[发明专利]一种边坡锚杆框架梁的三维设计方法及系统

说明书

本发明涉及岩土工程设计领域，特别是一种边坡锚杆框架梁的三维设计方法及系统，方法包括以下步骤：S1，在二维空间设置锚杆框架梁的属性，并根据锚杆框架梁分布锚杆，获取锚杆的相对位置关系和属性参数；S2，根据锚杆在实际三维地形中的布置规则和锚杆的相对位置关系，在三维地形中创建出锚杆布设的实际三维模型。本发明的方法和系统将锚杆框架梁的二维设计结果投射到了三维的地形模型中，生成的是锚杆布设三维模型，因此，最后生成的锚杆布设三维模型是根据边坡实际地形起伏变化生成的，边坡锚杆框架梁的三维设计结果更贴合实际施工场景，设计参数准确，误差小，提高了施工的效率。

技术领域

本发明涉及岩土工程设计领域，特别是一种边坡锚杆框架梁的三维设计方法及系统。

背景技术

在工程边坡防护中，为加固边坡岩土体，通常会采用锚杆框架梁加固，需要时也可将锚杆换成锚索，做成锚索框架梁。目前的框架梁设计方法基于二维设计，首先通过平面图圈定加固范围(图1)，再根据范围计算所需锚杆的行数与列数，再通过代表性剖面图确定各个位置的锚杆长度(图2)，最后再给出布置的行列示意图(图3)。

在框架梁的设计过程中，设计人员根据需要加固的已知范围，计算出需要布置锚杆的行数与列数，但是由于实际加固地形起伏变化，传统的设计方式难以将布置的锚杆行列位置与其在实际地形中的位置准确对应起来，其计算出的行列数只是个大概估计值，也难以判断，或是仅能凭经验判断所给锚杆行列数是否完全覆盖加固区域，可能会导致设计加固的范围与实际需要加固的范围错位，加固覆盖范围不到位的情况。而最终设计出的布置图也是基于平面的，到施工时仍需要施工人员凭借其经验将设计布置的加固范围映射到实际需要的加固范围，增加施工难度，更易造成施工失误，影响工程建设。特别是当加固范围非常不规则时，这种问题尤为明显，很难计算出所需锚杆的行列数。

发明内容

本发明针对目前边坡锚杆框架梁设计中由于实际加固地形起伏变化，二维设计出的锚杆位置与施工实际情况偏差较大的问题，借助OpenRail Designer软件平台进行二次开发，提出了一种边坡锚杆框架梁的三维设计方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种边坡锚杆框架梁的三维设计方法，包括以下步骤：

S1，在二维空间设置锚杆框架梁的属性，并根据锚杆框架梁分布锚杆，获取锚杆的相对位置关系和属性参数；

S2，根据锚杆在实际三维地形中的布置规则和锚杆的相对位置关系，在三维地形中创建出锚杆布设的实际三维模型。

作为本发明的优选方案，步骤S1具体包括以下步骤：

S11，根据需要加固的已知范围，以二维的单元格组指代锚杆框架梁，按照二维单元格的行数和列数来确定布置锚杆的行数与列数；

S12，根据锚杆的行数与列数确定单元格的坐标，并且建立单元格坐标和锚杆属性参数之间的关联关系。

在进行锚杆框架梁的二维设计时，考虑到锚杆和锚杆框架梁的位置关系跟行列分布的表格和表格框架类似，因此，以二维的单元格组指代锚杆框架梁，以单元格指代锚杆，能够直观的对锚杆和锚杆框架进行设计，删除、修改、增添都很方便。并且除了能设计几何形状规则的锚杆框架，还能设计几何形状不规则的锚杆框架，无论锚杆框架是什么形状，都能适应性地布设锚杆。

作为本发明的优选方案，步骤S11还包括：通过在单元格中填充的不同图案来区分是否设置锚杆。

设置锚杆的单元格用一种图例，没有设置锚杆的单元格用另一种图例，能直观的反映出锚杆的分布情况，便于锚杆位置的修改，比如，当确定需要加固的已知范围后，就能根据单元格填充的图例，判断锚杆的布设是否在已知范围之内，如果没有，就可以进行删除或修改，无须到设计定稿施工后才知道锚杆布置的情况。提高了设计的效率和准确度。