[发明专利]一种无砟轨道结构配筋智能化设计方法及系统

权利要求书

1.一种无砟轨道结构配筋智能化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、确定无砟轨道的下部基础形式、无砟轨道结构型式并选择结构配筋对象；

S20、获取无砟轨道结构的设计参数，所述设计参数包括无砟轨道结构尺寸参数、无砟轨道材料参数和环境参数；

S30、建立有限元计算模型，所述有限元计算模型用于计算无砟轨道结构的设计荷载计算结果；

S40、利用有限元计算模型计算无砟轨道结构的不同设计荷载组合形式；

所述S40中，无砟轨道结构的设计荷载包括列车竖向和列车横向设计荷载、列车竖向和列车横向疲劳荷载、常用和最大温度梯度荷载、整体温度荷载、混凝土收缩徐变荷载、桥梁挠曲荷载、路基不均匀沉降荷载；

所述S40包括:

S401．加载所述有限元计算模型；

S402．对无砟轨道结构的设计荷载分别进行单一荷载施加，形成各单一荷载计算结果；

S403．依据无砟轨道结构设计对象，对S402中各单一荷载计算结果进行多元荷载组合；

S404．提取特征值并导出特征值文件

S50、针对不同设计荷载组合形式进行配筋量计算；

所述S50包括：

S501．载入特征值文件；

S502．设定初始钢筋数量，对当前设计荷载组合形式的钢筋量进行迭代计算；

S503．判断控制指标是否检算通过；

S504．检算通过，输出钢筋计算结果；

S505．判断计算结果是否符合设计要求；

S60、对多元化计算结果与结构配筋方案进行三维可视化展示和输出。

2.根据权利要求1所述的无砟轨道结构配筋智能化设计方法，其特征在于，所述S20包括：

S201．获取用户输入的无砟轨道结构的设计参数作为输入参数，将输入参数与无砟轨道结构的设计参数数据库进行比较，判断输入参数是否完备；

S202．判断输入参数的参数范围是否合规；

S203．判断输入参数之间的拓扑关系是否合格；

S204．对输入参数的数据类型进行标准化处理；

S205．导出承载有建立有限元计算模型的输入参数的.txt文件。

3.根据权利要求2所述的无砟轨道结构配筋智能化设计方法，其特征在于，所述S30包括：

S301．载入承载有建立有限元计算模型的设计参数的.txt文件；

S302．定义有限元计算模型的模型参数；

S303．定义钢轨单元类型和材料属性；

S304．建立无砟轨道结构有限元计算模型，划分网格并赋予相关属性。

4.根据权利要求3所述的无砟轨道结构配筋智能化设计方法，其特征在于，所述控制指标包括实际配筋率、钢筋计算强度、混凝土计算强度、计算裂缝宽度和钢筋间距。

5.一种无砟轨道结构配筋智能化设计系统，用于实现权利要求1-4中任一无砟轨道结构配筋智能化设计方法，其特征在于，所述设计系统包括操作界面模块、参数获取模块、建模计算模块和自动设计模块；

所述操作界面模块，用于容纳和加载各视图控件，其中各视图控件用于接收用户输入数据、展示结果数据；

所述参数获取模块获取无砟轨道结构配筋设计所需数据，输入参数后，点击按钮触发参数缺省判断事件，若不通过，提示用户对缺省参数进行校正，跳转至输入参数步骤，直至验证通过；通过参数缺省判断事件后，触发参数合法性判断，对扣件间距、板长、板宽进行准确性判断，对板厚进行范围判断，若不通过，提示用户对不合法数据进行校正，跳转至输入参数步骤，直至验证通过；

所述建模计算模块通过参数合法性判断后，生成有限元计算模型输入语言文件，导入关联计算的软件自动建立模型、加载、计算、提取计算结果；

所述自动设计模块生成计算结果后，触发计算结果合理性判断，根据预先定义的计算结果规则，对数据类型、数据范围、数据分布规律等校验条件进行判断，若不通过，后台通过智能化算法给出建议，结合人工手动进行调试，跳转至建立有限元计算模型步骤，直至验证通过。

6.一种无砟轨道结构配筋智能化软件设计系统，用于实现权利要求1-4中任一无砟轨道结构配筋智能化设计方法，其特征在于，包括用户界面层、业务逻辑层和数据应用层；所述数据应用层完成业务逻辑层的设计方案并通过用户界面层实现人机交互；所述数据应用层中计算机软件通过数据对象与关键设计参数、计算模型、软件控制参数和计算机参数信息交互，完成参数管理、材料库管理、模型构建、荷载计算、控制指标管理和方案管理。