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文档简介
1、公路计算机辅助技术前言 目前,计算机作为大众化的工具在我国以前所未有的速度渗透生活和工作的各个领域,它已经深深地影响到我们的生活、工作的各个方面。如今,随着计算的普及和应用,在公路工程建设过程中,计算机的应用也越来越广泛,比如设计中应用计算机软件进行设计,在施工中应用相关的软件进行计量和相关的试验数据的处理,但是不论采用何种软件应用,其基本原理都和公路工程技术有着非常紧密的联系。本书就计算机在公路工程中的应用进行简单阐述,让读者在公路建设过程中使用计算机完成各种工作,从而降低劳动强度提高工作效率。 公路计算机辅助技术是交通类院校公路与桥梁专业的必修课。本书是以公路工程实际项目操作进行编写的。结
2、合高等教育的特点,注重实践教学,使学生通过学习能系统地掌握计算机的使用,不通过编程即可进行公路数据计算的一些方法。教材具有较强的下一页返回前言 综合性、实践性和职业性。因此在教学过程中应突出重点,以掌握基本概念和应用为主。根据具体情况,积极创造条件,使用录像投影机房等电化教学手段,以提高教学效果 本书以工程实际为例,介绍Excel , AutoCAD在工程中的具体使用方法,使具有基本计算机使用能力的人员能够应用以上软件处理工程问题。书中介绍了目前在公路工程设计过程中应用比较广泛的纬地路线软件和海德纵横造价软件的操作方法。 本书由沈艳东副教授编写。本书在编写过程中得到很多公路部门和学院教师如刘仲
3、波、王东杰、李瑞涛等的大力支持和帮助,并提出不少宝贵意见,同时还引用了前辈们已经取得的众多成果,使本教材内容更加丰富、充实,在此特致诚挚的谢意! 由于时间仓促,探索认知偏颇,发展预见不足,加之编者水平有限,缺点和错误在所难免,诚望读者批评指正。 上一页返回目录项目一Excel在公路工程中的应用任务一Excel的应用 任务二平曲线计算 任务三坐标计算 任务四高程的计算 任务五试验数据的计算 下一页返回目录项目二AutoCAD在公路中的应用任务一AutoCAD的基本应用 任务二平面图的绘制 任务三纵断面的绘制 任务四路面结构图的绘制 上一页下一页返回目录项目三软件的应用任务一纬地路线软件的应用 任
4、务二纵横预算软件的介绍 上一页返回任务一Excel的应用学习情境一Excel的基本情况 学习情境二创建计算公式学习情境三认识Excel 2003的运算符实践教学情景Excel的基本练习学习情境一 Excel的基本情况 中文版Office 2003软件包中提供了一个名为Excel 2003的软件,这是一个用于建立与使用电子报表的实用程序,也是一种数据库软件,用于按表格的形式来应用数据记录。专业数据库管理系统软件Visual FoxPro也能建立电子报表,但中文Excel 2003却是一个电子报表的专业软件,也常用于处理大量的数据信息,特别适用于数字统计,而且能快速制定出表格。 中文版Excel
5、2003(下面简称Excel 2003)是Microsoft Office 2003软件包中文版的组成部分。按启动Windows应用的方法运行后,屏幕上就会显示其操作窗口,并且打开一张名为Bookl(工作簿1)的电子报表,但没有任何内容,而是等待着被建立,如图1一1一1所示 本教程将从此开始讲述。下一页返回学习情境一 Excel的基本情况 Excel 2003也使用“字段”、“记录”等Visual FoxPro中的对象,但应用方法却大不一样,下面将以建立一张员工工资表的操作来说明这一点。 步骤一在图1-1-2中,单击A1单元格 步骤二输入“姓名”,如图1-1-3所示 步骤三按一下键盘上的向右方
6、向键,然后输入“年龄”,接着在位于B右边的两列中分别输入“职务”、“工资额”,如图1一1一4所示 步骤四如图1-1-5所示,移动鼠标单击A2单元格,然后参照上面的内容,输人其他单元格中的内容。上一页返回学习情境二创建计算公式 下面要为某公司的经营情况创建一张电子报表,并使用计算公式作一些统计,请先按下列步骤进行操作。 步骤一单击屏幕左下角处的Sheet 3标签,然后在A1单元格中开始书写“北京分公司本月收支一览表”字样,并设置好字体与字号(即字的大小尺寸),如图1-1-6所示。 步骤二在B2 , C2 , D2 , E2单元格中分别输入“收入/月”、“支出/大”、“员工工资”、“盈利”栏目名称
7、,如图1一1 -7所示。接着分别在A3, A4, A5, A6单元格中输入“第一营业部”、“第二营业部”、“第三营业部”、“总结余”项目名。 步骤三选定A列与B列中的所有栏,并设置较小一点的字号,以便在单元格中完整地显示它们,如图1-1-8所示。上面建立好了该分公司本月的报表,所要填入的数据资料见表1一1一1 下一页返回学习情境二创建计算公式 步骤四单击E3单元格,选定它后单击编辑框,输入:= B3 - C3 * 30 步骤五计算数值 步骤六选定E6单元格,并在编辑栏中输人公式=E3+E4+E5上一页返回学习情境三认识Excel 2003的运算符 1.算术运算符 用于完成基本的数学运算,如加法
8、、减法和乘法,连接数字和产生数字结果等。各算术运算与用途见表1一1一2 2.比较运算符 用于比较两个值,结果将是一个逻辑值,即不是TRUE(真)就是FALSE(假)。与其他计算机程序语言类似,这类运算符还用于按条件作下一步运算。各算术运算符的名称与用途见表1一1一3 3.文本运算符 实际上是一个文字串联符“&”,用于加入或连接一个或更多字符串来产生一大段文本。如 North& wind,结果是North wind下一页返回学习情境三认识Excel 2003的运算符4.引用运算符引用下表1一1 -4的运算符可以将单元格区域合并起来进行计算上一页返回实践教学情景Excel的基本练习一、制作表格制作
9、如图1一1一12所示的表格二、练习如下命令在Excel中的应用(1)INT向下取整;(2)ROUND四舍五入取整;(3) RADIANS角度变弧度的函数;(4)DEGREES弧度变角度的函数;(5)SUM求和函数的应用;(6)SIN、COS、TAN、SEC三角函数的应用;(7)一般运算的练习,如加减乘除及幂函数返回表1一1一1数据资料返回表1一1一2算术运算符返回表1一1一3比较运算符返回表1-1-4引用运算符返回图1一1一1进人中文Excel 2003的操作窗口返回图1一1一2单击A1单元格返回图1一1一3输入“姓名”返回图1一1一4输人“职务”和“工资额”返回图1一1一5单击A2单元格返回
10、图1一1一6输人新的报表标题返回图1一1一7输人纵、横栏目与标题名返回图1一1一8适当调整一下文字字号返回图1一1一12表格练习返回任务二平曲线计算学习情景一平曲线计算的专业知识学习情景二Excel编写的计算过程实践教学情景Excel工程应用一学习情景一平曲线计算的专业知识 一、曲线要素的计算 以单交点平曲线为例,如图1 -2一1所示,只设一个JD点的平曲线成为单交点平曲线,主要计算要素已经给定,但是为方便进行平曲线的计算,下面先进行复习。1.曲线要素的计算已知条件:JD桩号、半径R,偏角PJ、缓和曲线LS求解:切线长T,曲线长L,外距E,切曲差D, ZH, HY, QZ, YH, HZ计算公
11、式如下:内移值切线增长值下一页返回学习情景一平曲线计算的专业知识切线长曲线长或者其中,圆曲线长外距切曲差下一页返回上一页学习情景一平曲线计算的专业知识2.曲线主点里程计算直缓点缓圆点曲中点圆缓点缓直点交点下一页返回上一页学习情景一平曲线计算的专业知识 二、圆曲线带有缓和曲线的测设方法 1.偏角法 缓和曲线上各点可将经纬仪置于ZH或HZ点进行测设。如图1一2 -2所示,设缓和曲线上任意一点P的偏角为8,至ZH或HZ点的曲线长为L,其弦近似与曲线长相等,亦为l0由直角三角形可得 很小,则sin 。顾及y=l3/6Rls 则有下一页返回上一页学习情景一平曲线计算的专业知识HY或YH点的偏角为和曲线的
12、总偏角。将l=ls代入上式可得:则有将式 与式 相比,得偏角法计算公式为下一页返回上一页学习情景一平曲线计算的专业知识 2.切线支距法 切线支距法是以直缓点ZH或缓直点HZ为坐标原点,以切线为x轴,过原点的半径为J轴,利用缓和曲线和圆曲线上各点的x和J坐标测设曲线。 如图1一2一3所示,曲线上各点的坐标用下列公式计算(1)缓和曲线范围内下一页返回上一页学习情景一平曲线计算的专业知识(2)圆曲线范围内返回上一页学习情景二Excel编写的计算过程一、编写平曲线要素的计算程序根据上面介绍的专业知识,用如下流程进行Excel的计算。1.编写计算表格如图1一2一4所示2.输入已知计算数据如图1一2一5所
13、示3.计算如图1一2一6所示4.选定计算数据单元格如图1一2一7所示下一页返回学习情景二Excel编写的计算过程 5.拉动单元格 将鼠标放在选定单元格的右下角,使其变成“+”号,然后向下拉动,拉动过程中,单元格中会出现错误,可以不必理会。如图1一2一8所示。6.填写已知条件 填写已知条件JD桩号、半径R、缓和曲线长度LS ,曲线偏角PJ,就可计算出相应的曲线要素和主点桩号,如图1 -2 -9所示下一页返回上一页学习情景二Excel编写的计算过程二、编写偏角法曲线敷设数据计算表格根据上面介绍的专业知识,按如下流程进行Excel的计算。1.编写计算表格如图1一2一10所示2.填写数据 引用曲线要素
14、计算表中的数据填写支距法中的已知数据,数据输入的结果如图1 -2一11所示3.根据曲线计算方法,在表中计算过程中编写计算结果如图1一2一12所示下一页返回上一页学习情景二Excel编写的计算过程 将曲线要素计算和支距法编写完成后,只要在曲线要素计算表中输入已知条件中的JD桩号、半径R、缓和曲线LS,曲线偏角PJ,则相应的曲线要素计算和偏角法计算皆可算出。同时在表中增加了一个桩距单元格,只要改变桩距中的数值,就能改变相应的桩号和相应的偏角计算结果,简便了放样过程中偏角法的数据计算。下一页返回上一页学习情景二Excel编写的计算过程三、编写“支距法”放样的计算表格根据上面介绍的专业知识,按如下步骤
15、进行Excel计算的表格编写1.编写计算表格如图1一2一13所示2.填写已知数据编写结果如图1 -2一14所示3.根据曲线计算方法,在表中计算过程中编写具体计算结果如图1一2一15所示下一页返回上一页学习情景二Excel编写的计算过程 将曲线要素计算和支距法编写完成后,只要在曲线要素计算表中输入已经条件中的JD桩号、半径R、缓和曲线LS,曲线偏角PJ,则相应的曲线要素计算和支距法计算皆可算出。同时在支距表中增加了一个桩距单元格,只要改变桩距中的数值,就能改变相应的桩号和相应的支距计算结果,简化了放样过程中支距法的数据计算。且曲线越长计算起来越方便。返回上一页实践教学情景Excel工程应用一一、
16、已知条件见表l一2一l二、计算曲线要素三、计算桩距为5 m时用支距法和偏角法进行曲线敷设的数据计算。四、参考计算结果1.曲线要素计算结果如图1一2一16所示下一页返回实践教学情景Excel工程应用一2.偏角法计算结果如图1一2一17所示3.支距法的计算结果如图1一2一18所示返回上一页表1一2一1已知工程数据返回图1一2一1带缓和曲线的曲线要索返回图1一2一2偏角法测设曲线返回图1一2一3切线支距法返回图1一2一4计算表格返回图1 -2 -5输入已知数据返回图1一2一6结算结果显示返回图1一2一7选定单元格返回图1一2一8拉动结果返回图1一2一9计算显示返回图1一2一10偏角法计算表格返回图1
17、一2一11数据输人结果返回图1一2一12计算结果表格返回图1一2一13支距法表格样式返回图1一2一14计算基本数据写人返回图1一2一15计算结果返回图1一2一16曲线要素计算返回图1 -2一17偏角法的计算结果返回图1一2一18支距法的计算结果返回任务三坐标计算学习情境一坐标计算专业知识学习情景二编写Excel坐标计算实践教学情景Excel工程应用二学习情境一坐标计算专业知识 如图1一3一1所示,交点JD的坐标为XJD YJD, 且已经测定(采用纸上定线可在地形图上量取),路线导线的坐标方位角A为区别于路线转角)和边长S按坐标反算求得。选定各圆曲线半径R和缓和曲线长度ls后,根据各桩的里程桩号
18、,按下述方法即可算出相应的坐标值X和Y。相邻两交点的坐标增量为两交点间距离为导线象限角下一页返回学习情境一坐标计算专业知识导线边方位角路线偏角下一页返回上一页学习情境一坐标计算专业知识一、HZ点(包括路线起点)至ZH点之间的中桩坐标计算 如图1一3一1所示,此段为直线,桩点的坐标按下式计算下一页返回上一页学习情境一坐标计算专业知识HZi-1点的坐标,由下式计算ZH点为直线的终点,除可按上式计算外,亦可按下式计算下一页返回上一页学习情境一坐标计算专业知识二. ZH点至HZ点之间的中桩坐标计算1. ZH-QZ的计算公式2. QZ-HZ的计算公式返回上一页学习情景二编写Excel坐标计算一、曲线要素
19、计算根据上面介绍的专业知识,根据如下流程进行Excel的计算1.编写计算表格如图1一3一2所示2.编写相应的计算公式(1)坐标增量计算在单元格FS中编写“=BS一B4;在单元格G5中编写“=CS一C4。选定5行F, G单元格,将鼠标移到右下角,使其变成“+”, 然后向下拉动下一页返回学习情景二编写Excel坐标计算(2)距离计算在单元格HS中编写 (3)象限角计算在单元格IS中编写“=ASIN(ABS(G5)/HS)”。(4)方位角计算在单元格JS中编写下一页返回上一页学习情景二编写Excel坐标计算(5)偏角计算在单元格KS中编写“=(J6一J5)”。(6)交点桩号在单元格LS中编写“=RO
20、UND(L4+H5,3)”。(7)参数计算内移值P:在单元格MS中编写切线增长U:在单元格NS中编写下一页返回上一页学习情景二编写Excel坐标计算(8)曲线要素计算切线长T:在单元格O5中编写曲线长L:在单元格P5中编写外距长E:在单元格V5中编写切曲差D:在单元格R5中编写下一页返回上一页学习情景二编写Excel坐标计算(9)曲线主点桩号计算直缓ZH:在单元格S5中编写缓圆HY:在单元格T5中编写曲中QZ:在单元格U5中编写圆缓YH:在单元格V5中编写缓直HZ:在单元格W5中编写下一页返回上一页学习情景二编写Excel坐标计算(10)交点桩号验证在单元格XS中编写“=ROUND( US+R
21、5/2 ,3)”编写结果如图1一3一3所示下一页返回上一页学习情景二编写Excel坐标计算二、直线坐标的计算(计算某交点两侧直线段的坐标)1.根据上述理论内容,编写如下计算表格如图1一3一4所示2.编写计算过程(1)已知条件(2)编写计算数据(曲线前)(3)编写计算数据(曲线后)编写后的结果如图1一3一5所示下一页返回上一页学习情景二编写Excel坐标计算三、曲线坐标计算1.编写表格 根据坐标转换法计算曲线坐标理论内容,编写如下计算表格,如图1一3 -7所示2.编写相应计算公式(1)已知条件(2)主点桩号(3)变量(4)曲线要素(用以查看相应计算结果)(5)参数C下一页返回上一页学习情景二编写
22、Excel坐标计算(6)直缓点ZH坐标(7)缓直点HZ坐标(8)方位角编写后的结果如图1一3一8所示3.计算过程中的编写计算结果如图1一3 -9所示返回上一页实践教学情景Excel工程应用二一、已知条件见表l一3一l二、计算曲线要素三、计算桩距为5 m的逐桩坐标四、参考计算结果1.曲线要素计算结果如图1一3一10所示2.直线坐标计算结果如图1一3一11所示下一页返回实践教学情景Excel工程应用二3.曲线坐标计算的参考结果如图1一3一12所示返回上一页表1一3一1已知工程数据返回图1一3一1中桩计算坐标系返回图1一3一1中桩计算坐标系返回图1一3一2计算曲线要素表格返回图1一3一3计算结果返回
23、图1一3一4直线段坐标的计算返回图1一3一7曲线坐标计算表格返回图1一3一5编写计算结果返回图1一3一8已知条件数据计算表返回图1一3一9曲线坐标计算结果返回图1一3一10曲线要素计算表返回图1一3一11直线坐标的计算结果返回图1一3一12曲线坐标的计算结果返回任务四高程的计算学习情景一高程计算的专业知识学习情景二Excel编写超高计算实践教学情景Excel工程应用三学习情景一高程计算的专业知识 一、竖曲线的测设 在路线纵坡变更处,为了行车平稳和视距要求,在竖直面内应以曲线衔接,这种曲线称为竖曲线。竖曲线有凸形和凹形两种,如图1一4一1所示 竖曲线一般采用二次抛物线,因为在一般情况下,相邻坡度
24、差都很小,而选用的竖曲线半径都很大,因此即使采用圆曲线等其他曲线,所得到的结果也与二次抛物线相同。 如图1一4一2所示,两相邻纵坡的坡度分别为i1和i1,竖曲线半径为R,则测设元素为 曲线长 L=R 由于竖曲线的转角很小,故可认为下一页返回学习情景一高程计算的专业知识于是有切线长因很小,tan /2= /2, 则有又因为很小,可以认为下一页返回上一页学习情景一高程计算的专业知识根据ACO与ACF相似,可得外距 同理,可导出竖曲线上任一点尸距切线的纵距(亦称高程改正值)计算公式为下一页返回上一页学习情景一高程计算的专业知识 二、超高的计算 为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力,将路面做成
25、外侧高内侧低的单向横坡形式,称为平曲线超高 为了便于施工,需要计算道路中线和内、外侧边线与设计标高之差,从而进行施下放样。 本次以不设中间带的公路、绕内边轴旋转计算为例,具体计算公式见表1 -4一1。返回上一页学习情景二Excel编写超高计算一、编制表格根据上述理论内容编写计算表格,如图1一4一3所示二、计算过程编写1. ZH起点超高过渡段2. HZ起点超高过渡段计算结果如图1一4一4所示根据以上计算表格,即可轻松计算出在曲线超高过渡段相应的高程返回实践教学情景Excel工程应用三一、已知条件见表1一4一2二、计算桩距为5 m的逐桩高程变化三、参考计算结果如图1一4一5所示返回表1 -4一1绕
26、内边轴旋转超高值计算公式返回下一页表1 -4一1绕内边轴旋转超高值计算公式返回上一页表1一4一2已知工程数据返回图1一4一1纵断图的组成返回图1一4一2竖曲线返回图1一4一3超高计算表格返回图1一4一4超高计算结果表返回图1一4一5超高计算表返回任务五试验数据的计算学习情景一压实度的检测学习情景二Excel编写压实度计算表格实践教学情景Excel工程应用四学习情景一压实度的检测 一、适用条件 灌沙法是国际上最通用的方法。因此,在现场检测过程中,基、垫层要求采用灌沙法 它的特点是可以测定各种土和各种路面材料的密度,而且得到的是整个碾压层的平均密度。 灌沙法有两种用法:一种是可以测定钻性土、细粒土
27、(含无机结合料稳定土)的密度,采用尺寸较小的一套仪器(直径为100 mm灌沙筒);另一种是可以测定细粒土、中粒土、粗粒土(含无机结合料稳定土)的密度,采用的是尺寸较大的一套仪器(直径为150200 mm的灌沙筒);两种仪器的试验步骤和方法完全相同,下面要介绍的是前一种测定方法,既适用于工地测定各种细粒土、沙砾土、级配砾石、水泥稳定土、石灰稳定土等的密度。 上述各种集料的最大粒径不得超过15 mm。测定结构的厚度为150200 mm。下一页返回学习情景一压实度的检测二、仪器设备1.灌沙筒如如图1一5一1所示2.金属标定罐 内径100 mm,高150mm和200mm的金属罐(可用铁板制作)各一个,
28、上端周围有一缺缘。 3.基板 一个350 mm,深40 mm的金属方盘(可用铁板制作),盘的中心有一个直径为100 mm的圆孔。下一页返回上一页学习情景一压实度的检测4.打洞及从洞中取料的合适工具如凿子、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等5.玻璃板边长约500 mm的正方形玻璃板。6.饭盒(存放挖出的试料)若干7.台称称量1015 kg,感量5g;8.工具测定含水量用的铝盒、感量0. 1g的天平、烘箱等下一页返回上一页学习情景一压实度的检测9.量沙 粒径0. 250. 5 mm(或0. 30. 6 mm ),清洁干燥的均匀沙(2040 kg),应该先将沙烘干,并放置足够的时间,使其与空气的湿度达到平
29、衡。三、仪器标定1.确定灌沙筒下部锥体内沙的质量2.确定量沙的密度s (g/cm3 )其步骤如下所述(1)用水确定标定罐的容积V(cm3)下一页返回上一页学习情景一压实度的检测 (2)在储沙筒中装入质量为m1的沙,将灌沙筒放在标定罐上,将开关打开,让沙流出(在整个流沙过程中,不要碰到灌沙筒)。直到储沙筒内的沙不再下流时,将开关关闭。拿下灌沙筒,称量筒内余沙的质量,精确至1g。(3)重复上述测量,至少三次,最后取其平均质量m3,精确至1g(4)由下式计算填满标定罐所需沙的质量ma(5)用下式计算沙的单位重s (g/cm3)下一页返回上一页学习情景一压实度的检测四、操作步骤(1)在试验地点,选取一
30、块约40cm x 40 cm的平坦表面, 并将其清扫干净。(2)将基板放在此平坦表面上。(3)取走基板,并将留在试验地点的量沙收回,重新将表面清扫干净(4)将基板放在清扫干净的表面上,沿基板中孔凿洞(洞的直径为100 mm)。(5)从挖出的全部材料中取出代表性的样品放人铝盒内,测定其含水量w下一页返回上一页学习情景一压实度的检测 (6)将基板放在试筒上,将灌沙筒放在基板中间(储沙筒内放满沙到恒重m1 ),使灌沙筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌沙筒的开关,让沙流入试洞内。在此期间,应注意不要碰动灌沙筒。直到储沙筒内的沙不再下流时,关闭开关,小心地取走灌沙筒,并称量筒内余沙的质量, m4 ,精
31、确至1g。 (7)如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大(一般碾压完的路基或路面结构属于这种情况),则不需要进行(2)(3)步的操作。在试洞挖好后,将灌沙筒直接对准在洞口上,中间不需要放置基板。打开筒的开关,让沙流入试洞内。在此期间,应注意不要碰动灌沙筒。直到储沙筒内的沙不再下流时,关闭开关。小心地取走灌沙筒,并称量筒内余沙的质量m4,准确至1g。下一页返回上一页学习情景一压实度的检测 (8)取出试筒内的量沙、过筛,以备下次试验时再用。若量沙的湿度已发生变化或量沙中混有杂质,则应重新烘干、过筛,并放置一段时间,使其与空气的湿度达到平衡后再用。 (9)如试洞中有较大孔隙,量沙可能进入孔隙时,则应按试洞
32、外形、松弛地放入一层柔软的纱布,然后再进行灌沙的工作。下一页返回上一页学习情景一压实度的检测五、结果整理1.用下式计算填满试洞所需的质量mb(g)(1)灌沙时,试洞上放有基板的情况(2)灌沙时,试洞上不放基板的情况下一页返回上一页学习情景一压实度的检测2.用下式计算试验地点或稳定土的湿密度 (g/cm3 )3.用下式计算土的干密度(g/ cm3)4.用下式计算施工压实度下一页返回上一页学习情景一压实度的检测六、报告与记录 (1)各种土或稳定土的干密度均应取到0. 01g/ cm3) (2)试验记录见表1一5一1七、操作注意事项 (1)灌沙筒内的量沙在重复使用时,应烘干,并处理一致,否则将影响量
33、沙的松方密度。若更换量沙,就必须重测其松方密度 (2)在进行标定罐容积标定时,罐外的水一定要擦干 (3)在挖坑时试坑周壁应笔直,避免出现上大下小或上小下大的情形,且不得使凿出的试样丢失,以免检测密度偏大或偏小。返回上一页学习情景二Excel编写压实度计算表格一、制作表格根据上述内容先编写制作计算表格,如图1一5一2所示二、编写表格1.填写数据 在该数据表格中,有些数据是不发生变化的,如距路槽地面深度、灌入试筒前筒内沙的质量,可以根据工程的实际情况填入,如图1一5一3所示。2.编写计算公式根据理论,编写相应的计算公式,编写后的表格,如图1一5 -4所示下一页返回学习情景二Excel编写压实度计算
34、表格 3.填写必要的实践检测过程中测得的数据 图中带框的数据即可得到相应的压实度检测计算结果,如图1 -5 -5所示。 4.拉动单元格 选中编写公式的单元格,然后将鼠标放在单元格的右下角,使其变成“+”光标,向右拉动,如图1一5一6所示。 5.完成计算 在表格中填写带框数据所在的相应的单元格,即可完成相应的计算,如图1一5一7所示。返回上一页实践教学情景Excel工程应用四一、已知表格见表1一5一1二、相关数据见表1一5一2三、参考计算结果如图1一5一8所示返回表1一5一1密度试验记录(灌沙法)返回表1一5一1密度试验记录(灌沙法)返回表1一5一2数据表返回图1一5一1标定罐、基板、灌沙筒返回
35、图1一5一2压实度的计算表格返回图1 -5一3将已知数据输人表格返回图1一5一4计算显示返回图1一5一5填写相关数据表格返回图1一5一6编写完表格返回图1一5一7填写完成后的数据表格返回图1一5一8压实度计算表返回任务一AutoCAD的基本应用学习情景一AutoCAD绘图基本知识学习情景二AutoCAD基本绘图应用实践教学情境AutoCAD工程应用一学习情景一AutoCAD绘图基本知识 一、高效绘图 更省力的绘图,更快速的修改是使用AutoCAD的两大原因。AutoCAD拥有一整套绘图和编辑工具,可以消除重复劳动,使绘图不再是一件费时的工作。对于手工绘图,可以使用的绘图工具包括铅笔、比例尺、圆
36、规、平行直尺、样规和橡皮。但用户必须手工完成重复的绘图和编辑工作。如图2一1一1所示下一页返回学习情景一AutoCAD绘图基本知识 二、修改图形 任何绘图项目包括修订工作。无论使用图纸还是使用AutoCAD,都需要以某种方式来修改图形。 在图纸上手工修改图形时,必须擦除并重画。而AutoCAD提供了各种编辑工具,消除了冗长枯燥的手工编辑。如果需要复制整个对象或对象的一部分,则无须进行重画。如果需要删除对象,只需要单击几下鼠标即可完成。如果出现错误,可以快速地放弃操作。一旦绘制了一个对象,就无须再重画它。可以通过镜像、旋转、缩放、拉伸、修剪和其他操作来修改现有对象。也可随时更改对象特性,例如线型
37、、线宽、颜色和图层。下一页返回上一页学习情景一AutoCAD绘图基本知识三、使用鼠标 大多数用户使用鼠标作为定点设备。通常,双键鼠标的左键为拾取键,用于在绘图区域中指定点或选择对象。使用鼠标右键,可以显示包含相关命令和选项的快捷菜单。根据移动光标位置的不同,显示的快捷菜单也不同。 滚轮鼠标是一种双键鼠标,两个键之间有一个小滚轮。旋转或按下这个滚轮可以快速缩放和平移图形。这里强烈建议使用滚轮鼠标 按住Shift键并右击时,将弹出“对象捕捉”菜单。对象捕捉通过将光标捕捉到对象的特征(例如,直线的端点或圆的圆心)使精度绘图更容易。 右击,将弹出快捷菜单。在对象、绘图区域、工具栏上右击或者在对话框、选
38、项板或窗口中右击,将弹出不同的快捷菜单。下一页返回上一页学习情景一AutoCAD绘图基本知识1.取消命令 在绘图区域中单击并移动鼠标。AutoCAD处于选择模式。按Esc键取消。2.启动命令(1)从菜单启动命令 工具栏中包含启动命令的按钮。将定点设备移到按钮上时,将出现一个工具栏提示显示该按钮的名称 固定工具栏、调整工具栏大小及浮动工具栏 固定工具栏附着在绘图区域的任意边上。(2)在命令行上启动命令 通过将AutoCAD命令输入命令窗口中的命令行,就可以启动AutoCAD命令,而无须使用工具栏或菜单。 此外,有些命令不管以何种方式启动,都必须在命令行完成下一页返回上一页学习情景一AutoCAD
39、绘图基本知识(3)指定命令选项 启动命令后,AutoCAD通常会在命令行中显示一组选项。例如,输入。circle命令后,命令行将显示下列提示。(4)使用动态提示 除了命令行中的提示以外,光标旁边还将显示一条类似提示,称为动态提示使用动态提示,用户可以关注当前的工作而不必查看命令行。要显示动态输入提示中的命令选项,可按下箭头键,然后单击菜单上的选项(5)放弃或重做命令 有时需要取消正在进行的命令或放弃某些工作。这两个标准工具栏按钮可以撤销图形中的错误操作。快捷命令见表2一1一1返回上一页学习情景二AutoCAD基本绘图应用一、图纸规范 1.图纸尺寸 首先要选定图纸的尺寸,在路桥工程上常用的图纸规
40、格基本为A3图幅,即420 mm 297 mm。 2.图框与图纸的四边间距 在工程制图中,图框范围就是绘图的范围。所以,决定图框的范围后,就要绘出图框如图2一1一2所示。 3.标题栏尺寸的规定 一张正式的工程图纸,总要有个地方可以用来记录这张图是由什么单位设计的、路线名称、图纸名称、设计、复核、审核,以及图号和设计日期等信息,这个地方就叫标题栏。交通部对路桥工程设计图进行了三种标题栏规定,而在公路设计中常用的标题栏如图2一1一3所示。下一页返回学习情景二AutoCAD基本绘图应用二、图框绘制步骤(1)进入AutoCAD2006,新建一个图像文件(2)按照下列命令绘制图框命令: rectang(
41、绘制矩形命令)命令: rectang(绘制矩形命令)命令:line(绘制直线命令)命令:LINE(绘制直线命令)命令:_offset(偏移命令)重复使用偏移命令绘制图命令:_mtext当前文字样式下一页返回上一页学习情景二AutoCAD基本绘图应用(3)经过多次文本输入完成图纸标签栏绘制。如图2一1一7所示(4)图纸右上角标绘制如图2一1一8所示返回上一页实践教学情境AutoCAD工程应用一一、练习AutoCAD的基本绘图命令及修改命令二、绘制工程图图框如图2一1一10所示返回表2一1一1快捷命令返回图 2一1一1 AutoCAD绘图空间返回图2一1一2 图框边距返回图2一1一3工程图标题栏尺
42、寸表返回图2一1一7完成标题栏返回图2一1一8完成标签栏返回图 2一1一10工程图图框返回任务二平面图的绘制学习情景一相关的专业知识学习情景二平面图的绘制过程实践教学情景AutoCAD工程应用二学习情景一相关的专业知识 一、概述 道路是一个三维空间实体,路线是指道路中线的空间位置,路线在水平面上的投影称为路线的平面。路线中线的平面位置,是考虑社会经济、自然条件和技术条件等因素以后,经过平、纵、横综合考虑,反复修正才确定下来的,沿中线的标志进行高程测量和横断面测量,取得地面线和地质、水文及其他必要资料后再设计纵断面和横断面。 道路平面设计,是根据汽车行驶的力学性质和行驶轨迹要求,合理地确定各线形
43、要素的几何参数,保持线形的连续性和均衡性,避免长直线,并注意使线形与地形、地物环境和景观等相协调。下一页返回学习情景一相关的专业知识 二、道路平面设计图 路线平面设计图是公路设计文件的主要内容之一,它综合反映了路线的平面位置、线形和几何尺寸,还反映出沿线人工构造物和重要工程设施的布置及公路与周边环境地形、地物和行政区划的关系。 路线平面图中应示出:沿线的地形、地物、路线位置及里程桩号、断链、平曲线主要桩位与其他交通路线的关系以及县以上境地界等;标注水准点、导线点及坐标网格或指北图式;示出特大桥、大中桥、隧道、路线交叉位置等;列出平曲线要素和交点坐标表等,比例尺一般为1: 2 0001: 5 0
44、00下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识 二、低等级公路路线平面图的绘制 低等级公路路线平面图在外业测设过程中采用中桩描述,即在外业过程中,根据已经测定的公路中线的位置进行简单描述,即描述相应的地形、地质、水文和地物等资料,根据在外业中测得的中桩数据进行中线的绘制,并根据相应的描述绘制相应的地形和地物。返回上一页学习情景二平面图的绘制过程一、设计线资料见表2一2一1。二、地质情况在k0 + 300前为旱田;k0 + 300以后为水田三、地物情况在k0 + 220处路左10 m处有一50 m2的房屋下一页返回学习情景二平面图的绘制过程 四、平面图的绘制过程 1.调出原来绘制的图框 如图2一2
45、一1和图2 -2 -2所示 单击“文件”菜单,选择“打开”命令,弹出如下对话框,从中查找上次绘制的图框文件,然后单击“打开”按钮 2.在已经绘制好的图框中绘制导线 如图2一2一3所示 (1)命令:_line (2)命令:rotate (3)命令:ROTATE 如图2一2一4所示 3.绘制设计线 如图2一2一5和图2 -2一6所示下一页返回上一页学习情景二平面图的绘制过程4.绘制图例图例只在第一张平面图体现,其他平面图不用体现。如图2一2一11所示5.绘制曲线要素表如图2一2一12所示根据AutoCAD2006中的表格直接进行绘制,此处不作详解。6.移表 将图例和曲线要素表移动至平面图中即可,同
46、时可将图例和曲线要素表进行存盘或直接与图框存入同一文件中,以方便以后使用。如图2 -2一13所示返回上一页实践教学情景AutoCAD工程应用二一、根据所给定的资料绘制平面图1.路线设计资料见表2一2一22.地质情况 在k0 + 200前为旱田;k0+ 300以后为水田3.地物情况 在k0 + 220处路左10 m处有一150 m2的房屋在k0 + 350处路右15 m处有一100 m2的房屋。下一页返回实践教学情景AutoCAD工程应用二 二、绘制时注意的情况 根据资料描述情况,房屋的大小和路线的转向情况应与实际统一。在计算导线长度的时候,不能直接用JD桩号差值计算,应该采用两个曲线间直线段的
47、长度与两个曲线的切线长之和进行计算,同时注意按照1: 2 000的比例进行绘制。返回上一页表2-2-1路线中线设计资料表返回表2 -2 -2路线中线设计资料表返回图2一2一1打开图框文件返回图2一2一2打开图框文件返回图2一2一3绘制导线返回图2一2一4旋转导线返回图2一2一5绘制切线导线返回图2一2一6绘制设计线返回图2一2一11平面图图例返回图2一2一12曲线要索返回图2一2一13平面图返回任务三纵断面的绘制学习情景一相关的专业知识学习情景二纵断面绘制实践教学情景AutoCAD工程应用三学习情景一相关的专业知识 一、纵断面概述 沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断面,在道路纵断面上有两
48、条主要的线,一条是地面线,它是根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的曲线,反映了沿中线地面的起伏变化情况;另一条是设计线,它是设计人员在技术上、经济上以及美学上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的几何线,反映了路线的起伏变化情况。纵断面图是沿中线方向绘制的反映地面起伏和纵坡设计的线状图,它表示各路段纵坡的大小和中线位置的填挖尺寸,是道路设计和施工中的重要文件资料。下一页返回学习情景一相关的专业知识 二、纵断面的绘制 路线纵断面可以堪称由两部分组成:一部分是图的上半部;另一部分是图的下半部。上半部主要用来绘制地面线和纵坡设计线,下半部主要用来填写有关数据;自下而上分别是里程及桩号;超高;直
49、线与平曲线;坡度/坡长;设计标高;地面标高;填挖高度值;土壤地质说明等内容。 此外,在纵断面图上相应地将下列内容在适当的位置绘制出来。 竖曲线位置及其要素;沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型及孔径;与公路、铁路交叉的桩号及路名;沿线跨越的河流名称、位置、现有水平及最高洪水位;水准点位置、编号和高程;断链桩位置、桩号及长断链关系等。公路纵断面详见图2一3一1。下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识三、纵断面图的绘制说明(1)按照选定的里程比例尺和高程比例尺打格制表,填写里程、超高、直线与曲线、土壤地质说明等资料,所占高度为分别为15 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 10 m
50、m, 10 mm,10 mm和10 mm,左侧留30 mm用以标注里程桩号等内容,右侧留有350mm,根据1: 2 000的比例正好是700 m。高程标注1mm宽,左右错位填充。 (2)绘出地面线。首先选定纵坐标的起始高程,使绘出的地面线位于图上的适当位置一般以10 m整倍数的高程定在5 cm方格的粗线上,便于绘图和阅图。然后根据中桩的里程和高程,在图上按纵、横比例尺依次点各中桩的地面位置,再用直线将相邻点一个个连接起来,就得到了地面线。在高差变化较大的地区,如果纵向受到图幅限制时,可在适当地段变更图上高程的起算位置,此时地面线将构成台阶形式。下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识 (3)根
51、据纵坡设计计算设计高程。当路线的纵坡确定之后,即可根据设计纵坡和两点间的水平距离,由一点的高程计算另一点的设计高程。 (4)计算各桩的填挖尺寸。同一桩号的设计高程与地面高程之差,即为该桩号的填土高度(正号)或挖土深度(负号)。在图上填土高度应写在相应点纵坡设计线之上,挖土深度则相反。也有在图中专列一栏注明填挖尺寸的。 (5)在图上注记有关资料,如水准点、桥涵、竖曲线等。下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识 四、竖曲线的测设 在路线纵坡变更处,为了行车平稳和视距的要求,在竖直面内应以曲线衔接,这种曲线称为竖曲线。竖曲线有凸形和凹形两种,如图2一3 -2所示。 竖曲线一般采用二次抛物线,这是因
52、为在一般情况下,相邻坡度差都很小,而选用的竖曲线半径都很大,因此即使采用圆曲线等其他曲线,所得到的结果也与二次抛物线相同。 如图2一3一3所示,两相邻纵坡的坡度分别为i.和i2,竖曲线半径为R,则测设元素为 曲线长 由于竖曲线的转角很小,故可认为下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识于是有切线长为因很小,tan /2= /2则有又因为很小,可以认为下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识 根据ACO与ACF相似,可以列出 所以外距为 同理,可导出竖曲线上任一点P距切线的纵距(亦称高程改正值)的计算公式为返回上一页学习情景二纵断面绘制一、绘制资料 (1)在中桩高程测设过程中得到如下表2一3一2
53、的资料 (2)在设计过程中,变坡点位置在K0+ 000,高程238. 28 , K0 + 420,变坡点高程240. 35 , K0 +700,高程238. 56,竖曲线半径7 500 m (3)平面图形为直线 二、纵断面图的绘制 1.调出原来绘制的图框 单击“文件”菜单,选择“打开”命令,弹出如下对话框,从中查找上次绘制的图框文件,然后单击“打开”按钮。如图2一3 -4和图2一3一5所示。下一页返回学习情景二纵断面绘制2.绘制下半部 在已经绘制好的图框中绘制纵断面图的下半部。如图2一3一6所示3.将地面高程转换为图中坐标见表2一3一3 采用line命令,输入x, y坐标即可得到地面线 绘制后
54、如图2一3一12所示4.计算 根据已知条件将边坡点换算为图中坐标,并计算出相应的设计高和填挖高,然后在图中绘出。根据本图实际情况,计算结果见表2一3 -4和表2一3一5,绘制结果如图2一3一13所示返回上一页实践教学情景AutoCAD工程应用三 一、绘图设计 根据表2一3一6纵断面高程数据绘制相应纵断面图,并根据地面线情况进行纵断曲设计。二、完成纵断面设计图 如图2一3一14所示返回表2一3一2地面高程返回表2一3一3数据计算表返回下一页表2一3一3数据计算表返回上一页表2一3 -4设计线控制点返回表2一3一5计算数据返回表2一3一6地面高程返回下一页表2一3一6地面高程返回上一页图2一3一1
55、路线纵断面图返回图2一3一2纵断图的组成返回图2一3一3竖曲线返回图2一3一4打开文件返回图2一3一5调用图框返回图2一3一6绘制下部组成返回图2一3一12地面线返回图2一3一13纵断面设计图返回图2一3一14纵断面图返回任务四路面结构图的绘制学习情景一相关的专业知识学习情景二路面结构图绘制实践教学情景AutoCAD工程应用四学习情景一相关的专业知识 一、路面设计原则 根据项目使用功能及沿线气候、水文、土质等自然条件,同时结合已建公路的成功路面设计经验和国内路面设计新理念的综合进行路面结构设计,遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资等原则,对路面设计方案进行技术经济比较,确定技术
56、先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。下一页返回学习情景一相关的专业知识 二、设计依据 遵照公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002 ) ,公路路面基层施工技术规范(JTJ 034-2000 ) ,公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)及其他有关规范和规定进行设计。遵照公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003 ) ,公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)、公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程(JTJ 037.1-2000) ,公路路面基层施工技术规范( JTJ 034-2000 ),公路路基施工技术规范(
57、JTG F10-2006)及其他有关规范和规定进行施工。下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识三、路面结构层混合料的组成及技术要求1.沥青混凝土路面 沥青混凝土面层采用中粒式沥青混凝土(AG一16),沥青用油为石油沥青A一1002.石灰粉煤灰稳定碎石基层 石灰粉煤灰稳定碎石的集料公称最大粒径宜为26. 5。小于0. 075 mm的细粒含量不得大于7%;小于4. 75的颗粒含量不宜大于50%。根据试验结果,本设计推荐的石灰粉煤灰稳定碎石配合比为水泥:石灰:粉煤灰:山砂:碎石=1: 6: 14: 16: 643.石灰土垫层石灰土中石灰含量为12%,压实标准按重型击实试验标准达到96%下一页返回上
58、一页学习情景一相关的专业知识四、路面施工前路床顶面验收标准 1.压实度 路床压实度检验方法采用密度法,路床压实度以1一3 km长的路段为检验评定单元,每200 m检测4处的抽样频率进行,求算出每一点的压实度,细粒土现场压实度检查可以采用灌沙法或环刀法;粗粒土压实度检查可以采用灌沙法、水袋法或钻孔取样蜡封法。应用核子密度仪时,必须对比试验来检验,确定其可靠性。检测评定的压实度代表值不小于96。 2.弯沉值 弯沉值采用贝克曼梁或自动弯沉仪测量。每一双车道评定路段(不超过1 km)检查80100个点,求出弯沉代表值。弯沉代表值不大于设计要求弯沉值的38. 6。下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识
59、 3.纵断高程 纵断高程测量采用水准仪法,以13 km长的路段为检验评定单元,每200 m测量4个断面的频率以此进行检测。求出算术平均值作为代表纵断高程,且代表纵断高程与设计纵断高程的差值应在一15+10 mm,4.中线偏位 中线偏位测量采用经纬仪法,以13 km长的路段为检验评定单元,每200 m测量4个点的频率以此进行检测,在弯道处要检测HY和YH两点。求出中线偏位,且中线偏位值应小于50mm下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识 5.宽度 路床顶面宽度测量采用米尺,以13 km长的路段为检验评定单元,每200 m测量4处的频率以此进行检测,测量结果(路基的宽度)应符合设计要求。 6.平
60、整度 平整度用3 m直尺检测,测量时将3 m直尺摆在测试地点的路床顶面上,目测3 m直尺底面与路床顶面之间的间隙情况,确定间隙最大的位置,用有高度标线的塞尺塞进最大间隙处,量计其最大间隙的高度(mm ),精确至0. 2 mm,每一处连续检测10尺(1尺=0. 33m ),量测出10个最大间隙。计算出平均值,且平整度值应小于15 mm。 下一页返回上一页学习情景一相关的专业知识7.横坡 横坡测量采用水准仪法,以13 km长的路段为检验评定单元,每200 m测量4个断面的频率以此进行检测。求出算术平均值作为横坡值,且横坡值与设计横坡值的差值应在一0. 3%0. 3%五、施工方法及注意事项 (1)路
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