纬地道路辅助设计系统在高速公路设计中的应用

1、本文由【中文word文档库】 搜集整理。中文word文档库免费提供海量教学资料、行业资料、范文模板、应用文书、考试学习和社会经济等word文档纬地道路辅助设计系统在高速公路设计中的应用刘东杰,傅 珂（江西省公路科研设计院，江西 南昌 330002）摘 要：公路设计是公路工程项目的一个重要环节，设计的精细程度直接影响工程今后的施工乃至运营，而公路的线形设计在整个公路设计中又是至关重要的一步。公路线形设计是一项繁重而又十分细致的工作，对于一个路线设计人员来说一款简捷、实用的软件系统是必不可少的工具。本文较详细地介绍了应用纬地道路辅助设计系统软件在鹰瑞高速公路路线设计中的一些体会和认识。关键词：信息

2、工程；公路设计；公路线形；纬地道路；设计系统0 前 言随着国民经济的快速增长，我国公路的基础设施建设突飞猛进，同时公路的设计方法和软件种类也越来越丰富。纬地道路辅助设计系统是一款由国内自主研发的软件，它的工作界面以浮动菜单的模式嵌套在AUTOCAD中，进行图形生成及处理，是一款专业、简捷、实用的软件。1 软件主要特点1、沿用传统的导线法经典理论，可进行任意组合形式的公路平面线形设计计算和多种模式的反算，可在计算机屏幕上交互进行定线及修改设计，并在动态拖动修改交点位置、曲线半径、切线长度、缓和曲线参数的同时，可实时监控其交点间距、转角、半径、外距以及曲线间直线段长度等技术参数。2、能够动态交互式

3、完成拉坡与竖曲线设计，可实时修改变坡点的位置、标高、竖曲线半径、切线长、外距等参数；对大、中型桥梁构造物以及有特定标高要求处的主要纵坡，系统可自动提示控制情况。3、能够按照规范要求处理各种加宽、超高方式及其过渡变化情况，进而准确完成路基设计与计算，为横断面设计提供相关数据。4、能够在常规模式和高等级公路沟底纵坡设计模式下进行横断面设计，同时准确计算并输出断面填挖方面积及坡口、坡脚距离等数据，可选择准确扣除断面中的路槽面积。根据路基高度还可以任意定制多级填挖方边坡和不同形式的边沟、排水沟。5、以独特的内存优化模块和最快的点排序方法为引擎，建立最优化三角数字地面模型，其速度是国外其他同类软件的两倍

4、以上，并且突破了其他软件在处理公路带状长大数模时存在的限制，没有可处理点数上限。2 工作流程及结构系统在项目建立上采取设计向导定制的方式，对初学者来说起到了一个浏览概貌的作用，减少由于使用上不熟悉而产生的陌生感和盲目性。系统在项目建立前需要具备平面线形文件，然后根据项目实际情况输入公路名称、公路等级、路基标准断面、路基边坡参数、水沟设置参数及超高加宽参数等，点击完成后将生成初步的设计参数文件。项目建成后，就可根据外业采集或者数模插值获取的纵横断面数据进行后续设计了。其流程见图1。图1 工作流程3 工程应用3.1 图项目基本资料济南至广州高速公路江西鹰潭至瑞金段新建工程(南城至南丰测段)起于江西

5、省抚州市南城县天井沅乡河垄村附近，经过天井沅乡、康坑水库、福银共线、新丰街镇、上塘镇，于西坪进入南丰县洽湾乡，与向莆铁路在南丰县西坪村交叉（铁路上跨方式）后入莱溪乡、经沧浪水、琴城镇、九剧水、桑田乡，终点位于桑田乡大昌下村，路线全长约51.612km，双向4车道，设计车速100km/h，路基宽26m，项目目前在建中。3.2 数字化地面模型目前高速公路的外业勘测中常采用专业测绘部门的航测手段对三维地形数据进行采集，然后进行三维电子地形图的制作，为公路野外勘测及内业设计提供重要成果。高速公路设计在工可、初设及施设外业期间一般要先进行路线多方案的综合比选，该项目使用纬地系统中的数模功能在测绘部门提供

6、的三维地形图基础上，通过读入dwg文件和构建三角网，建立项目所经过区域范围的数字化地面模型，并运用数模对路线纵、横断面进行插值，取代了繁杂的手工点图，其插值的精度完全可以满足方案设计的要求，使设计人员能够节约更多的时间和精力投入到路线方案的比选中去，从而提高工作效率和方案的精细程度。3.3 平面设计路线平面线元的三个要素为直线、圆曲线、缓和曲线，缓和曲线和圆曲线的组合(即平曲线)运用在强调曲线比例的高速公路平面设计中极为重要。通过系统平面设计功能在南城县天井沅乡河垄村(起点)南丰县桑田乡大昌下村(终点)范围内按照因地制宜的原则进行了交点布设，并根据项目起终点、沿线地形地势、线元指标的连续性等，

7、结合纵、横面的情况使用曲线交点实时拖动技术直接对平面线形进行优化。见图2。图2 优化平面线形3.4 纵断面设计纵断面设计其实是一个在平面和横断面之间承前启后的过程，设计的粗细对路基、构造物的工程规模等都有直接影响，拉坡时通常要先整体、后局部、然后再回到整体的进行考虑，这个过程往往又是一个前后衔接、需要耐心的工作。项目通过数模插值获得地面标高，并在准备好纵断面设计所需的构造物净空、河流壅水高度、路基最小高度、填挖平衡控制点等设计控制参数后，使用系统的动态可视化拉坡功能，根据设计窗口中的各种技术参数，通过直接手工拖动变坡点和修改曲线半径等方法，结合平、横面及其他相关的因素实时调整纵断面。见图3。图

8、3 调整纵断面3.5 横断面设计横断面设计俗称“戴帽子”，是设计横断面的常用方法，其过程就是绘制横断面图，它有三种基本形式(路堤、路堑、半填半挖)，只要地面线、路线设计标高和路基宽度、边坡坡率等确定后，就可按照公路等级对应的标准横断面设计。项目采用参数化的设计方法，在设置完超高、加宽文件后，通过对CTR文件中边坡、水沟、用地、构造物、路槽等多项参数的录入，而后开始路基设计计算，批量生成横断面设计图，并在生成图形基础上结合平、纵面进行断面优化。见图4。 图4 断面优化 3.6 空间线形的检验平纵线形的组合应当在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线，并保持视觉的连续性。因此在平纵线形的设计中，技术指标应大小均衡，避免出现平纵面标准搭配不当，使线形在视觉上、心理上保持协调。该项目在平、纵设计基本结束后，通过系统的绘制路线透视图功能直观的对一些线形指标采用较低的路段进图5 对组合不利路段进行优化调整行了检验，并依据检验结果对明显组合不利路段进行了优化调整，目前项目主体部分已基本成型，经现场踏勘线形组合效果较为理想。见图5。4 结 语通过纬地道路辅助设计系统在鹰瑞高速公路（南城至南丰测段）中的应用，充分展现了其优越的数字化模型功能和实用的平、纵、横设计