道路横断面设计方案.docVIP

第十一章 道路横断面设计 横断面设计特点： 工作量大 重复性多 结构物复杂：挡土墙、护面墙、护肩护脚等 数据庞大：约20米一个横断面，40公里就有2000个，共有2000/6=334张图! 经验性强 鉴于横断面设计的以上特点，目前开发的路线软件系统都采用自动设计与人机交互修改相结合的方法来处理。设计时，首先让系统根据标准横断面自动进行“戴帽子”，一些特殊横断面由用户进行逐个修改得到。 关键是处理好自动化设计及人工修改的关系! 11-1 横断面设计系统的总体设计 一、系统的功能需求和人机分工 主要任务：根据定义的标准横断面和纵断面设计高程要求在原始地形上逐桩布置道路横断面，主要包括路幅设计、边坡设计和边沟设计，最后计算横断面工程数量。 1．功能需求 具备完善的横断面设计策略：为系统的 自动设计模块所调用，使程序自动设计的结果能最大程度上满足自然条件和设计常规，从而减少人机交互修改的工作量。 具备高效的人机交互修改功能：包括友好的界面、便捷的操作。 修改应该是基于对象属性意义上的修改 2．人机分工 二、横断面设计系统的流程和总体结构 道路横断面设计系统的结构组成 横断面定义模块：定义路幅(分段、过渡)和定义边坡(填方、挖方) 自动设计模块：设计策略判断和边坡处理 修改设计模块：交互修改控制和边坡设计处理 横断面设计及绘图模块：路槽设计、结构物设计、边沟设计、绘图、排版 土石方计算及制表模块：路基超高及加宽计算、土石成分分析、土石方量计算 正如大家所见：路线大师中包含路幅文件、边坡文件、挡墙文件就是为横断面设计准备的! 2．横断面设计系统流程图 首先定义标准横断面和横断面的设计高程，然后根据原地面地形进行路幅、边坡(包括支挡结构物)和边沟的自动设计，再经过交互式检查修改，最后计算横断面面积供计算工程数量用。 3．横断面设计系统总体结构图 11-2 横断面定义模型 一、横断面定义模型的一般形式 横断面定义包括路幅定义和边坡定义。常用的路幅定义有两种：固定模板模型和组合模板模型 公路中常用的定义横断面路幅的固定模板 上述模块中，如BS=0时,即无中央分隔带；如BH＝0时，无硬路肩；HS为“＋”时，中央分隔带为凸式分隔带；HS为“－”时，中央分隔带为凹式分隔带；BC=0时，中央分隔带设直立式路缘石，否则中央分隔带设斜式路缘石。 城市道路的横断面路幅固定模板见P117图11－5。定义成四块板 二、组合式横断面定义模型 主要由于横断面的组合形式在实际工程中十分灵活，可有各种组合，如：在中间设机动车快速车道，两边设机动车辅道，快速车道与辅道间有分隔带，辅道外再设非机动车道和人行道等，如成都三环路。但是无论何种形式，不外乎是机动车道、非机动车道、人行道、分隔带、路缘带、硬路肩和土路肩等部件的不同组合。 组合式横断面模型分两级来定义一个断面：第一级是对部件组合方式的定义；第二级是对每个部件的定义。 11-3 横断面边坡设计模型 边坡设计是横断面设计中最复杂、技术性和经验性最强的一项工作，他涉及道边坡稳定、排水通畅和与原地面的衔接，还涉及道土石方数量与防护工程数量的大小。 要求：首先能满足处理各种类型边坡；其次要尽可能减少分类。 一、填方边坡 路基边缘设计标高大于地面标高 组成：边坡、排水沟和支挡结构物 1．边坡：单级边坡和多级边坡 常用形式： 2．排水沟 形状：三角形、矩形和梯形。三角形和矩形作为梯形断面的特例，因此只需定义梯形形状横断面。 定义时常以两条直线为一组的折线段来定义。纵距、坡比、纵距、坡比 3．支挡结构物 常用类型：护肩墙、石砌脚、砌石路基和挡土墙。挡土墙又可分为：重力式(包括仰斜式、俯斜式和衡重式)和钢筋混凝土L形。 设计时，一般结构物的几何参数与结构强度及稳定性有关。但通常采用标准图或地方标准图的尺寸。 二、挖方边坡 路基边缘设计标高小于地面标高 组成：边坡、边沟和支挡结构物 1．边坡：单级边坡和多级边坡 常用形式： 2．边沟——定义时与填方差不多 形状：三角形、矩形和梯形。三角形和矩形作为梯形断面的特例，因此只需定义梯形形状横断面。 定义时常以两条直线为一组的折线段来定义。纵距、坡比、纵距、坡比 3．支挡结构物——定义时与填方差不多 常用类型：护面墙和挡土墙。 11-4 横断面自动设计 横断面自动设计是横断面设计系统中的重要模块，其性能直捷影响到整个横断面设计系统的效率。 一、设计过程模型 CAD开发应用的基础：工程问题的模型化 CAD系统建模的组成：算法模型、设计对象模型、设计过程模型 算法模型——指数学问题在计算机中的求解处理方法，如：曲线的拟合、微积分数值求解、方程的数值求解等。算法模型有：曲线的几何样条描述与求解，横断面面积的闭合曲面积分法，三角形数字地形模型的插