CN110489936A - 一种桥上crtsi型双块式无砟轨道设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，包括步骤：A．在达索系统中建立轨道一级骨架线；B.读取桥梁专业提供的桥墩里程信息表，计算出该段落所有需要进行布板设计的梁跨类型，每一种梁型均根据穷举法生成布板方案；C．通过CreateLoft函数创建道床板及底座实体，用装配的方式对轨枕进行实例化。有益效果是，由于自动校验梁端板长，从而输出布板方案，通过CreateLoft函数创建道床板及底座实体，用装配的方式对轨枕进行实例化，确定道床板及底座的形状并创建多截面实体，该方法极大地提高了设计效率，并且极大地提高了设计的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种无砟轨道的设计方法；特别是涉及一种桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法。
背景技术
CATIA是法国Dassault Systemes公司开发的CAD/CAM/CAE/PDM一体化软件。广泛用于航空、航天、汽车、船舶及电子工业。CATIA功能强大，但是直接用于铁路工程模型建立，还是极其复杂的，因此需要根据各个专业的特点对其进行二次开发。作为一种大型工程应用软件，CATIA具备开放性能，使得用户能够方便地对CATIA进行定制开发。
CAA是组应用架构(Component Application Architecture)的缩写，是DassaultSystemes产品扩展和客户进行定制开发的平台。CAA采用面向对象的程序语言，其好处在于：可复用性、抽象性、封装性等。CAA采用COM技术和OLE技术，使得CAA更加趋于标准化，并具备更好的独立性、可扩展性。
BIM是由数字技术支撑的对建筑环境的生命周期管理。在传统的二维设计当中，需要专业之间进行上下序资料的传递，而各专业在利用这些资料独立进行设计时往往就是设计误差产生的原因。
目前的桥上CRTSI型双块式无砟轨道，在进行二维设计的时候，需要根据规范，手动计算非标准简支梁上的布板，以及曲线上超高等轨道元素，尤其是手动计算布板方案的时候，需要不停的试算，效率极低且容易出错，因此利用计算机辅助来进行布板设计，能极大的提高效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种准确性高，设计效率高的桥上CRTSI型自动化双块式无砟轨道设计方法。
本发明所采用的技术方案是，一种桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，包括以下步骤：
A.建立轨道一级骨架线；
B.计算布板方案；
C.创建道床板及底座实体。
2、根据权利要求1所述的桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，其特征在于，
所述步骤A在达索系统中建立轨道一级骨架线；一级骨架线包括轨道中心线和左右钢轨轨顶线；
所述步骤B读取桥梁专业提供的桥墩里程信息表，计算出该段落所有需要进行布板设计的梁跨类型，每一种梁型均根据穷举法生成布板方案；
所述步骤C通过CreateLoft函数创建道床板及底座实体，用装配的方式对轨枕进行实例化。
所述步骤A还包括有从左右钢轨轨顶线中提取的线路曲线和超高信息；沿垂直于线路方向建立竖向法平面，该平面与线路中心线的交点，为左右钢轨轨顶线与该法平面的交点连线的中点；
所述步骤B计算布板方案：
对所述布板方案初始化；
计算出梁端板长T；
当梁端板长5m<T<7m时，继续进行梁端板上扣件的布置；
在7到11个扣件间距的范围内，计算T_Gap的值；
当扣件间距满足620mm<T_Gap<650mm时，跳出整个循环，并输出布板方案；
所述步骤C计算每块道床板的起终点坐标以及每块道床板上承轨台相对于原点的坐标，通过这些坐标，建立道床板、底座实体模型、装配轨枕的关键点和局部坐标轴。
所述步骤C根据道床板的起点和终点，确定截面所在的相对于线路中心线的法平面，在法平面上确定道床板及底座的形状。
所述道床板及底座的形状均为四边形时，确定各自顶点坐标即可确定截面形状，通过CATIGSMUseFactory.h接口中的CreateLoft方法创建多截面实体
本发明的有益效果是，由于自动校验梁端板长，从而输出布板方案，通过CreateLoft函数创建道床板及底座实体，用装配的方式对轨枕进行实例化，确定道床板及底座的形状并创建多截面实体，该方法极大地提高了设计效率，并且极大地提高了设计的准确性。
附图说明
图1是本发明无砟轨道设计流程图；
图2是本发明梁上道床板布设示意图；
图3是本发明梁端道床板扣件布置示意图；
图4是本发明计算布板方案流程图；
图5是本发明道床板及底座板剖面图；
图6是本发明道床板及底座板生成结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，本发明一种双块式无砟轨道设计方法，包括以下步骤：
A.在达索系统中建立轨道一级骨架线；一级骨架线包括轨道中心线和左右钢轨轨顶线；还包括有从左右钢轨轨顶线中提取的线路曲线和超高信息；沿垂直于线路方向建立竖向法平面，该平面与线路中心线的交点，为左右钢轨轨顶线与该法平面的交点连线的中点；
B.读取桥梁专业提供的桥墩里程信息表，计算该段落所有需要进行布板设计的梁跨类型，每一种梁型均根据穷举法生成布板方案；
计算布板方案：对所述布板方案初始化；计算出梁端板长T；当梁端板长5m<T<7m时，继续进行梁端板上扣件的布置；在7到11个扣件间距的范围内，计算T_Gap的值；当扣件间距满足620mm<T_Gap<650mm时，跳出整个循环，并输出布板方案。梁端板长不满足则改变布板方案重新计算T。若T_Gap不满足则重新计算T_Gap，直到满足条件。
C.通过CreateLoft函数计算每块道床板的起终点坐标以及每块道床板上承轨台相对于原点的坐标，通过这些坐标，建立道床板、底座实体模型、装配轨枕的关键点和局部坐标轴。
根据道床板的起点和终点，确定截面所在的相对于线路中心线的法平面，在法平面上确定道床板及底座的形状。所述道床板及底座的形状均为四边形时，确定各自顶点坐标即可确定截面形状，通过CATIGSMUseFactory.h接口中的CreateLoft方法创建多截面实体。
实施例：
如图2所示，(i)在达索系统中建立轨道一级骨架线，一级骨架线包括：轨道中心线、左右钢轨的轨顶线。
(ii)在软件系统中读取桥梁专业提供的桥墩里程信息表，计算出该段落所有需要进行布板设计的梁跨类型，针对每一种梁型，利用穷举法给出布板方案。
(iii)根据布板方案，通过CreateLoft函数创建道床板及底座实体，用装配的方式对轨枕进行实例化，并将附加信息添加入自定义特征中。
步骤(i)中所述的轨道一级骨架线包括，线路中心线，左右钢轨轨顶线。其中，线路曲线及超高信息可以从左右钢轨的轨顶线中提取。
沿垂直于线路方向建立竖向法平面，该平面与线路中心线的交点，为左右钢轨轨顶线与该法平面的交点连线的中点。
步骤(ii)中所述的利用穷举法，针对每一种梁型生成布板方案，具体步骤如下：
首先，对于非标准简支梁可以直接用以下方法进行道床板布设，对于连续梁而言，需要先将主跨和边跨合并在一起，得到整跨的梁长M，并以此梁长M进行道床板的布设。CRTSI型双块式无砟轨道有三种标准长的道床板，板长分别为：6400mm,5750mm,5100mm，标准板缝100mm，在标准道床板上的扣件间距为650mm，将梁端板的板端距离初始化为250mm，梁端板的板尾距离初始化275mm。
如图2所示，在上述条件下，进行道床板布设，6400mm长的道床板个数为N1，5750mm长的道床板个数为N2，5150mm长的道床板个数为N3，则在梁长M的非标准梁上，板缝的总长度应为：(N1+N2+N3)*100；
由此可得梁端板的长度T为：
(M-(N1*6400+N2*5750+N3*5150)-(N1+N2+N3)*100)/2。
如图3所示，在得到梁端板长T后，就可以得到梁端道床板上的扣件间距T_Gap及布置个数n，根据规范要求，梁端板长T及扣件间距T_Gap应满足以下条件：
5m<T<7m
620mm<T_Gap<650mm
如图4所示整个程序的实现思路，采用穷举法，当某一个布板方案满足5m<T<7m这个条件时，继续进行梁端板上扣件的布置，在7到11个扣件间距的范围内，计算T_Gap的值，若扣件间距满足620mm<T_Gap<650mm，跳出整个循环，并输出布板方案。
在得到布板方案之后，就可以计算出每块道床板的起终点坐标以及每块道床板上承轨台相对于原点的坐标，通过这些坐标，就可以得到下一步中，建立道床板、底座实体模型与装配轨枕的关键点及局部坐标轴。
步骤(iii)中所述的针对每一种梁型生成布板方案，具体步骤如下：
在得到梁上布板方案后，需要先根据道床板的起终点，确定截面所在的相对于线路中心线的法平面，然后在这个法平面上确定道床板及底座的形状。由于道床板及底座的形状均为四边形，只需确定它们各自的顶点坐标即可确定截面的形状。
如图5和图6所示，具体设超高为h，底座排水坡坡度为n，粱面排水坡x，α＝ASIN(h/1505)，h1点到h2点沿y方向的距离为d(默认为1450)，底座宽度为L(默认为2800)，轨道结构高度为T(默认为T)，底座顶面到左右轨顶点连线的距离为g。
以内轨轨顶点为坐标系原点，垂直于轨道截面为x方向，水平向内轨方向为y轴正方向，竖直向下为z轴正方向。设为a(x,y,z)，则x为常量，y＝0，z＝0，则六个底座截面关键点的计算如下：
(1)则内轨侧，底座第一变坡点的坐标为：A(x1,y1,z1),其中x1为常量，
z1＝-255*cos(α)-(1400-1505/2*cos(α)-260*sin(α))*tan(α)，
y1＝(-z1-255/cosα)/tanα。
(2)内轨侧，底座第二变坡点的坐标为：B(x2,y2,z2),其中x1为常量，
z2＝z1-260/cos(α),
若z2以排水坡坡度n为准计算得出，则y2＝y1；
(3)则外轨侧，底座第一变坡点的坐标为：C(x3,y3,z3),其中x3为常量，
z3＝z1+2800*tan(α)，
y3＝-(z1-z3)/tanα；
(4)则外轨侧，底座第二变坡点的坐标为：D(x4,y4,z4),其中x4为常量，
z4＝z2+2800*tan(α)，
y4＝y3；
(5)则内轨侧，底座角点的坐标为：E(x5,y5,z5),其中x5为常量，
z5＝-738-(1400+z1*0.5/tan(α)+515*sin(α))*x，
y5＝y3；
(6)则外轨侧，底座角点的坐标为：F(x6,y6,z6),其中x6为常量，
z6＝z5+2800*x，
y6＝y1；
在求出道床板及底座的顶点坐标后，即可用CATIGSMUseFactory.h接口中的CreateLoft方法创建多截面实体。将道床板及底座的前后截面以及用对应的骨架线生成的引导线作为实体的输入参数，即可生成我们需要的道床板及底座的实体。
值得指出的是，本发明的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本发明的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本发明的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.建立轨道一级骨架线；
B.计算布板方案；
C.创建道床板及底座实体。
2.根据权利要求1所述的桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，其特征在于，
所述步骤A在达索系统中建立轨道一级骨架线；一级骨架线包括轨道中心线和左右钢轨轨顶线；
所述步骤B读取桥梁专业提供的桥墩里程信息表，计算出该段落所有需要进行布板设计的梁跨类型，每一种梁型均根据穷举法生成布板方案；
所述步骤C通过CreateLoft函数创建道床板及底座实体，用装配的方式对轨枕进行实例化。
3.根据权利要求2所述的桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，其特征在于，
所述步骤A还包括有从左右钢轨轨顶线中提取的线路曲线和超高信息；沿垂直于线路方向建立竖向法平面，该平面与线路中心线的交点，为左右钢轨轨顶线与该法平面的交点连线的中点；
所述步骤B计算布板方案：
对所述布板方案初始化；
计算出梁端板长T；
当梁端板长5m<T<7m时，继续进行梁端板上扣件的布置；
在7到11个扣件间距的范围内，计算T_Gap的值；
当扣件间距满足620mm<T_Gap<650mm时，跳出整个循环，并输出布板方案；
所述步骤C计算每块道床板的起终点坐标以及每块道床板上承轨台相对于原点的坐标，通过这些坐标，建立道床板、底座实体模型、装配轨枕的关键点和局部坐标轴。
4.根据权利要求3所述的桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，其特征在于，所述步骤C根据道床板的起点和终点，确定截面所在的相对于线路中心线的法平面，在法平面上确定道床板及底座的形状。
5.根据权利要求4所述的桥上CRTSI型双块式无砟轨道设计方法，其特征在于，所述道床板及底座的形状均为四边形时，确定各自顶点坐标即可确定截面形状，通过CATIGSMUseFactory.h接口中的CreateLoft方法创建多截面实体。
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