公路橫斷面設計,用緯地就對了!

緯地

橫斷面設計一直是公路、城市道路和鐵路專案設計中比較複雜的設計環節。對於地形相對平緩、斷面型式(包括邊坡、邊溝以及防護形式等)變化較少的專案,緯地軟體中的“橫斷面設計繪圖”是依據控制引數(檔案)、快速批次化自動完成橫斷面“戴帽子”設計並輸出圖紙成果的利器。無論對於幾公里、幾十公里,還是甚至幾百公里的專案,上百萬個橫斷面批次化設計、自動繪圖也不會超過一根菸的功夫。但是,如果不熟悉,有時也挺抓狂的……

標準橫斷面的多種快速建立方式

公路橫斷面設計,用緯地就對了!

對於橫斷面型式變化非常頻繁的專案,“橫斷面設計繪圖”則顯得自動化有餘、靈活性稍顯不足了,主要體現在地形、地質條件相對複雜的鐵路和部分公路設計專案中。為了適應此類專案複雜橫斷面設計任務的需要,包括滿足鐵路行業中路基專業設計特點、習慣等需要,緯地軟體開發推出了基於“智慧模板設計技術”的“緯地橫斷面詳細設計”功能。

緯地軟體根據橫斷面中行車道、路肩、邊坡、邊溝等專業特點,開發了各類橫斷面元件,使用者透過多種方式自定義這些元件,並進而組合成適應於各類複雜設計條件的標準橫斷面(模板)。系統將根據標準橫斷面(模板)和使用者指定的適用樁號區間,自動完成橫斷面詳細設計、繪圖和工程量計算輸出了。實際上,“標準橫斷面”就是適用於公路或鐵路專案中,某一路段、特定地形、地質條件下的典型橫斷面而已。

在實際的運用中,大部分公路設計工程師都能對橫斷面設計中的各個功能運用的得心應手。但對於較少接觸或初次使用橫斷面詳細設計的工程師來說,可能會感到無從下手,看完適用教程之後又感覺東西太多,難免會產生茫然的感覺。但是,一旦著手自行建立一個標準斷面、完成一個設計任務、掌握了操作要點,再回頭看看橫斷面設計,就不會再有這種茫然的感覺了。

1、建立方式一:依據控制引數自動建立

即根據控制引數檔案(。ctr),利用“自動繪製標準橫斷面-BZDM”命令,生成標準橫斷面。這種標準斷面的建立方式相對簡單,主要試用於專案變化相對簡單、工程師已經在控制引數檔案(*。ctr)資料中設定好相關控制資料,或首次使用橫斷面詳細設計模組,沒有相關基礎資料的積累(如相似的專案、標準斷面等),建立過程如下圖所示:

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2、建立方式二:根據某一橫斷面設計圖建立

此方式適用於在專案設計過程中,直接根據指定的某一個橫斷面設計成果(圖形)來建立一個新的標準橫斷面。即指定已經完成的、設計路段中的某一個橫斷面設計圖,作為後面與之條件相似的、但尚未完成設計的路段的標準橫斷面模板。具體的操作方法是:在進行詳細橫斷面設計的過程中,把主視窗切換到標準橫斷面模式狀態,然後在下方的橫斷面預覽視窗選擇一個逐樁橫斷面,雙擊該橫斷面;系統即會提示“是否使用所選樁號建立新的標準橫斷面”,選擇“是”,系統即可將該橫斷面作為標準橫斷面新增到標準斷面資料中;隨後再指定該標準橫斷面的樁號區間就OK啦。如下圖所示:

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3、建立方式三:複製相似的標準橫斷面建立

即複製之前已經完成的某一個專案的標準橫斷面、或者本專案中已經完成設計的路段的標準橫斷面,來創新當前專案和路段的標準橫斷面。該方式的具體操作非常簡便,僅使用常用的鍵盤“複製”組合命令(“Ctrl+C”)和鍵盤“貼上”組合命令(“Ctrl+V”)即可完成。對於一個專案有多個標準橫斷面的情況,我們可以複製貼上已經定製好的標準橫斷面模板,然後在CAD特性引數中將樁號改為需要的數值即可,如下圖所示:

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4、建立方式四:匯入其他專案的標準橫斷面

即開啟以前完成橫斷面詳細設計的其他專案,將該專案的標準橫斷面儲存為單獨的dwg圖形檔案。開啟當前專案,直接匯入該DWG圖形檔案建立標準橫斷面。

具體的操作方法:開啟設計專案,選擇“設計”選單下的“橫斷面設計”命令,切換到橫斷面詳細設計介面。根據當前專案進展,分為以下兩種情況:

1)、當前設計專案沒有標準橫斷面資料。首先開啟之前儲存的dwg圖形格式檔案(其中帶有標準橫斷面的模板),系統會提示“開啟DWG圖形檔案包含有標準橫斷面,是否將其中的標準橫斷面新增到本專案”,選擇“是”,即可將dwg圖形檔案中帶有標準斷面的模板新增到當前專案中來了。

2)、當前設計專案已經有標準橫斷面資料。首先開啟之前儲存的dwg格式檔案(帶有標準橫斷面的模板),系統會提示“開啟DWG圖形檔案包含有標準橫斷面,是否將其中的標準橫斷面新增到本專案”,選擇“是”,系統會繼續彈出來下一個提示“本專案已經包含有標準橫斷面,是否清除原有資料”,選擇“是”,即將本專案原有的標準橫斷面資料清除,匯入我們之前開啟的標準橫斷面模板;選擇“否”,本專案原有的標準橫斷面資料依然存在,同時也將之前開啟的標準橫斷面模板匯入當前專案。如下圖a。b。c。所示

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工程師在具體設計中,完全可根據專案的具體情況,靈活選擇其中的某一種或者多種組合方式來建立“標準橫斷面”,進而快速完成橫斷面設計。

橫斷面編輯、修改的幾種功能

1.路基結構層的設定

經常會有設計人員問道:結構層的形式不是一般的矩形,需要設定為梯形樣式,如何實現?如圖1-1:

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So easy!只需選中標準橫斷面結構層,在特性引數中修改其起點或終點坡度,如需延伸至某個固定寬度,設定其起點或終點附加寬度即可。如圖1-2,1-3:

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2.標準斷面路基部件複製貼上

對於標準斷面的路基部件,設計者通常是分別對路幅兩側的各路基部件編輯修改,那麼問題來了:編輯完一側部件後,另外一側的形式與之相同,重複對另外一側再編輯修改就顯得很麻煩,如何提取已編輯好的一側資訊並快速應用於另外一側呢?

答案:

“Ctrl+C”“Ctrl+V”,即複製、貼上,簡單而高效!如將標準斷面左側已編輯好的邊坡部件複製後,CAD提示指定插入點時,將邊坡起點位置靠近右側坡腳位置貼上即可,如圖2-1:

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再比如將挖方標準斷面左側截水溝複製,只需將插入點選擇右側坡口外地面線附近,系統即可自動識別其位置並貼上截水溝,如圖2-2:

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3.逐樁斷面樣式複製貼上

橫斷面戴帽子生成逐樁斷面,逐樁斷面的細部修改也是一項主要工作。如果純手工修改,對於路線長達幾十公里甚至幾百公里的專案,這個工作量讓人望而生怯。緯地橫斷面設計模組的批次複製貼上功能成功解決了這一難題。但是又有人問:我只想貼上某一個或者某幾個部件樣式,批次粘貼後把其他的樣式都覆蓋了,怎麼辦?

答案:“部分貼上功能”。如圖3-1,只把地面線挖臺階複製貼上到其他斷面,在樁號樹該樁號右鍵選擇複製斷面樣式,特性視窗即可出現貼上橫斷面樣式選項,只選擇貼上左右側地面樣式,在批次貼上對話方塊中設定樁號區間,即可批次貼上成功,如圖3-2,批次部分貼上只是將挖臺階樣式貼上,其他部件樣式保持原有樣式不變。

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橫斷面土石方量“計算錯誤”原因

緯地“橫斷面設計繪圖”中土石方量“計算錯誤”的諸多原因,來看看你是不是有遇到過?

1、清表對“橫斷面設計繪圖”土石方量的影響

常規“橫斷面設計繪圖”是緯地早期研發的橫斷面設計繪圖戴帽方式,也是當時最主流的引數控制設計法,適用於各等級公路專案。清表引數在“資料”選單下“控制引數輸入”裡的“清除表土”中,可根據設計需求進行“分段樁號”、“增加寬度”以及“厚度”的設定。

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(或專案中心進行設定,如下圖所示)

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完成之後,我們在進行“橫斷面設計繪圖”進行戴帽時,可以在“土方控制”視窗勾選“計入清除表土面積”(如圖所示)。

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這樣,在橫斷面土石方量的填方面積中就會增加清除表土的面積。

至此,關於清表的設定說明白了,關於清除表土處理的兩個“盲點”詳細說明:

a) 問題一:清除表土設定之後橫斷面戴帽完成,挖方的土石量怎麼沒有變化?我設定了清除表土,按理說挖方的土石量應該減少才對呀。

答:一般來說清表工程量是要單獨計算的,不參與土石方調配,所以清表的量不計入挖方總量,而清掉表土之後,我們需要在填築的時候將該部分土填上,所以只有填方總量上會增加相應清表的工程量。

b) 問題二:我把地面線向下偏移清表引數所設定的厚度,算出來的清表面積怎麼跟程式中算出來的不一致?

答:您可能沒有注意看幫助文件說明,橫斷面設計繪圖中,橫斷面清表面積是按照“(清表寬度+增加寬度)*清表厚度”來計算的,多年以來,實際工程中對清表量的統計一般採用的都是這種填方部分寬度正投影面積計算方法得來的;

橫斷面設計繪圖中的清表量,是兩坡腳(純填方)或坡腳線至設計線與地面線交界(半填半挖)正投影的寬度*清表厚度來計算的,如下圖所示。

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坡腳範圍內清表量為6。3494*0。3=1。90482。如果有增加寬度,比如到坡腳了,還要繼續清表,需算上增加寬度部分的清表面積(如果是純填方斷面,坡腳兩側均應增加清表寬度),即1*0。3*=0。3,那麼總清表面積=1。90482+0。30=2。20482。而從圖中我們可以看出,清表後填方面積增加的量4。91‐2。71=2。2,與計算得到的面積相差的只是小數取位的量,若系統輸出採用原資料計算的話,將分毫不差。

2、路槽結構層對“橫斷面設計繪圖”土石方量的影響

常規“橫斷面設計繪圖”是緯地早期研發的橫斷面設計繪圖戴帽方式,也是當時最主流的引數控制設計法,適用於各等級公路專案。路槽結構層引數一般先在設計嚮導“路幅及斷面形式”中進行各路幅單元路槽深度的設定,如圖所示:

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如此設定完成之後,若有必要修改細化,可在“資料”選單下“控制引數輸入”裡的“路槽”中,可根據設計需求進行“分段樁號”以及“分隔帶路槽深度”、“行車道路槽深度”等路幅寬度各路幅寬度組成深度的進一步細化,如圖所示:

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(或專案中心進行設定如圖所示)

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完成之後,我們在進行“橫斷面設計繪圖”進行戴帽時,可以在“土方控制”視窗勾選“填方扣路槽”以及“挖方加路槽”如圖所示:

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這樣,在橫斷面土石方量中就會依據路槽引數的設定將路槽面積計入。

至此,關於路槽結構層的設定說明白了,下面我們就日常技術支援中,使用者關於計入路槽面積的幾個易混淆的地方進行詳細的說明:

路槽結構層設定之後,橫斷面戴帽完成,橫斷面的土石量是怎麼變化的?

純填方斷面:

①路槽結構層完全在地面線以上時,用整個填方面積減去結構層面積即為扣除路槽後的橫斷面填方面積,如圖所示:

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21。9935-4。6500=17。3535,刨除小數點保留誤差,即為系統所得填方面積17。34。

②地面線穿過路槽結構層時,同樣用整個填方面積減去路槽結構層面積即為扣除路槽後的橫斷面填方面積,但注意此處的路槽面積並非全部路槽面積,而是除過地面線以下路槽面積之後的面積,如圖所示:

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即6。9998-4。4849=2。5149,刨除小數點保留誤差,即為系統所得填方面積2。51;深入地面線以下的路槽結構層將計入挖方面積為0。1650。

純挖方斷面:①路槽結構層完全在地面線以下時,用整個挖方面積加上結構層面積即為扣除路槽後的橫斷面挖方面積。

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54。0647+5。1300=58。1947,刨除小數點保留誤差,即為系統所得挖方面積59。19。

②地面線穿過路槽結構層時,同樣用整個挖方面積加上路槽結構層面積即為扣除路槽後的橫斷面挖方面積,但注意此處的路槽面積並非全部路槽面積,而是減去地面線以上路槽面積之後的面積。

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即(2。7650+7。1245)+4。5782=14。4677,刨除小數點保留誤差,即為系統所得挖方面積14。47;而地面線以上的路槽結構層面積不進行計算。

半填半挖斷面:

此種情況下地面線一般會穿過路槽結構層:

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這時的地面線成為“黃金分割線”,將路槽面積一分為二,地面線以下的路槽結構層面積為挖方面積,即15。4198+3。1816=-18。6014,刨除小數點保留誤差,即為系統所得挖方面積18。60;地面線以上的路槽結構層面積不進行計算,即填方面積4。8869。

3、支擋防護對“橫斷面設計繪圖”土石方量的影響

常規“橫斷面設計繪圖”是緯地早期研發的橫斷面設計繪圖戴帽方式,也是當時最主流的引數控制設計法,適用於各等級公路專案。支擋防護構造物的設定有兩種辦法,一是透過路線軟體“設計”選單下的“支擋構造物處理”進行設計新增,設定完成,點選儲存按鈕,系統自動生成支擋構造物*。dq檔案,並儲存至專案路徑下。

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二是透過“緯地擋土牆設計”軟體進行設計新增,設定完成,點選儲存專案,系統自動生成擋土牆設計檔案*。DQD檔案,並儲存至專案路徑下。

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支擋構造物處理或者緯地擋土牆設計完成之後,返回緯地道路軟體中,可在“專案管理器”中檢視到其對應的*。dq或者*。DQD(如下圖所示),橫斷面戴帽時系統將自動呼叫這兩個檔案,出圖時在橫斷面圖上增加擋土牆斷面並自動計算其土石方量。

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(注“支擋構造物處理”和“緯地擋土牆設計”佈設擋土牆之後,橫斷面戴帽完成,均可準確計算出新增擋土牆後的橫斷面土石方量,但“支擋構造物處理”繪製出的擋土牆是示意性的,不能計算出擋土牆的尺寸、圬工量等)