[发明专利]一种参数化铁路隧道模型的建立方法

说明书

本发明公开了一种参数化铁路隧道模型的建立方法，包括确定隧道所在铁路线路的类型，根据线路数据自动生成空间线模型；结合地质勘测报告，对隧道进行分段；根据隧道设计通图给出线路参数之间的数学关系，参数化生成隧道断面轮廓标准模型；根据每个隧道分段前、后截面的信息修改标准模型的参数，生成相应的隧道断面轮廓，并根据隧道分段所在空间线放样生成隧道模型。本发明提出了各参数之间的数学关系，能够参数化生成隧道模型；本发明建模速度快，建模效率高，且在铁路施工过程中也能根据具体情况对隧道的参数进行修改，对铁路隧道的施工提供了帮助。

技术领域

本发明属于隧道建模领域，具体涉及一种参数化铁路隧道模型的建立方法。

背景技术

如今我国铁路建设工程发展迅猛，其中桥、隧的建设施工对铁路工程建设的进度和质量起着举足轻重的作用。同时，隧道建模对隧道工程的设计、施工和运营维护阶段都有着重要意义。如今铁路正向山川密布的西部地区发展，隧线比越来越高，但隧道工程隐蔽性高，施工环境复杂，修建难度大。传统的隧道二维施工图纸阅读起来比较困难，且有些细节部分不能直观的表达出来。因此，需要对建设隧道进行建模。

传统对隧道建模都是利用Bentley和Revit等BIM软件手动进行的，而且现场往往难以提供精确的CAD电子底图，只能提供PDF类型的图纸，建模人员只能采用翻模的方式进行建模，这也导致了传统手动建模存在着建模精度不高、建模速度慢、修改困难、不能满足项目全生命周期管理的需要等问题，无法满足施工的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种参数化铁路隧道模型的建立方法，该方法能够快速对铁路隧道进行建模，且建模精度高。

本发明提供的这种参数化铁路隧道模型的建立方法，包括如下步骤：

S1. 确定隧道所在铁路线路的类型，根据线路数据自动生成空间线模型；

S2. 结合地质勘测报告，对隧道进行分段；

S3. 根据隧道设计通图给出线路参数之间的数学关系，参数化生成隧道断面轮廓标准模型；

S4. 根据每个隧道分段前、后截面的信息修改标准模型的参数，生成相应的隧道断面轮廓，并根据隧道分段所在空间线放样生成隧道模型。

所述的步骤S1具体为，通过搜集和整理隧道所在铁路线路的参数文件，获得线路的平纵断面数据；根据线路参数和相应的数学公式，生成空间线模型，并且获取里程对应的空间点三维坐标和切向量；线路参数具体包括线路的起始点里程、终点里程、圆曲线交点里程、圆曲线交点坐标、缓和曲线长度、圆曲线半径、圆曲线转向角、交点连线的方位角、变坡点里程和高程、各坡段坡度、竖曲线半径。

所述的步骤S2具体为，结合步骤S1中建立的空间线模型，根据隧道断面变化点和隧道地质条件变化分界点对三维空间中的隧道进行分段，确定每一段隧道所对应的围岩级别、开挖方式以及隧道两端断面轮廓的各项设计参数。

所述的步骤S3具体包括，对隧道进行分类，包括如下步骤：

A1. 根据衬砌结构分为直墙式隧道衬砌、曲墙式隧道衬砌、曲墙带仰拱式隧道衬砌；直墙式隧道衬砌包括初期支护、二次衬砌、找平层、沟槽、盖板和中心水管；曲墙式隧道衬砌包括初期支护、二次衬砌、找平层、沟槽、盖板和中心水管，曲墙式隧道衬砌的隧道断面轮廓为单心圆；曲墙带仰拱式隧道衬砌包括初期支护、二次衬砌、沟槽、盖板和中心水管，曲墙带仰拱式隧道衬砌的隧道断面轮廓为四心圆；

A2. 根据围岩等级分为Ⅰ级围岩、Ⅱ级围岩、Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩和Ⅵ级围岩；

A3. 根据确定的隧道分段类型和围岩级别，搜集、整理相对应的隧道设计通图，分析和归纳不同类型隧道断面轮廓的设计参数，参数化生成隧道断面轮廓标准模型。