一种路基天沟自动计算及快速绘制方法技术

本发明专利技术公开了岩土工程设计领域的一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，方法的步骤包括：S1，输入天沟类型，根据天沟类型与天沟类型对应的尺寸数据之间的映射关系，获取天沟的尺寸数据；S2，选择待绘制天沟的路基横断面图；S3，根据路基横断面图的堑顶坐标、线路中桩点坐标、高程点相应的高程值、地面线参数、天沟与堑顶的距离，以及天沟壁倾角、壁厚、确定天沟在断面里程图中的相对位置关系，计算天沟的关键点坐标；S4，依次连接所述关键点坐标，绘制出所述断面里程对应的堑顶天沟横断面图。本发明专利技术提出一种天沟的自动快速绘制方法，适用于一般的铁路路基设计，解决了现有技术中存在的手动绘制误差大，耗时长，设计效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种路基天沟自动计算及快速绘制方法
本专利技术涉及岩土工程设计领域，特别是一种路基天沟自动计算及快速绘制方法。
技术介绍
在铁路路基设计中，主要为路堤和路堑两种形式。而路堑堑顶外侧边坡可分三种：倾向线路侧、基本平坡和背向线路，通常前两种形式需要在堑顶两侧设置截水沟，用于拦截边坡流水，即天沟。一般的设计做法是，根据天沟与堑顶的距离要求，以该距离手动做辅助线，找到地面线上与堑顶满足该距离要求的点，然后手动绘制天沟并删除辅助线，再量出沟底与某一已知高程位置的距离，利用高差计算出沟底高程。绘制完一段天沟后，统计出所有天沟的沟底高程，进行高低排序，确定排水方向，绘制排水标志线。待左侧堑顶天沟绘制完成后，再绘制右侧天沟。重复工作量大，费时费力。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述不足之处，将手动绘制方法改为自动绘制，提出了一种路基天沟自动计算及快速绘制方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，步骤包括：S1，输入天沟类型，根据天沟类型与天沟类型对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，其特征在于，步骤包括：/nS1，输入天沟类型，根据天沟类型与天沟类型对应的尺寸数据之间的映射关系，获取天沟的尺寸数据，所述尺寸数据包括底宽、沟深、壁厚和沟壁倾角；/nS2，选择待绘制天沟的路基横断面图；/nS3，根据所述断面里程图的堑顶坐标、线路中桩点坐标、高程点相应的高程值、地面线参数、天沟与堑顶的距离以及天沟在所述断面里程图中的相对位置关系，计算天沟的关键点坐标；/nS4，调用绘图软件连线功能，在所述路基横断面图上依次连接所述关键点坐标，绘制出所述断面里程对应的堑顶天沟横断面图；/nS5，根据所述关键点坐标、所述线路中桩点坐标、所述高程点相应的高程值...

【技术特征摘要】
1.一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，其特征在于，步骤包括：
S1，输入天沟类型，根据天沟类型与天沟类型对应的尺寸数据之间的映射关系，获取天沟的尺寸数据，所述尺寸数据包括底宽、沟深、壁厚和沟壁倾角；
S2，选择待绘制天沟的路基横断面图；
S3，根据所述断面里程图的堑顶坐标、线路中桩点坐标、高程点相应的高程值、地面线参数、天沟与堑顶的距离以及天沟在所述断面里程图中的相对位置关系，计算天沟的关键点坐标；
S4，调用绘图软件连线功能，在所述路基横断面图上依次连接所述关键点坐标，绘制出所述断面里程对应的堑顶天沟横断面图；
S5，根据所述关键点坐标、所述线路中桩点坐标、所述高程点相应的高程值，计算所述堑顶天沟横断面的沟底高程，并调用绘图软件根据所述沟底高程绘制沟底高程图标。


2.如权利要求1所述的一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，其特征在于，绘制出一段连续天沟的多个横断面图后，还包括绘制排水标志线的步骤：
S6，按照所述断面里程升序的顺序，将所述堑顶天沟横断面图从小到大编号，得到断面编号序列；
S7，通过比较，找到最大沟底高程对应的断面编号；
S8，根据所述最大沟底高程对应的断面编号在所述断面编号序列的位置，确定所述多个堑顶天沟横断面图的排水方向，所述排水方向包括排往小里程方向和排往大里程方向；
S9，如果所述堑顶天沟横断面图的排水方向为排往小里程方向，则在所述堑顶天沟横断面图的沟底高程图标处画出排往小里程方向图标，如果所述堑顶天沟横断面图的排水方向为排往大里程方向，则在所述堑顶天沟横断面图的沟底高程图标处画出排往大里程方向图标。


3.如权利要求2所述的一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，其特征在于，步骤S8中具体包括以下步骤：
若所述最大沟底高程对应的断面编号是所述断面编号序列的第一个，则其他断面编号对应的堑顶天沟横断面图的排水方向为排往大里程方向；
若所述最大沟底高程对应的断面编号是所述断面编号序列的最后一个，则其他断面编号对应的堑顶天沟横断面图的排水方向为排往小里程方向；
若所述最大沟底高程对应的断面编号位于所述断面编号序列的中间，则以所述最大沟底高程对应的断面编号为界，将所述断面编号序列划分为前部分断面编号序列和后部分断面编号序列两部分，所述前部分断面编号序列中的断面编号小于所述后部分断面编号序列中的断面编号，所述前部分断面编号序列中的断面编号对应的堑顶天沟横断面图的排水方向为排往小里程方向，所述后部分断面编号序列中的断面编号对应的堑顶天沟横断面图的排水方向为排往大里程方向。


4.如权利要求3所述的一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，其特征在于，步骤还包括自动修正过程，自动修正具体包括以下步骤：
A、设定天沟范围内n个断面编号为K1～Kn，而最大沟底高程对应的断面编号为Km，其中1≤m≤n；
B、对于断面编号K1～Km，堑顶天沟排水往小里程方向，以Km断面为起始断面，将断面编号Ki对应的堑顶天沟横断面图的沟底高程Gi和断面编号Ki-1对应的堑顶天沟横断面图的沟底高程Gi-1做差，得到差值C＝Gi-Gi-1，其中，断面编号Ki和断面编号Ki-1相邻，且1≤i-1≤i≤m；如果C≤0，则断面编号Ki-1的天沟沟底高程不合理，以0.1m为步长减小断面编号Ki-1的天沟到堑顶的距离，重新计算断面编号Ki-1断面的沟底高程，并重新计算差值C，若C≤0，则继续减小断面编号Ki-1的天沟到堑顶的距离，直到C>0；继续判断下一对相邻断面，直到断面编号K1～Km的断面沟底高程差值都满足C>0；
C、对于断面编号Km～Kn，堑顶天沟排水往大里程方向，以Km断面为起始断面，将断面编号Ki对应的堑顶天沟横断面图的沟底高程Gi和断面编号Ki+1对应的堑顶天沟横断面图的沟底高程Gi+1做差，得到差值C＝Gi+1-Gi，其中，断面编号Ki和断面编号Ki+1相邻，且m≤i≤i+1≤n；如果C≥0，则断面编号Ki+1的天沟沟底高程不合理，以0.1m为步长增大断面编号Ki+1的天沟到堑顶的距离，重新计算断面编号Ki+1断面的沟底高程，并计算差值C，若C≥0，则继续减小断面编号Ki+1的天沟到堑顶的距离，直到C<0；继续判断下一对相邻断面，直到断面编号Km～Kn的断面沟底高程差值都满足C<0；
D、获取断面编号K1～Kn中天沟距离堑顶的最小距离dimin，将所述天沟距离堑顶的最小距离dimin与预设的输入最小距离d0min做差：Δd＝d0min-dimin；若Δd≤0，则调整完成；若Δd>0，则所有断面编号K1～Kn中，断面的天沟距离堑顶的距离di增加Δd，使得Δd≤0。


5.如权利要求4所述的一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，其特征在于，自动修正后，根据排水坡度，判断左侧或右侧天沟排水是否通顺，如果通顺则完成天沟绘制，如果不通顺，调整断面天沟的高度，具体包括以下步骤：
第一步，输入排水坡度I,拾取j，j+1，…j+n断面对应的里程text信息并转化为数值CKj，CKj+1，…CKj+n；
第二步，找到边坡最高侧沟沟底断面K断面，获取所述K断面的断面沟底高程hk，并计算断面间的排水高差Δ，其中，Δ＝I×(CKi+1-CKi)；
第三步，对于左侧天沟，当满足条件：hk-Δ≥hk-1，hk-1-Δ≥hk-2，…hi+1≥hi；且hk-Δ≥hk+1，hk+1-Δ≥hk+2，…hi+n-1-Δ≥hi+n时，左侧天沟排水通顺；
对于右侧天沟，当满足条件：hk-Δ≤hk-1，hk-1-Δ≤hk-2，…hi+1≤hi；且hk-Δ≤hk+1，hk+1-Δ≤hk+2，…hi+n-1-Δ≤hi+n时，右侧天沟排水通顺；
第四步，对于左侧天沟，比较hk与hk-1大小，当hk-Δ＜hk-1时，减小hk-1断面天沟的高度，减小的幅度为0.1米，根据步骤S3重新计算出hk-1断面天沟各关键点位置得出新的hk-1；判断新的hk-1是否满足第三步中左侧天沟排水通顺的条件；
对于右侧天沟，比较hk与hk-1大小，当hk-Δ＞hk-1时，减小hk断面天沟的高度，减小的幅度为0.1米，根据步骤S3重新计算出hk断面天沟各关键点位置得出新的hk；判断新的hk是否满足第三步中右侧天沟排水通顺的条件；
第五步，重复第四步，直到各断面的断面沟底高程hk满足排水通顺的条件。


6.如权利要求1-5任一所述的一种路基天沟自动计算及快速绘制方法，其特征在于，步骤S3的步骤包括：
S301，根据所述沟壁倾角和壁厚计算沟壁顶宽和天沟顶宽；
S302，根据所述线路中桩点坐标和所述堑顶坐标的相对位置关系，确定堑顶类型为左堑顶或右堑顶；
S303，若堑顶类型为左堑顶，则根据堑顶横坐标、天...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖昌睿，李伯根，周和祥，魏炜，杜猛，张显峰，王雨佳，曾永红，龚建辉，吴沛沛，李宁，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51