一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及岩土工程领域，特别是一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法及系统，方法包括以下步骤：S1，将拦石墙中锚固桩和桩间板的模型及其尺寸参数存入模型库中；S2，导入地形数据建立三维地形模型，并在三维地形模型的俯视图中选择防护设计范围边界；S3，根据预设的条件，采用“直线布设法”或“折线布设法”确定拦石墙中锚固桩在防护设计范围边界上布设的点位；S4，从模型库中选择锚固桩和桩间板的模型，根据点位在三维地形模型上布设锚固桩和桩间板，并完成山区危岩拦石分流桩板墙的三维模型设计。本发明专利技术的方法直接设计出了拦石墙的三维模型，设计方法高效、快捷、准确。准确。准确。

【技术实现步骤摘要】
一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法及系统


[0001]本专利技术岩土工程设计领域，涉及一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法及系统。

技术介绍

[0002]在山区铁路危岩落石防护设计中，为避免落石对铁路运行安全造成威胁，通常会采用危岩拦石分流桩板墙(以下简称拦石墙)对危岩落石进行拦截、引导及分流，如图1。拦石墙主要由锚固桩、桩间板、落石分流槽组成，如图2。
[0003]目前的拦石墙设计基于二维平面图与断面图设计，平面图为地形图，断面图为经过设计区域的实测控制性断面，通常只有3～5条实测断面。首先通过控制性断面确定各断面的拦石墙布置位置和所需桩长，再根据各断面拦石墙的位置确定其平面布置位置，然后通过平面布置位置绘制拦石墙正面图，如图3，同时得到分流坡度、分流方向、桩长等设计数据，最后设计人员对其判断、调整、优化，并将优化后的设计方案反映到平面图和断面图上，即修正平面图和断面图。整个过程基于二维设计，且对单个实测断面设计时无法考虑其分流方向、分流坡度等因素，当地形变化快、实测断面较少或危岩防护范围较大时，一般要多次反复上述步骤，才能得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1，将拦石墙中锚固桩和桩间板的模型及其尺寸参数存入模型库中；S2，导入地形数据建立三维地形模型，并在所述三维地形模型的俯视图中选择防护设计范围边界；S3，根据预设的条件，采用“直线布设法”或“折线布设法”确定拦石墙中锚固桩在所述防护设计范围边界上布设的点位；S4，从所述模型库中选择锚固桩和桩间板的模型，根据所述点位在所述三维地形模型上布设锚固桩和桩间板，并完成山区危岩拦石分流桩板墙的三维模型设计。2.如权利要求1所述的一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法，其特征在于，步骤S1中所述尺寸参数包括：锚固桩的截面高、锚固桩的截面宽、锚固桩的桩长，桩间板的板厚。3.如权利要求1所述的一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法，其特征在于，步骤S3中的“直线布设法”具体包括以下步骤：S31，在所述俯视图上任选一点作为基准点，在所述俯视图所在平面上，每间隔步长角度作一条经过基点且贯穿所述防护设计范围边界的直线，直线与所述防护设计范围边界的交点构成了多条线段；S32，选出长度大于或等于最小防护长度阈值的线段，作为备选线段；S33，将所述备选线段以桩间距作定距等分，得到等分点；S34，将等分点投影到所述三维地形模型的地面，得到地面投影点，并得到每个地面投影点的三维坐标；S35，根据所述地面投影点的三维坐标计算备选线段上等分点之间的坡度，并判断坡度是否在允许的坡度范围内；S36，若备选线段上等分点之间的坡度都在所述坡度范围内，则所述地面投影点的三维坐标为拦石墙中锚固桩在所述防护设计范围边界上布设的点位。4.如权利要求1所述的一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法，其特征在于，步骤S3中的“折线布设法”具体包括以下步骤：A31，在所述防护设计范围边界中画出代表拦石墙走向的折线段；A32，以桩间距S将所述折线段进行定距等分，得到等分点；A33，将所述等分点投影到所述三维地形模型的地面，得到地面投影点，并得到每个地面投影点的三维坐标；A34，根据所述地面投影点的三维坐标计算折线段上等分点之间的坡度，并判断坡度是否在允许的坡度范围内；A35，若折线段上等分点之间的坡度在允许的坡度范围内，所述地面投影点的三维坐标为拦石墙中锚固桩在所述防护设计范围边界上布设的点位；否则，则提示修改，并返回执行步骤A31～A34。5.如权利要求1所述的一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：S41，根据所述点位和拦石高度，确定锚固桩的桩顶三维坐标；S42，根据所述点位、锚固桩的截面高、锚固桩的截面宽、锚固桩的桩长确定点位上锚固桩的角点的坐标；
S43，根据相邻点位上锚固桩角点坐标、锚固桩的截面宽和桩间板的板厚计算相邻点位上锚固桩之间的桩间板的角点坐标；S44，根据所述锚固桩的角点的坐标和所述桩间板的角点坐标，生成所述三维地形模型中的拦石墙三维模型。6.如权利要求5所述的一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法，其特征在于，步骤S41中，所述锚固桩的桩顶P
i
的三维坐标计算公式为：x
ip
＝x
i
y
ip
＝y
i
z
ip
＝z
i
+r1其中，x
ip
，y
ip
，z
ip
是锚固桩的桩顶P
i
的三维坐标，x
i
，y
i
，z
i
是所述点位投影到所述三维地形模型的地面投影点三维坐标，r1是拦石高度。7.如权利要求5所述的一种山区危岩拦石分流桩板墙自动设计方法，其特征在于，步骤S42中，所述点位上锚固桩的角点的坐标的计算公式为：P
i1
：x
i1
＝x
ip
+0.5
·
B，y
i1
＝y
ip
+0.5
·
H，z
i1
＝z
ip
P
i2
：x
i2
＝x
ip
+0.5
·
B，y
i2
＝y
ip
+0.5
·
H，z
i2
＝z
ip
P
i3
：x
i3
＝x
ip
+0.5
·
B，y
i3
＝y
ip
‑
0.5
·
H，z
i3
＝z
ip
P
i4
：x
i4
＝x
ip
‑
0.5
·
B，y
i4
＝y
ip
‑
0.5
·
H，z
i4
＝z
ip
P
i5
：x
i5
＝x
i1
，y
i5
＝y
i1
，z
i5
＝z
ip
‑
LP
i6
：x
i6
＝x
i2
，y
i6
＝y
i2
，z
i6
＝z
ip
‑
LP
i7
：x
i7
＝x
i3
，y
i7
＝y
i3
，z
i7
＝z
ip
‑
LP
i8
：x
i8
＝x
i4
，y
i8
＝y
i4
，z
i8
＝z
ip
‑
L其中，x
ip
，y
ip
，z
ip
是锚固桩的桩顶P
i
的三维坐标，B是锚固桩的截面宽，L是锚固桩的桩长，H是锚固桩的截面高，x
i1

【专利技术属性】
技术研发人员：杜猛，李伯根，张耀，陈伟志，李安洪，姚裕春，曾永红，吴沛沛，李宁，胡会星，姚昊宇，王雨佳，
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：