(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210928555.7 (22)申请日 2022.08.03 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114997032 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 中国铁路 设计集团有限公司 地址 300308 天津市滨 海新区自贸试验区 (空港经济区)东七道109号 (72)发明人 高梓航　寇胜宇　王会永　王伟华　 梁延科　李大成　魏广宁　岳彤　 王奇胜　臧传臻　 (74)专利代理 机构 天津玺名知识产权代理有限 公司 12237 专利代理师 杜雅欣 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01)G06T 17/20(2006.01) (56)对比文件 CN 111339694 A,2020.0 6.26 CN 110188442 A,2019.08.3 0 CN 103514309 A,2014.01.15 CN 106250604 A,2016.12.21 CN 109255153 A,2019.01.2 2 CN 106227956 A,2016.12.14 CN 106522096 A,2017.0 3.22 蔡小培等. 《长联大跨 桥梁无缝线路力学 特 性与结构设计》 . 《高速 铁路技术》 .2020, Xiaopei Cai 等. 《Experimental Study o n the Vibrati on Control Effect of L ong Elastic Sle eper Track i n Subways》 . 《Shock and Vibrati on》 .2018, 王会永. 《重载铁路隧道内无作轨道结构力 学分析》 . 《山西建筑》 .2020, 审查员 严凯丽 (54)发明名称 一种无砟轨道结构配筋智能化设计方法及 系统 (57)摘要 本发明公开了一种无砟轨道结构配筋智能 化设计方法及系统， 所述方法包括： 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； S50、 针对不同设计荷载组合形式进行 钢筋量进行迭代计算并进行控制指标判断和检 算； 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。 本发明可建立无砟轨道 结构参数化、 精细化的有限元计算模型， 提高了计算精度和准确度， 同时也提升了无砟轨道结构 配筋设计 工作效率。 权利要求书2页 说明书10页 附图8页 CN 114997032 B 2022.11.08 CN 114997032 B 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。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114997032 B 25.一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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114997032 B 3