一种基于3DE平台的隧道智能设计系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及隧道设计技术领域，提供了一种基于3DE平台的隧道智能设计系统及方法。其中，提供的一种基于3DE平台的隧道智能设计系统及方法包括隧道洞身设计模块、隧道开挖设计模块和隧道洞门设计模块、隧道支护设计模块；还提供有一种基于3DE平台的隧道智能设计方法。本发明专利技术能实现不同围岩级别段落的自动划分和预定义高精度构件模板批量调用，驱动系统根据定位骨架自动创建隧道三维模型，将繁琐的手动建模过程自动化、简单化，有效降低设计成本及难度，提高隧道设计效率和精度，提升隧道设计信息化和智能化水平，为隧道的全寿命周期智能建造奠定基础。造奠定基础。造奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3DE平台的隧道智能设计系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于3DE平台的隧道智能设计系统及方法，属于隧道设计


技术介绍

[0002]三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是在二维平面设计的基础上，让设计目标更立体化，更形象化的一种新兴设计方法，现已广泛应用于交通基础设施设计领域。基于三维设计模型及其属性信息，不仅可以完成设计阶段的方案优化和出图，更为项目在施工及运维阶段的精细化、智能化管理奠定基础。
[0003]达索3DE平台是目前交通基础设施领域三维设计主流平台之一，目前3DE软件并未建立专用的隧道设计建模流程及实用工具，隧道不同段落的划分、各结构段落洞身模型的建立均需要人工手动创建及单个模板逐一调用、逐个修改的方式来实现，建模过程繁琐，建模难度和工作量大，设计效率低。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于3DE平台的隧道智能设计系统及方法，该基于3DE平台的隧道智能设计系统及方法将繁琐的手动建模过程自动化、简单化，有效降低设计成本及难度，提高隧道设计效率和精度。
[0005]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0006]本专利技术提供的一种基于3DE平台的隧道智能设计系统，包括隧道洞身设计模块、隧道开挖设计模块、隧道洞门设计模块和隧道支护设计模块，其中：隧道洞身设计模块依据道路中心线及隧道分段参数创建隧道洞身定位轴系，并依据判断列表调用对应的隧道洞身模板完成隧道洞身模型的建模；隧道分段参数包括隧道起点桩号、隧道终点桩号、第一段加宽段起点桩号、加宽段间距限值、加宽段长度、加宽段间距；判断列表包括隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表；隧道开挖设计模块通过开挖参数信息生成隧道洞口开挖面；开挖参数信息包括开挖布置参数和开挖设计参数，其中，开挖布置参数包括道路起点桩号、开挖起点桩号、开挖深度、开挖宽度、开挖段长度、开挖边线倒角，开挖设计参数包括马道宽度、边坡高度、边坡坡度、边坡级数；隧道洞门设计模块定义隧道洞门模板，并依据隧道洞门开挖面及隧道洞身定位轴系中起终点的定位轴系，通过洞门构造参数创建隧道洞门模型；洞门构造参数由定义的隧道洞门模板确定并由用户输入得到；隧道洞门模板的可定义类型至少包括端墙式洞门、翼墙式洞门、削竹式洞门；隧道支护设计模块依据需要支护的隧道边坡及隧道洞身选择项，通过支护参数信息生成边坡支护及洞身支护模型；支护参数信息包括支护材料、锚杆或锚索的间距、锚杆或锚索的个数、锚杆或锚索的长度及角度、钢架间距。
[0007]所述隧道洞身设计模块还统计并输出工程量信息及隧道洞身结构构造参数；所述隧道洞门设计模块还统计并输出工程量信息及隧道洞门结构构造参数；所述隧道支护设计模块还统计并输出工程量信息及隧道支护结构构造参数。
[0008]所述隧道洞身设计模块包含隧道分段模块和隧道洞身预设模块，其中，隧道分段模块对隧道段落进行划分并创建隧道洞身定位轴系，隧道洞身预设模块预定义隧道洞身模板参数并将隧道洞身模板与隧道洞身定位轴系段落一一对应；隧道洞身定位轴系包含隧道所有洞身正常段、加宽段及围岩分级定位信息。
[0009]所述隧道分段模块根据隧道分段参数生成隧道洞身定位轴系、隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表，隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表均与隧道洞身定位轴系确定的洞身分段数量一一对应，用于判断各段隧道洞身对应的隧道洞身模板类型以完成实例化。
[0010]本专利技术还提供一种基于3DE平台的隧道智能设计方法，包括如下步骤：S1.建立道路中心线及项目区域地形面；S2.确定隧道行驶类型，依据隧道分段参数划分隧道段落，生成隧道洞身定位轴系、隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表；隧道行驶类型包括单向隧道和双向隧道；隧道分段参数包括道路起点桩号、隧道起点桩号、隧道终点桩号、隧道分段桩号、隧道分段对应围岩级别、第一段加宽段起点桩号、加宽段间距限值、加宽段间距、加宽段长度；S3.预定义隧道洞身模板，依据隧道洞身定位轴系、隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表调用相应隧道洞身模板对应建模，完成隧道洞身段布置得到隧道洞身模型；S4.基于隧道洞口开挖布置参数及开挖设计参数，创建隧道洞口开挖面；开挖布置参数包括道路起点桩号、开挖起点桩号、开挖深度、开挖宽度、开挖段长度、开挖边线倒角，开挖设计参数包括马道宽度、边坡高度、边坡坡度、边坡级数；S5.预定义隧道洞门模板并依据隧道洞身定位轴系中起终点的定位轴系及隧道洞口开挖面，根据洞门构造参数创建隧道洞门结构模型；洞门构造参数由定义的隧道洞门模板确定并由用户输入得到；隧道洞门模板的可定义类型至少包括端墙式洞门、翼墙式洞门、削竹式洞门；S6.选择需要做支护设计的隧道边坡及隧道洞身选择项，根据支护参数信息创建边坡支护及洞身支护模型；支护参数信息包括支护材料、锚杆或锚索的间距、锚杆或锚索的个数、锚杆或锚索的长度及角度、钢架间距；S7.统计并输出工程量信息及结构参数信息。
[0011]所述单向隧道仅包含右侧加宽段，所述双向隧道包含右侧加宽段及左侧加宽段。
[0012]所述步骤S2具体为：S2.1.根据隧道起点桩号、隧道终点桩号、第一段加宽段起点桩号、加宽段间距限值、加宽段长度、加宽段间距计算加宽段数量；若隧道行驶类型为单向隧道，加宽段数量为：n=int[（隧道终点桩号
‑
第一段加宽段起点桩号
‑
加宽段长度
‑
加宽段间距限值）/加宽段间隔]+1，若隧道行驶类型为双向隧道，则加宽段数量为：右侧加宽段：nright=int[（隧道终点桩号
‑
第一段加宽段起点桩号
‑
加宽段长度
‑
加宽段间距限值）/加宽段间隔]+1，左侧加宽段：nleft=int[（隧道终点桩号
‑
第一段加宽段起点桩号
‑
加宽段长度
‑
加宽段间距限值
‑
加宽段间隔/2）/加宽段间隔]+1；S2.2.根据加宽段数量判断最后一段加宽段距隧道终点距离是否满足加宽段间距限值要求，如果超过加宽段间距限值则步骤S2.1中加宽段数量n、nright、nleft相应加1；S2.3.分别计算所有右侧加宽段和左侧加宽段的起终点桩号，结合输入的隧道分段桩号参数生成隧道所有定位桩号，每两个定位桩号对应一个洞身段的隧道洞身模板，根据隧道所有定位桩号确定隧道洞身定位轴系；S2.4.对应已生成的隧道定位桩号，生成隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表。
[0013]本专利技术的有益效果在于：能实现不同围岩级别段落的自动划分和预定义高精度构件模板批量调用，驱动系统根据定位骨架自动创建隧道三维模型，将繁琐的手动建模过程自动化、简单化，有效降低设计成本及难度，提高隧道设计效率和精度，提升隧道设计信息化和智能化水平，为隧道的全寿命周期智能建造奠定基础。
附图说明
[0014]图1是本专利技术中隧道智能设计系统的模块示意图；图2是本专利技术中隧道智能设计方法的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3DE平台的隧道智能设计系统，其特征在于，包括隧道洞身设计模块、隧道开挖设计模块、隧道洞门设计模块和隧道支护设计模块，其中：隧道洞身设计模块依据道路中心线及隧道分段参数创建隧道洞身定位轴系，并依据判断列表调用对应的隧道洞身模板完成隧道洞身模型的建模；隧道分段参数包括隧道起点桩号、隧道终点桩号、第一段加宽段起点桩号、加宽段间距限值、加宽段长度、加宽段间距；判断列表包括隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表；隧道开挖设计模块通过开挖参数信息生成隧道洞口开挖面；开挖参数信息包括开挖布置参数和开挖设计参数，其中，开挖布置参数包括道路起点桩号、开挖起点桩号、开挖深度、开挖宽度、开挖段长度、开挖边线倒角，开挖设计参数包括马道宽度、边坡高度、边坡坡度、边坡级数；隧道洞门设计模块定义隧道洞门模板，并依据隧道洞门开挖面及隧道洞身定位轴系中起终点的定位轴系，通过洞门构造参数创建隧道洞门模型；洞门构造参数由定义的隧道洞门模板确定并由用户输入得到；隧道洞门模板的可定义类型至少包括端墙式洞门、翼墙式洞门、削竹式洞门；隧道支护设计模块依据需要支护的隧道边坡及隧道洞身选择项，通过支护参数信息生成边坡支护及洞身支护模型；支护参数信息包括支护材料、锚杆或锚索的间距、锚杆或锚索的个数、锚杆或锚索的长度及角度、钢架间距。2.如权利要求1所述的基于3DE平台的隧道智能设计系统，其特征在于，所述隧道洞身设计模块还统计并输出工程量信息及隧道洞身结构构造参数；所述隧道洞门设计模块还统计并输出工程量信息及隧道洞门结构构造参数；所述隧道支护设计模块还统计并输出工程量信息及隧道支护结构构造参数。3.如权利要求1所述的基于3DE平台的隧道智能设计系统，其特征在于，所述隧道洞身设计模块包含隧道分段模块和隧道洞身预设模块，其中，隧道分段模块对隧道段落进行划分并创建隧道洞身定位轴系，隧道洞身预设模块预定义隧道洞身模板参数并将隧道洞身模板与隧道洞身定位轴系段落一一对应；隧道洞身定位轴系包含隧道所有洞身正常段、加宽段及围岩分级定位信息。4.如权利要求3所述的基于3DE平台的隧道智能设计系统，其特征在于，所述隧道分段模块根据隧道分段参数生成隧道洞身定位轴系、隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表，隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表均与隧道洞身定位轴系确定的洞身分段数量一一对应，用于判断各段隧道洞身对应的隧道洞身模板类型以完成实例化。5.一种基于3DE平台的隧道智能设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.建立道路中心线及项目区域地形面；S2.确定隧道行驶类型，依据隧道分段参数划分隧道段落，生成隧道洞身定位轴系、隧道加宽段判定列表和隧道围岩级别判定列表；隧道行驶类型包括单向隧道和双向隧道；隧道分段参数包括道路起点桩号、隧道起点桩号、隧道终点桩号、隧道分段桩号、隧道分段对应围岩级别、第一段加宽段起点桩号、加宽段间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，褚豪，谭渊文，张天，王正清，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：