CN111353193B - 一种双块式无砟轨道简支梁桥面预埋件自动成图方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双块式无砟轨道简支梁桥面预埋件自动成图方法，包括1预埋件设计图纸各部件制图参数化；2桥上布板方案设计及预埋件个数自动统计；3基于编程语言的成套图纸参数化绘制。有益效果，基于编程语言将各个计算制图模块嵌入AutoCAD系统中，通过增加设计人员所需菜单栏，针对性地扩充AutoCAD人机交互设计过程，实现高速铁路简支梁地段CRTSI型双块式无砟轨道预埋件设计图纸的自动绘制。本发明大大提高作图效率和精度，避免手动计算，能够快速准确绘制不同长度简支梁桥面预埋件分布图，减少设计人员劳动强度，增强制图参数化、自动化和信息化水平。本发明自动成图功能，可为铁路设计现代化、智能化建设提供借鉴和参考。

Description

一种双块式无砟轨道简支梁桥面预埋件自动成图方法

技术领域

本发明涉及一种高速铁路无砟轨道设计领域，特别是涉及一种双块式无砟轨道简支梁桥面预埋件自动成图方法。

背景技术

CRTSⅠ型双块式无砟轨道是我国高速铁路无砟轨道主要类型之一，由于其技术成熟、建设成本低、运营经验丰富、结构适应性强等优点，在杭绍台、昌景黄、西成、武广等高铁线路桥梁地段中得到了广泛应用。其主要由60kg/m钢轨、WJ-8B型扣件、SK-2型轨枕、混凝土道床板、底座板等结构组成。

桥面预埋件是保证高速铁路无砟轨道与桥梁结构紧密连接的重要结构，主要由底座内剪力筋、连接套筒、梁体预埋钢筋3部分组成。预埋件的合理布置作为高速铁路无砟轨道设计的重要组成部分，是桥上轨道结构维持纵横向稳定性的关键。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道作为一种单元式无砟轨道结构，主要有6400mm、5750mm、5100mm三种标准长度。对于高速铁路简支梁的设计，由于工程建设需要，除标准长度简支梁外，还有诸多非标准简支梁，长短不一。而CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板间板缝均为100mm，因此针对非标准简支梁，标准板无法满足设计要求，需根据情况设计非标准长度道床板。双块式无砟轨道板长变化后，扣件间距、轨枕位置和预埋件分布等均要进行重新设计，过程十分繁琐且耗时，加大了设计难度，而且设计精度也难以保证，需进行多次复核校对，大大增加了设计人员的工作量。设计工作中亟需计算精确、操作简单、高效省时的绘图方法，以降低轨道设计成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够高效精确绘制整套预埋件设计图纸的自动成图方法。

主要实现高速铁路简支梁地段CRTSI型双块式无砟轨道预埋件设计图纸的自动绘制，达到高效精确绘制整套预埋件设计图纸的目的

本发明所采用的技术方案是，一种双块式无砟轨道简支梁桥面预埋件自动成图方法，包括以下步骤：

（1）预埋件设计图纸各部件制图参数化；

（2）桥上布板方案设计及预埋件个数自动统计；

（3）基于编程语言的成套图纸参数化绘制。

所述步骤（1）制图参数化包括：

（11）轨枕自动布置模块

根据已知的道床板长度和扣件间距自动计算扣件个数，在保证板端与第一个扣件的距离合适的情况下进行扣件间距的调整；自动绘制道床板、承轨台和限位凸台；

（12）预埋件自动布置模块

读取输入的板长、上下两层预埋件纵向间距以及凸台个数，根据板长和预埋件间距确定上下两层预埋件的数目，计算限位凸台两侧预埋件距板端的长度；自动绘制底座板、限位凸台和预埋件；

（13）预埋件大样图模块

预设预埋件大样的各尺寸参数，设计人员根据工程需要手动修改，自动绘制预埋件大样图；

（14）图框及设计说明模块

根据梁长来进行图纸长度的确认，自动绘制图框，并根据输入的工程信息，自动生成签字栏，并形成设计说明。

所述步骤（2）自动计算统计包括：

（21）自动布板设计模块

根据输入的梁长计算得到梁端道床板长度、梁中道床板长度和个数；

（22）预埋件统计表格模块

依据绘制的预埋件个数，自动统计梁内预埋钢筋、底座内钢筋、梁内预埋套筒和塑料保护端盖的数量，并分别自动计算整个简支梁梁内预埋钢筋和底座内钢筋长度及重量，最终形成预埋件数量统计表。

所述步骤（3）自动成图包括：

（311）操作界面模块

操作界面一用于输入工程概括信息、输入板长参数、选择凸台个数、输入预埋件参数；

操作界面二用于梁长参数的输入和板长参数的计算与输入；

（312）封面及目录模块

自动形成包含工程名称、图名、图号、册数、单位、时间及地点的封面，并统计之前输入的简支梁桥梁长度及跨数，自动生成包含图号、图名、页次的目录以及设计说明。

所述步骤（3）基于编程语言嵌入AutoCAD中进行图纸的绘制包括：

（321）提取工程信息和简支梁长度；

（322）执行自编程序创建AutoCAD菜单栏；

（323）通过输入设备弹出操作界面；

（324）输入工程信息和第一跨简支梁长度；

（325）执行自动布板设计模块计算板长或者手动输入板长；

（326）输入图纸位置，依次执行图框及设计说明模块、轨枕自动布置模块、预埋件自动布置模块、预埋件大样图模块和预埋件统计表格模块；

（327）弹出操作界面，并输入下一梁长，重复325-327步骤，直到所有梁长全部输入完毕；

（328）执行封面及目录模块，完成成套图纸的绘制。

本发明的有益效果是，基于编程语言将各个计算制图模块嵌入在AutoCAD系统中，通过增加设计人员所需的菜单栏，具有针对性地扩充AutoCAD人机交互设计的过程，实现高速铁路简支梁地段CRTSI型双块式无砟轨道预埋件设计图纸的自动绘制。

本发明将大大提高作图的效率和精度，避免手动计算，能够快速准确绘制不同长度简支梁桥面预埋件分布图，减少设计人员的劳动强度，增强制图的参数化、自动化和信息化水平。本发明自动成图功能，可为铁路设计的现代化、智能化建设提供借鉴和参考。

附图说明

图1为本发明双块式无砟轨道简支梁桥面预埋件自动成图方法流程图；

图2为本发明实施例基于AutoLISP语言预埋件设计图自动化成图流程图；

图3为本发明实施例操作界面模块中操作界面一信息输入流程图；

图4为本发明实施例自动布板设计模块中板长自动计算具体流程图；

图5为本发明实施例24.6m简支梁双块式无砟轨道桥面预埋件设计图；

图6为本发明实施例简支梁双块式无砟轨道桥面预埋件设计图封面。

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简支梁桥面预埋件自动成图方法，包括以下步骤：

（1）预埋件设计图纸各部件制图参数化；制图参数包括轨枕自动布置模块11、预埋件自动布置模块12、预埋件大样图模块13和图框及设计说明模块14；所述轨枕自动布置模块根据已知的道床板长度和扣件间距（一般为650mm）计算扣件个数，在保证板端距离第一个扣件位置的长度合适的情况下进行扣件间距的调整；绘制道床板、承轨台和限位凸台；所述预埋件自动布置模块读取输入的板长、上下两层预埋件纵向间距以及凸台个数，根据板长和预埋件间距确定上下两层预埋件的数目，计算限位凸台两侧预埋件距板端的长度；自动绘制底座板、限位凸台和预埋件；预埋件大样图模块自行输入预埋件大样的各尺寸参数，自动绘制预埋件大样图；图框及设计说明模块根据梁长来进行图纸长度的确认，并根据输入的工程信息，自动生成签字栏，并形成设计说明。

（2）桥上布板方案设计及预埋件个数自动统计；包括自动布板设计模块21和预埋件统计表格模块22；所述自动布板设计模块根据输入的梁长计算得到梁端板长、梁中板长和个数；预埋件统计表格模块依据绘制的预埋件个数，自动形成统计表格，并完成长度和重量等的计算，最终形成预埋件数量统计表。

（3）基于编程语言的成套图纸参数化绘制；自动成图包括：操作界面模块311和封面及目录模块312；所述操作界面模块输入工程概括信息、输入板长参数、选择凸台个数、选择是否绘制封面和目录、预埋件参数输入；梁长参数的输入和板长参数的计算输入；封面及目录模块自动形成包含工程名称、图名、图号、册数、单位以及时间地点的封面，并统计之前输入的简支梁桥梁长度及个数，自动生成包含图号、图名、页次的目录以及设计说明。

基于编程语言嵌入AutoCAD中进行图纸的绘制包括：提取工程信息和简支梁长度321、执行自编程序创建AutoCAD菜单栏322、通过输入设备弹出操作界面323、输入工程信息和第一个梁长324、执行自动布板设计模块或者手动输入板长325、输入图纸位置，依次执行图框及设计说明模块、轨枕自动布置模块、预埋件自动布置模块、预埋件大样图模块和预埋件统计表格模块326、弹出操作界面，并输入下一梁长，重复（325）-（327）步骤，直到所有梁长全部输入完毕327和执行封面及目录模块，完成成套图纸的绘制328。

实施例：

如图2至图6所示，以新建北京至上海铁路工程为例，图号为京沪施轨06-02，其简支梁主要有24.6m、28.42m、32.6m共3种类型，轨道结构凸台数为两凸台，生成封面和目录，预埋件横向间距为650mm，预埋件大样图各参数取默认值，钢筋采用直径16mmHRB400，梁内预埋钢筋长315mm，底座内钢筋长278mm，平直段均为100mm。

在AutoCAD中执行自编代码，自动生成预埋件自动绘制的菜单栏，点击“一键成图”按钮，弹出操作界面模块311中所述的操作界面一，主要包括工程概况、板长参数输入、限位凸台个数、预埋件参数输入等信息，具体如图3所示。输入工程名称-新建北京至上海铁路工程、图号-京沪施轨06-02、梁长-24.6，采用自动计算，调用自动布板设计模块21，具体计算过程如图4所示。选择限位凸台为两凸台，绘制封面和目录，预埋件纵向间距设置为650mm，执行预埋件大样图模块13，核实并输入预埋件大样图的各项参数值，完成基本工程信息的录入工作。

24.6m简支梁CRTSⅠ型双块式无砟轨道桥面预埋件设计图的绘制主要分为以下步骤：

（1）图框及设计说明模块14

首先，根据简支梁的长度确定合适的图纸长度，并自动生成标准的图框和签字栏，签字栏包括设计单位、工程名称、设计、复核、专业审定、图纸名称、图号、比例尺、日期、页次等。签字栏中除设计、复核、专业审定外，其他各项内容均根据之前输入的工程信息自动生成，日期为读取设备系统时间自动生成，具体页次和张数最后根据输入的简支梁个数进行确定并自动生成。

（2）轨枕自动布置模块11

根据自动布板设计模块21输出的梁端板长、梁中板长和梁中板数目从左向右依次完成轨枕的自动布置，其核心内容是扣件个数和扣件间距的计算，主要包括梁左端、梁中和梁右端3种情况。

当计算梁左端道床板扣件数量和间距时，板左端距第一个扣件的距离为225mm，需要计算板右端距第一个扣件的距离、扣件个数、扣件间距，具体计算公式为：

式中：

为板长；

为板左端距第一个扣件的计算距离；

为板左端距第一个扣件的假设距离；

为板右端距第一个扣件的计算距离；

为板右端距第一个扣件的假设距离；

为计算扣件个数；

为假设扣件间距，取650mm；

为计算扣件间距；

为向上取整。

当计算梁中道床板扣件数量和间距时，板左端和板右端距第一个扣件的距离均为275mm，扣件间距为650mm，仅计算扣件个数，计算公式为：

当计算梁右端道床板扣件数量和间距时，板右端距第一个扣件的距离为225mm，计算公式为：

根据已知的扣件间距、扣件个数，采用循环命令自动完成梁左端、梁中、梁右端道床板、承轨台、限位凸台的绘制以及尺寸标注，限位凸台位于第2个扣件和第3个扣件中间，道床板板缝为100mm。最后绘制轨道中心线、底座板中心线、图名以及比例等。

（3）预埋件自动布置模块12

根据21自动布板设计模块输出的梁端板长、梁中板长和梁中板数目从左向右依次完成预埋件的自动布置，其核心内容是预埋件距板端距离的计算

预埋件在板上和板下按照设置的间距均布置一行且上下一一对应，上下间距为1500mm。在限位凸台两侧均有两个预埋件，横向间距为505mm，纵向间距为1522mm。

读取输入的板长、上下两层预埋件纵向间距以及凸台个数，根据板长和预埋件间距确定上下两层预埋件的个数，然后计算限位凸台两侧预埋件距板端或另一凸台侧预埋件的距离。基于上述参数，分别自动绘制底座板、限位凸台和预埋件，并进行各尺寸的标注。

（4）预埋件大样图模块13

输入预埋件大样的各尺寸参数，如不输入可选默认参数，根据用户输入的参数，进行预埋件大样图的自动绘制和各尺寸的标注。

（5）预埋件统计表格模块22

依据绘制的预埋件个数，自动形成统计表格，并完成长度和重量等的计算工作，最终形成预埋件数量统计表。

最终完成的24.6m简支梁CRTSⅠ型双块式无砟轨道桥面预埋件设计图纸如图5所示。

绘制完成后，弹出操作界面二，操作界面二仅包括操作界面一中的板长参数输入部分，在操作界面二中输入28.42，采用自动计算，调用自动布板设计模块21。然后依次执行图框及设计说明模块14、轨枕自动布置模块11、预埋件自动布置模块12、预埋件大样图模块13、预埋件统计表格模块22，完成28.42m简支梁无砟轨道桥面预埋件设计图纸的绘制。重复上述步骤完成32.6m简支梁无砟轨道桥面预埋件设计图纸的绘制。

完成所有简支梁长度的输入后，执行封面和目录模块312，自动完成封面页、目录及设计说明页的绘制。封面页主要包括标准图框、工程名、图纸名、图册名、图号、设计单位、时间和地点等内容，最终生成的封面。目录及设计说明页主要包括图名、图号、页次、较为详细的设计说明以及签字栏等，目录及签字栏。图名、图号以及页次是基于之前输入的简支梁长度进行统计得到，并自动统计本册图纸的总页数，依次将页次和总页数自动填写到之前生成的图纸中。最终生成桥梁地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道桥面预埋件设计（第二册 简支梁）成套图纸。

通过以上实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

值得指出的是，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，如，基于智能型编程语言AutoLISP绘制的流程图，本发明不限于此编程语言。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种双块式无砟轨道简支梁桥面预埋件自动成图方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）预埋件设计图纸各部件制图参数化；

制图参数化包括：

（11）轨枕自动布置模块

根据已知的道床板长度和扣件间距自动计算扣件个数，在保证板端与第一个扣件的距离合适的情况下进行扣件间距的调整；自动绘制道床板、承轨台和限位凸台；

（12）预埋件自动布置模块

读取输入的道床板长度、上下两层预埋件间距以及限位凸台个数，根据道床板长度和预埋件间距确定上下两层预埋件的数目，计算限位凸台两侧预埋件距板端的长度；自动绘制底座板、限位凸台和预埋件；

（13）预埋件大样图模块

预设预埋件大样的各尺寸参数，设计人员根据工程需要手动修改，自动绘制预埋件大样图；

（14）图框及设计说明模块

根据简支梁长度来进行图纸长度的确认，自动绘制图框，并根据输入的工程信息，自动生成签字栏，并形成设计说明；

（2）桥上布板方案设计及预埋件个数自动统计；

桥上布板方案设计及预埋件个数自动统计包括：

（21）自动布板设计模块

根据输入的简支梁长度计算得到梁端道床板长度、梁中道床板长度和个数；

（22）预埋件统计表格模块

依据绘制的预埋件个数，自动统计梁内预埋钢筋、底座内钢筋、梁内预埋套筒和塑料保护端盖的数量，并分别自动计算整个简支梁梁内预埋钢筋和底座内钢筋长度及重量，最终形成预埋件数量统计表；

（3）基于编程语言嵌入AutoCAD的成套图纸参数化绘制；

（31）提取工程信息和简支梁长度；

（32）执行自编程序创建AutoCAD菜单栏；

（33）通过输入设备弹出操作界面一；操作界面一用于输入工程信息、输入道床板长度参数、选择限位凸台个数、输入预埋件参数；

（34）输入工程信息和第一跨简支梁长度；

（35）执行自动布板设计模块计算道床板长度或者手动输入道床板长度；

（36）输入图纸位置，依次执行图框及设计说明模块、轨枕自动布置模块、预埋件自动布置模块、预埋件大样图模块和预埋件统计表格模块；

（37）弹出操作界面二，操作界面二用于简支梁长度参数的输入和道床板长度参数的计算与输入；重复（35）-（37）步骤，直到所有简支梁长度全部输入完毕；

（38）执行封面及目录模块，自动形成包含工程名称、图名、图号、册数、单位、时间及地点的封面，并统计之前输入的简支梁长度及跨数，自动生成包含图号、图名、页次的目录以及设计说明；完成成套图纸的绘制。

Images