：8)对岔洞接头实体三维钢筋模型进行验证并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型进行修改和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；；

所述步骤8)有以下子步骤：

8-1)对步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证；

8-2)对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；

9.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：9)生成岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸，在三维钢筋图纸中用不同颜色标注各个平面钢筋图所处位置；

所述步骤9)有以下子步骤：

9-1)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型生成岔洞接头的平面构造图、各剖面构造图、三维构造图纸；在三维构造图中用不同颜色标注各个平面构造图、各个剖面构造图的位置；剖面构造图需要分别选出极端剖面和过渡剖面；

9-2)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型生成岔洞接头的平面钢筋图、三维钢筋图纸；在三维钢筋图纸中用不同颜色分别标注出各个平面钢筋图所处位置；平面钢筋图包含有极端剖面的钢筋布置图、过渡剖面的钢筋布置图和主要梁、柱、墙的平面钢筋图。

10.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，包含以下步骤：10)生成各施工阶段的岔洞接头图纸，并指导岔洞接头的设计与施工；

所述步骤10)有以下子步骤：

10-1)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型和步骤9)生成的岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸，生成各施工阶段的岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸和三维钢筋图纸；

10-2)利用各施工阶段的岔洞接头图纸指导岔洞接头的设计与施工，并将设计与施工中出现的问题与岔洞接头的三维实体模型进行比对，及时修正相关设计。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓、初衬、二次衬砌数据；步骤2)生成岔洞接头中相交的各洞室的三维标准断面；步骤3)生成岔洞接头中各洞室的相交曲面，建立岔洞接头三维相交实体模型；步骤4)获取岔洞接头所处地层的地质数据、建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；步骤5)将地质实体模型与岔洞接头三维相交实体模型叠加；步骤6)对岔洞接头三维实体模型进行力学分析、确定三维实体模型的主要受力部位，并对三维相交实体模型进行修改；步骤7)生成岔洞接头实体三维钢筋模型；步骤8)对岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；步骤9)生成岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸，在三维钢筋图纸中用不同颜色标注各个平面钢筋图所处位置；步骤10)生成各施工阶段的岔洞接头图纸，并指导岔洞接头的设计与施工；

所述步骤1)有以下子步骤：

1-1)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的内轮廓数据；

1-2)获取岔洞接头中相交的各洞室的标准断面的初衬、二次衬砌数据。

2.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：2)生成岔洞接头中相交的各洞室的三维标准断面；

所述步骤2)有以下子步骤：

2-1)读取步骤1)中内轮廓、初衬、二次衬砌数据；建立内轮廓、初衬、二次衬砌的初始平面图；

2-2)按照岔洞接头中相交的各洞室的立体布置将内轮廓、初衬、二次衬砌的初始平面图导入相应的位置。

3.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：3)生成岔洞接头中各洞室的相交曲面，建立岔洞接头三维相交实体模型；

所述步骤3)有以下子步骤：

3-1)根据步骤2)岔洞接头中相交的各洞室的平面图生成各洞室的相交曲面；

3-2)根据步骤2)岔洞接头中相交的各洞室的平面图生成岔洞接头的初始实体模型；

3-3)根据步骤6)和步骤8)对岔洞接头的初始实体模型进行修改。

4.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：4)获取岔洞接头所处地层的地质数据、建立岔洞接头所处地层的地质实体模型；

所述步骤4)有以下子步骤：

4-1)获取岔洞接头所处地层的地质数据；

4-2)根据4-1)的地质数据建立岔洞接头所处地层的地质实体模型。

5.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：5)将地质实体模型与岔洞接头三维相交实体模型叠加；

所述步骤5)有以下子步骤：

5-1)读取步骤3)岔洞接头三维相交实体模型和步骤4)岔洞接头所处地层的地质实体模型；

5-2)将实体模型按照相应x、y、z坐标叠加。

6.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：6)对岔洞接头三维相交实体模型进行力学分析、确定实体模型的主要受力部位，并对模型进行修改；

所述步骤6)有以下子步骤：

6-1)读取步骤5)建立的叠加模型各模型的力学参数；

6-2)对岔洞接头三维相交实体模型进行力学分析、确定实体模型的主要受力部位，记录各位置的受力情况数据，并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型进行修改。

7.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：7)生成岔洞接头实体三维钢筋模型；

所述步骤7)有以下子步骤：

7-1)读取步骤6)受力分析的力学情况数据，根据实体模型的主要受力部位确定承重梁、柱、墙的位置，并对岔洞接头实体模型进行钢筋布置；

7-2)根据步骤3)岔洞接头三维相交实体模型生成岔洞接头实体三维钢筋模型。

8.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：8)对岔洞接头实体三维钢筋模型进行验证并对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型进行修改和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改；

所述步骤8)有以下子步骤：

8-1)对步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行验证；

8-2)对步骤3)生成的岔洞接头三维相交实体模型和步骤7)生成的岔洞接头的实体三维钢筋模型进行修改。

9.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：9)生成岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸，在三维钢筋图纸中用不同颜色标注各个平面钢筋图所处位置；

所述步骤9)有以下子步骤：

9-1)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型生成岔洞接头的平面构造图、各剖面构造图、三维构造图纸；在三维构造图中用不同颜色标注各个平面构造图、各个剖面构造图的位置；剖面构造图需要分别选出极端剖面和过渡剖面；

9-2)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型生成岔洞接头的平面钢筋图、三维钢筋图纸；在三维钢筋图纸中用不同颜色分别标注出各个平面钢筋图所处位置；平面钢筋图包含有极端剖面的钢筋布置图、过渡剖面的钢筋布置图和主要梁、柱、墙的平面钢筋图。

10.根据权利要求1所述的一种地下工程岔洞接头三维设计方法，其特征在于：包含以下步骤：10)生成各施工阶段的岔洞接头图纸，并指导岔洞接头的设计与施工；

所述步骤10)有以下子步骤：

10-1)根据步骤3)生成的岔洞接头的三维相交实体模型和步骤9)生成的岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸、三维钢筋图纸；生成各施工阶段的岔洞接头的平面构造图、平面钢筋图、各剖面构造图、三维构造图纸和三维钢筋图纸；

10-2)利用各施工阶段的岔洞接头图纸指导岔洞接头的设计与施工，并将设计与施工中出现的问题与岔洞接头的三维实体模型进行比对，及时修正相关设计。