WO2020232978A1 - 一种辅助路基、大坝填方作业的方法 - Google Patents

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杨红
孙文明
郭大江
陈修真
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/18—Making embankments, e.g. dikes, dams
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G06F17/12—Simultaneous equations, e.g. systems of linear equations

Definitions

  • the invention relates to the field of digital construction, in particular to a method for assisting roadbed and dam filling operations.
  • the present invention provides a method for assisting roadbed and dam filling operations.
  • the present invention calculates the vertical rise and fall of the road surface and the fill and excavation in the case of orthogonal rise and fall.
  • the algorithm realizes the calculation of the filling amount of different types of lifting and lowering of the road surface, and then assists the filling operation in the construction process of the roadbed and dam engineering.
  • the present invention provides a method for assisting subgrade and dam filling operations, including the following steps:
  • Step (1) Obtain the station number and offset of the road at this point according to the given project coordinates
  • Step (2) Calculate the designed elevation through two types of orthogonal lifting and vertical lifting;
  • Step (3) The fill and excavation amount can be obtained by the elevation of a given location and the design elevation of the location.
  • the orthogonal elevation type elevation refers to the design elevation at which the offset of the cross section at the stake station is the offset after the orthogonal elevation.
  • the vertical elevation type refers to the design elevation at the offset after the vertical elevation of the section at the stake station.
  • the step (1) includes: constructing a digital ground model based on three-dimensional topographic point cloud data.
  • the three-dimensional point cloud data is checked and optimized through the actual measured stake elevation data. If the data is regular grid data, a square grid digital ground model is constructed; otherwise, a triangulation digital ground model is constructed model.
  • the orthogonal lift type is specifically to obtain two straight line equations after orthogonal lift according to the design line equations on both sides of the road centerline; the two equations are combined to obtain the offset of the road centerline; Value to correct one side of the cross section; use the corrected cross section to obtain the design elevation.
  • the vertical lift type is specifically to first obtain the road elevation of the location; the sum of the road elevation and the road surface lift value is the design elevation.
  • the present invention provides a method for assisting roadbed and dam filling operations, which has the following beneficial effects: the present invention calculates the filling and excavation amount under the conditions of vertical lifting and orthogonal lifting of the road surface according to the designed road data structure and the design algorithm.
  • the algorithm relies on the road data structure to calculate the filling amount of different types of road pavement lifting, and then assists the filling operation in the construction of roadbed and dam engineering.
  • Figure 1 is a schematic flow diagram of a method for assisting roadbed and dam filling operations according to the present invention.
  • a method for assisting subgrade and dam filling operations includes the following steps:
  • Step (1) Obtain the station number and offset of the road at the point according to the given engineering coordinates, specifically, obtain the station number and offset of the road at the point according to the given engineering coordinates;
  • Step (2) Calculate the designed elevation through two types of orthogonal lifting and vertical lifting, where the vertical lifting type of elevation refers to the design where the section at the station station has an offset of offset after orthogonal lifting Elevation, that is, calculate the two straight line equations after orthogonal lifting according to the design line equations on both sides of the road centerline; calculate the offset of the road centerline by combining the two equations; use this value to correct one side of the cross section; use the corrected
  • the design elevation is obtained by the cross section of the vertical elevation type.
  • the elevation of the vertical type refers to the design elevation of the "offset at the offset after the vertical elevation of the section at the station number", that is, the road elevation of the location is first obtained; the sum of the road elevation and the road elevation value That is the design elevation;
  • Step (3) The fill and excavation amount can be obtained by the elevation of a given location and the design elevation of the location.
  • the road data structure on which the method of the present invention is based provides the mutual conversion of engineering coordinates and road stake numbers and offsets; it can realize the design elevation after orthogonal lifting and vertical lifting, and the filling and excavation amount can be obtained by using the designated height and the design height; It can be applied to the construction of roadbeds, dams, etc., so that users can strictly control the construction quality.
  • step (1) includes: constructing a digital ground model based on the three-dimensional topographic point cloud data, specifically checking and optimizing the three-dimensional point cloud data through the measured pile number elevation data, if this data is a regular method For grid data, a square grid digital ground model is constructed, otherwise a triangulation digital ground model is constructed.

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Abstract

本发明提供了一种辅助路基、大坝填方作业的方法，包括以下步骤：步骤(1)：根据给定的工程坐标，获取道路在该点的桩号和偏移量；步骤(2)：通过正交升降和垂直升降两种类型来计算设计的高程；步骤(3)：通过给定位置的高程和该位置的设计高程即可求得填挖量，本发明依据设计的道路数据结构，设计算法计算道路路面的垂直升降和正交升降情况下的填挖量，该算法依托道路数据结构，实现道路路面不同升降类型的填方量计算，进而辅助路基、大坝工程施工过程中的填方作业。

Description

一种辅助路基、大坝填方作业的方法 技术领域
本发明涉及数字化施工领域，具体涉及到一种辅助路基、大坝填方作业的方法。
背景技术
近年来，基础设计建设发展迅速，国内施工领域对施工质量、精度要求越来越高，同时提倡数字化施工和信息化施工。
目前，在数字化施工领域，尤其在路基、大坝等施工过程中通常需要进行填方作业，传统的施工过程中，传统的施工过程中由于缺少精确的机械控制，无法实现对填挖量的计算。
发明内容
为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种辅助路基、大坝填方作业的方法，本发明依据设计的道路数据结构，设计算法计算道路路面的垂直升降和正交升降情况下的填挖量，该算法依托道路数据结构，实现道路路面不同升降类型的填方量计算，进而辅助路基、大坝工程施工过程中的填方作业。
本发明提供了一种辅助路基、大坝填方作业的方法，包括以下步骤：
步骤(1)：根据给定的工程坐标，获取道路在该点的桩号和偏移量；
步骤(2)：通过正交升降和垂直升降两种类型来计算设计的高程；
步骤(3)：通过给定位置的高程和该位置的设计高程即可求得填挖量。
上述的方法，其中，所述正交升降类型的高程是指桩号station处断面经正交升降后偏移量为offset处的设计高程。
上述的方法，其中，所述垂直升降类型的高程是指桩号station处断面经竖直升降后，offset处的设计高程。
上述的方法，其中，所述步骤(1)中包括：根据三维地形点云数据构建数字地面模型。
上述的方法，其中，通过经过实测的桩号标高数据，检核并优化三维点云数据，如果此数据是规则的方格网数据，则构建方格网数字地面模型，否则构建三角网数字地面模型。
上述的方法，其中，所述正交升降类型具体为依据道路中线两侧的设计线方程求得正交升降后的两条直线方程；联立两方程求得道路中线的偏移量；利用该值修正横断面的一侧；利用修正后的横断面获取设计高程。
上述的方法，其中，所述垂直升降类型具体为首先获取该位置的道路高程；道路高程与路面升降值之和即为设计高程。
本发明提供了一种辅助路基、大坝填方作业的方法具有以下有益效果：本发明依据设计的道路数据结构，设计算法计算道路路面的垂直升降和正交升降情况下的填挖量，该算法依托道路数据结构，实现道路路面不同升降类型的填方量计算，进而辅助路基、大坝工程施工过程中的填方作业。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明一种辅助路基、大坝填方作业的方法的流程示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1所示，本发明提供的一种辅助路基、大坝填方作业的方法，包括以下步骤：
步骤(1)：根据给定的工程坐标，获取道路在该点的桩号和偏移量，具体为依据给定的工程坐标，获取道路在该点的桩号station和偏移量offset；
步骤(2)：通过正交升降和垂直升降两种类型来计算设计的高程，其中正交升降类型的高程是指“桩号station处断面经正交升降后偏移量为offset处”的设计高程，即依据道路中线两侧的设计线方程求得正交升降后的两条直线方程；联立两方程求得道路中线的偏移量；利用该值修正横断面的一侧；利用修正后的横断面获取设计高程，垂直升降类型的高程是指“桩号station处断面经竖直升降后，offset处”的设计高程，即首先获取该位置的道路高程；道路高程与路面升降值之和即为设计高程；
步骤(3)：通过给定位置的高程和该位置的设计高程即可求得填挖量。
本发明方法所依据的道路数据结构提供了工程坐标和道路桩号、偏移量的相互转换；能够实现正交升降和垂直升降后的设计高程，利用指定高程和设计高程求得填挖量；可以应用于路基、大坝等工程施工，便于用户对施工质量的严格把控。
在本发明中，步骤(1)中包括：根据三维地形点云数据构建数字地面模型，具体为通过经过实测的桩号标高数据，检核并优化三维点云数据，如果此数据是规则的方格网数据，则构建方格网数字地面模型，否则构建三角网数字地面模型。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案 做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

  1. 一种辅助路基、大坝填方作业的方法，其特征在于，包括以下步骤：
    步骤(1)：根据给定的工程坐标，获取道路在该点的桩号和偏移量；
    步骤(2)：通过正交升降和垂直升降两种类型来计算设计的高程；
    步骤(3)：通过给定位置的高程和该位置的设计高程即可求得填挖量。
  2. 如权利要求1所述的一种辅助路基、大坝填方作业的方法，其特征在于，所述正交升降类型的高程是指桩号station处断面经正交升降后偏移量为offset处的设计高程。
  3. 如权利要求2所述的一种辅助路基、大坝填方作业的方法，其特征在于，所述垂直升降类型的高程是指桩号station处断面经竖直升降后，offset处的设计高程。
  4. 如权利要求3所述的一种辅助路基、大坝填方作业的方法，其特征在于，所述步骤(1)中包括：根据三维地形点云数据构建数字地面模型。
  5. 如权利要求4所述的一种辅助路基、大坝填方作业的方法，其特征在于，通过经过实测的桩号标高数据，检核并优化三维点云数据，如果此数据是规则的方格网数据，则构建方格网数字地面模型，否则构建三角网数字地面模型。
  6. 如权利要求5所述的一种辅助路基、大坝填方作业的方法，其特征在于，所述正交升降类型具体为依据道路中线两侧的设计线方程求得正交升降后的两条直线方程；联立两方程求得道路中线的偏移量；利用该值修正横断面的一侧；利用修正后的横断面获取设计高程。
  7. 如权利要求6所述的一种辅助路基、大坝填方作业的方法，其特征在于，所述垂直升降类型具体为首先获取该位置的道路高程；道路高程与路面升降值之和即为设计高程。
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