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[原创]通过纬地道路设计山区高速公路施工便道

通过纬地道路设计

山区高速公路施工便道

 

摘要:在道路施工过程中,为保证道路的畅通,选线设计一条临时便道以方便交通被称为施工便道。施工便道属于建设高速公路的重要环节,设计选线与施工的合理性直接影响到施工准备、生产过程中各种流通程度。随着我国高速公路建设的发展,施工单位对安全、进度、成本的有效控制体现出了施工企业的技术管理水平。

本文以山西太原XX高速公路作为项目载体,对施工便道的地形测量、选线、设计进行总结。

关键词:地形测量、纬地道路、数模、设计、辅助软件

说明:纬地道路已经成为国内广泛流行的道路设计软件绘图工具。纬地道路交通辅助设计系统(HintCAD) 是路线与互通式立交设计的专业CAD 软件。主要功能:公路路线设计、互通立交设计、三维数字地面模型应用、公路全三维建模(3DRoad)等。具有良好的用户界面,通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和使用技巧,从而不断提高工作效率。

过程原理:

根据地形测量的三维坐标通过纬地道路设计软件数模功能建立DTM数模,再通过辅助选线、拉坡、成图等一系列操作得到施工便道挖填方量。

准备工具:

  • AutoCAD2006以上版本;
  • 纬地道路设计软件(数模版),一套公路设计软件至少包括:纬地道路、纬地挡土墙、纬地土石方调配、纬地涵洞、纬地交安,施工便道属于简易设计仅用纬地道路尚可;
  • *.pnt地形测量点三维数据(格式如下)本文附件含有*.pnt三维数据;

坐标Y 空格符 坐标X 空格符 高程H

487735.4787 3612671.152 20.5967

487743.2742 3612674.022 20.7669

487749.0236 3612670.342 20.8257

  • 初步设计资料。

路幅宽度:4.5m

设计车速:5~15km/h

纵坡:最大纵坡不大于10%~15%

边沟:0.6m*0.6m

填方坡比:1:1.5~1:2

挖方坡比:1:0.5~1:1.5

碎落平台:1m

一、测量地形点

施工便道初步选线,可通过无人机倾斜摄影获取地形等高线,为了降低成本这里由有经验的测量人员在卫星地图初步踏勘确定大概位置再由测量组通过测绘仪器进行现场测量地形点的地形地貌。

地形测量可利用数字全站仪或GPS-RTK测量施工便道走向的山体地形变化特征点平面坐标和高程,坐标系统和高程系统应与施工坐标系、高程系统相一致。

航测效果图

二、数据格式转换

通过GPS-RTK测量的地形变化特征点平面坐标和高程*.DAT文件转换为纬地三维点*.pnt文件格式。

方法:用文本文档打开*.DAT文件将文本内容复制到Excel表格中,点击菜单栏中的数据——点击分列——点击下一步——选择逗号——完成——删除A列点号及B列空值——全选——复制粘贴到文本文档——替换表格空格符为空格。

小提示:格式转换关键词“分列”。

*.DAT格式数据(转换前)

*.pnt格式数据(转换后)

三、设计施工便道

本文采用纬地道路 (HintCAD)软件设计,它是路线与互通式立交设计的大型专业CAD软件。该系统由中交第一公路勘察设计研究院结合多个工程实践研制开发。施工便道设计时尽量利用既有便道,减少对土地的征用,以节约施工成本为基础;平、纵、横设计需合理,避免高填挖。

设计总体步骤:

1、新建项目;

2、数模构网;

3、主线平面设计;

4、生成桩号文件;

5、纵断面插值,横断面插值;

6、设计向导;

7、纵断面设计;

8、路基设计计算;

9、设计绘图;

10、输出各种设计表格。

新建项目

启动纬地道路设计软件数模版,点击项目——新建项目——输入名称、设计者信息、选择路径等——确定。

小提示:设计者信息与设计绘图关联。

读入数模

点击工具条中的数模——三维数据读入——文件类型选择(.pnt)——选中已准备好的*.pnt地形测量点数据——打开。

提示:成功显示读入383点。

下一步:点击数模——三角构网。

下一步:点击数模——网格显示。

提示:如果CAD图框中没有正常显示出三角网,可双击鼠标滚动条或者在命令行中输入ZOOM按回车键——输入E按回车键——即可正常显示出三角网,如下显示:

小提示:数模显示分为等高线、三角网、自动优化等。

平面主线设计

平面设计分为交点法和积木法(一般用于复杂路线)两种设计方式,这里选择交点法进行设计。

点击工具条中的设计——平面主线设计——输入线路起点坐标(或点击拾取,在图中获得起点位置)如下所示:

下一步:点击“插入”提示是否插入交点1点击“是”。

下一步:输入交点[E拾取交点线]坐标按回车键(或在图中点击鼠标左键获取交点位置)。

下一步:(选中数模边界——点击右键——特性——显示等高线),交点插入完毕按回车键返回主线平面设计界面——输入半径R及缓和曲线长度(施工便道一般不设缓和曲线,可根据实际情况设置)——设计完毕,点击计算绘图。

下一步:平面主线设计完毕——点击存盘——提示是否将“平面交点数据”自动转化为当前项目平面的“平面曲线数据”——点击是——确定。(注:一定要点击存盘,否则后面步骤无法正常操作)

提示:如果设计线路需要自定义起点桩号,请点击“控制”——输入起点桩号再点击计算绘图——再点击存盘。

下一步:点击确定,平面线路设计完毕的图形如下:

小提示:平面主线设计可与纵断面同步进行。

生成桩号

点击工具条中的工具——桩号文件——点击保存——提示桩号文件设置——桩号间距输入5m(根据实际情况设置)——输出,图示如下:

小提示:桩号适用于纵断面插值、横断面插值、设计绘图。

纵断面插值

纵断面插值是纬地道路设计软件根据数模等高线按生成的桩号文件自动插值获取地面数据作为中线高程。

点击工具条中的数模——数模应用——纵断面插值——输入自定义起止点桩号或默认——开始插值——保存。

横断面插值

横断面插值是纬地道路设计软件根据数模等高线按生成的桩号文件及横向两侧宽度自动插值获取横向地面数据作为横断面数据。

点击工具条中的数模——数模应用——横断面插值——输入两侧宽度和桩号范围或默认——开始插值——保存。

设计向导

设计向导是纬地道路设计软件按预设的相关规范提供给用户选择并自动建立相关设计文件(用户可根据实际情况修改参数)。

点击工具条中的项目——设计向导——是。

项目类型:选择主线公路——下一步。

路线等级:选择四级公路(设计车速输入5~15km/h)——下一步。

主型式:选择1车道——下一步。

边坡设置

边坡是为保证路基稳定,在路基两侧设计具有一定坡度的坡面。

填方边坡设置:选择三级台阶(边坡形式及参数可根据实际情况设置)——下一步。

挖方边坡设置:选择三级台阶(边坡形式及参数可根据实际情况设置)——下一步。

水沟设置

水沟是为了排除路基面及边坡的流水,在路基两侧设置的沟槽。

边沟设置:选择矩形边沟(为挖方底面水沟,尺寸根据实际情况设置)——下一步。

排水沟设置:矩形排水沟(为填方底面水沟,尺寸根据实际情况设置)——下一步。

超高加宽

超高加宽指的是受横向力或离心力作用会产生滑移或倾覆,行驶轨迹不同,为抵消车辆在圆曲线路段上行驶时所产生的离心力,在该路段横断面上设置横坡和加宽。

超高加宽设置:曲线超高设置——不设置超高,曲线加宽设置——无加宽(施工便道一般不考虑超高和加宽,可根据实际情况设置)。

纬地设计向导:点击自动计算超高加宽——下一步。

纬地设计向导:桩号间距输入5(尽量与生成桩号间距一致,可根据实际情况设置)——完成。

 

小提示:设计向导在整个设计过程中占据主导地位,尽量参照相关规范填写。

纵断面设计

纵断面是指沿着设计中心线的方向剖切地面所形成的表面。

下一步:点击工具条中的设计——纵断面设计——计算显示——确定。

提示:如果CAD图框中没有正常显示出拉坡图,可双击鼠标滚动条或者在命令行中输入ZOOM按回车键——输入E按回车键——在0,0坐标零点位置放大图形找到拉坡图,显示如下:

下一步:点击工具条中的设计——纵断面设计——选点(在线路起点位置点击鼠标左键)——插入——变坡点(在线路合适位置点击鼠标左键插入变坡点)——变坡点插入完毕按回车键——返回设计主界面——输入竖曲线半径R——设计完毕点击存盘——保存——确定。

小提示:纵断面拉坡决定设计中线高程和挖填方量。

路基设计计算

主要完成:读取相关数据,确定桩号区间内的每一桩号的超高横坡、设计标高、地面标高,以及路幅参数的变化,计算路幅各相对位置的设计高差,并将以上所有数据按照一定格式写入路基设计中间数据文件,以备打印路基设计表和计算、绘制横断面图等(注:修改“设计向导”后需要再次点击“路基设计计算”)。

下一步:点击工具条中的设计——路基设计计算——搜索全线(确定)——计算。

 

横断设计绘图

主要用于绘横断面线图、设计绘图、生成土方数据文件等。

下一步:点击工具条中的设计——横断设计绘图(绘图控制)——生成土方数据文件(打勾)。

绘图范围:终点桩号(选择末尾桩号)。

其余设置:参照下图设置打勾。

点击设计绘图(按提示操作)——软件自动绘制横断图。

图形绘制完毕显示如下:

 

小提示:绘图控制参数可根据实际情况设置。

各种设计表格输出

纬地道路设计软件为方便用户可以灵活输出各种设计表格。

下一步:点击工具条中的表格——输出直曲转角表——计算输出——直线、曲线及转角表输出OK!

用同样的操作方式可以输出其他设计表格:逐桩坐标表、竖曲线表、路基设计表、土方计算表、技术指标表。

小提示:各种表格与设计绘图可根据实际需要输出。

施工便道遵循“安全、环保、节约、耐久”理念设计。尽量避开环境敏感点,尽量降低路基填挖高度,减少对周边环境的破坏;工程规模合理;合理设置排水及边坡防护,提高施工便道质量。选线之前,应先把路线总体图参照至相应卫星图(奥维互动地图)中,以便明确路线与地形地貌之间的相互关系。纬地道路软件可以在地形地貌复杂、地势陡峭选线。具有专业性强,与实际工程设计结合紧密、实用灵活等特点。

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最后编辑于:2019/11/19作者: 协同网

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