路基横断面

路基工程属于线性的三维构筑物,其三维立体形状和尺寸可以通过各里程桩号的路基横断面来描述。设计需要针对具体路基工程,采用不同方式和视角来表达路基横断面。如在公路路基工程中,主要是用标准路基横断面、各桩号的路基横断面设计图、超高渐变图、路基设计表等方式表达路基横断面;而在互通立交匝道工程中,路基路基通常是用标高数据图来描述其杂多样的路面三维变化情况;铁路路基则实通过标准路基横断面及各个设计横断面图来表达路基横断面。所有路基横断面可能负载上相应的挡墙、边坡、护坡、水沟、路面结构层或其它结构信息。

在路基施工过程中,通常需要实现诸如路基横断面三维坐标正、反算、路基横断面带帽等路基三维数据处理,需要建立合适的路基横断面模型。可以从三个视角建立路基横断面模型:

实际工程中,需要针对具体的工程类型和施工目标,创建合适的路基横断面模型。

横断面设计

横断面设计是采用参数化方法创建路基横断面模型的工具,通过给定线路中线左、右两侧的路面和边坡变化规律的参数来描述路基路面及边坡的三维变化规律。

横断面设计1

创建

  • 点击软件“测量计算”页面上“横断面”面板上的“横断面设计”按钮

    横断面设计2

  • 在弹出的“参数化路基横断面设计”对话框中,录入路段的左、右设计线参数,中桩点距离纵断面线的高差等模型数据

    横断面设计3

  • 点击“确定”按钮,然后再图形页面上选择放置位置,完成创建操作

    横断面设计4

应用

横断面设计可以进行以下应用

提示

  1. 横断面戴帽功能请查看横断面实测数据库
  2. 创建的“单一横断面”对象的更多应用请查看单一横断面
  • 批量创建单一横断面

    双击“横断面设计表”对象,在弹出的对话框中录入“起始桩号”、“终止桩号”、“桩间距”参数,点击“横断面创建”按钮,软件将在新页面中按桩间距创建“单一横断面”对象

    提示

    如果勾选“按表格内桩号计算”选项,则会使用左设计线与右设计线中的所有录入的桩号进行创建

    横断面设计5横断面设计6

  • 标高数据图

    双击“横断面设计表”对象,在弹出的对话框中录入“起始桩号”、“终止桩号”、“桩间距”参数,点击“标高数据图”按钮,软件将在新页面中创建标高数据图

    提示

    如果勾选“按表格内桩号计算”选项,则会使用左设计线与右设计线中的所有录入的桩号进行标记

    横断面设计7横断面设计8

    横断面设计15横断面设计16

    提示

    默认情况标高数据图的字体高度是按像素控制的,及缩放图形,不影响字体显示。

    如果需要指定字体高度,可以选中标高数据图对象,点击基本图形中的几何按钮,在几何属性对话框中进行字体高度设置 横断面设计9

  • 三维坐标计算

    双击“横断面设计表”对象,在弹出的对话框中录入“起始桩号”、“终止桩号”、“桩间距”参数,点击“三维坐标计算”按钮,软件自动生成三维坐标计算表

    提示

    如果勾选“按表格内桩号计算”选项,则会使用左设计线与右设计线中的所有录入的桩号进行计算

    横断面设计10横断面设计11

  • 输出 AutoCAD 三维

    双击“横断面设计表”对象,在弹出的对话框中录入“起始桩号”、“终止桩号”、“桩间距”参数,点击“三维坐标计算”按钮,软件在 AutoCAD 中生成横断面的三维轮廓线

    提示

    如果勾选“按表格内桩号计算”选项,则会使用左设计线与右设计线中的所有录入的桩号进行输出

    横断面设计12横断面设计13
    横断面设计14

连续横断面

所谓连续横断面模型是指具有一个里程区间的路基横断面模型。连续路基横断面的模型信息包括:

  • 路基横断面里程桩号范围:指定横断面所在中桩里程桩号范围;
  • 设计轮廓线:可以是包含挡墙、边坡、护坡、水沟、路面结构层或其它结构信息的任意几何形状的路基横断面;
  • 基点及基点距离纵断面设计线的高

连续横断面1

创建连续横断面

目前当前“连续横断面”只能使用转化法进行创建

  • 绘制或从 AutoCAD 导入路基横断面的几何形状,并组合成一个整体

    连续横断面2

  • 选中几何形状,点击软件“测量计算”页面上“横断面”面板上的“连续横断面”按钮,完成转化操作

    连续横断面3

    连续横断面4

  • 基点定义

    连续路基横断面模型创建后,会出现基点位置不正确的现象,因此需要对路基横断面基点进行修改,以得到正确的基点位置

    • 用指示线修改基点位置

      • 绘制一条指示线,其起点捕捉在路基横断面模型的目标基点位置

        连续横断面5

      • 双击“路基横断面”对象,弹出的对话框上,点击“基准点定义修改”组合框中的“基准点定义”按钮,即可将指示线的起点转化为路基横断面模型的基点

        连续横断面6连续横断面7

    • 对当前基点进行平移

      双击“路基横断面”对象,弹出的对话框上,录入需要移动的水平及竖向距离,然后点击“基准点平移”按钮,完成操作

      提示

      水平(X 轴):向左移动为负值,向右移动为正值

      竖向(Y 轴):向下移动为负值,向上移动为正值

      连续横断面8

      连续横断面9

  • 属性参数修改

    双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上,可以修改起始里程、终止里程、纵断面高差、字体大小、是否显示设计线坡度坡率等参数,点击“确定”按钮,完成操作

    连续横断面10

  • 计算点定义与管理

    双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“三维坐标计算”页面,可以进行计算点的定义、显示设置与管理

    连续横断面11

    提示

    • “指示线点定义”按钮:将清空现有的计算点,并添加使用指示线标记的计算点
    • “指示线点追加”按钮:将不清空现有的计算点,直接在后面追加使用指示线标记的计算点
    • “设计线点追加”按钮:将设计线的端点追加到计算点列表中
    • “计算点清空”按钮:清空现有的计算点列表
    • “按点名排序”按钮:按计算点的名称重新排序

    连续横断面12

连续横断面应用

三维坐标计算

定义好基准点、起始里程、终止里程、距纵断面高差、以及计算点后,我们可以进行计算点三维坐标计算

双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“三维坐标计算”页面,可以进行当前断面、框选断面以及页面所有断面的三维坐标计算

连续横断面13

提示

计算范围:

  • 当前断面:只计算当前激活的断面
  • 框选断面:计算矩形框内部的所有断面
  • 页面所有断面:计算当前图形页面上的所有断面

Excel三维坐标表

连续横断面14

输出AutoCAD三维

连续横断面15

创建单一横断面

双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“三维坐标计算”页面,录入需要创建横断面的桩号,点击“按指定桩号创建单一横断面”按钮,然后图形页面选择放置位置,完成操作

连续横断面16连续横断面17

单一横断面

单一路基横断面是控制路基工程横截面形状和施工质量的主要依据,现场在路基施工中的放样等工作也主要是以设计资料给定的单一路基横断面为主要的依据,通过一个个离散的横断面来保证整个路基工程纵向线性和横向形状的正确性。

对于一段路基而言,可以将其看成是一组给定桩号且离散了的路基横断面构成,通过分别对各离散的路基横断面进行数据处理来实现对全段路基的处理。要对某一给定桩号的路基横断面进行数据处理,首先需要建立该桩号的路基横断面模型,某一桩号的路基横断面模型简称为单一路基横断面模型。

单一路基横断面模型信息主要包括以下内容:

  • 横断面里程桩号:指定横断面所在中桩里程桩号;

  • 设计轮廓线:包含路面结构层、边坡、挡墙、护坡、水沟或其它结构形式的轮廓线。在设计给定的路基横断面设计图中,均体现有完整的设计轮廓线;对于公路路基横断面,其设计轮廓线还体现了路基横断面的超高加宽信息;当设计没有明确给定桩号的路基横断面时,需要根据路基横断面的设计信息推算出相应的路基横断面设计线,其中包括路基横断面的超高加宽信息的处理。

  • 地面线:用一条转折线来描述路基横断面的原始地面线,可以有一条或多条地面线;地面线在路基横断面模型中是一种可选信息,当有地面线时,可以实现路基横断面的挖、填方面积计算及地面线与路基设计线交点(简称坡口点)的三维坐标的计算。如果,只是为了计算断面的三维坐标,也可以将地面线看成设计轮廓线处理,此时不能进行路基横断面地面线带帽工作。

  • 基点及基点距离纵断面设计线的高差

    基点为路基横断面上线路中线位置某一定位点,基点可以与路基横断面桩号处的设计纵断面设计线高程 Hz 相差某一数值 DH,见下图,因此基点的高程 HO=HZ-DH。当 DH 为 0 时,表明基点高程等于路基横断面桩号处纵断面设计线高程

提示

  1. 横断面设计表与连续横断面最终都可以离散为一系列的单一横断面
  2. 单一横断面同样是横断面实测数距戴帽后的结果

单一横断面1

创建单一横断面

目前当前“单一横断面”只能使用转化法进行创建

  • 绘制或从 AutoCAD 导入路基横断面的几何形状,并组合成一个整体

    单一横断面2

  • 选中几何形状,点击软件“测量计算”页面上“横断面”面板上的“单一横断面”按钮,完成转化操作

    单一横断面3

    单一横断面4

  • 基点定义

    单一路基横断面模型创建后,会出现基点位置不正确的现象,因此需要对路基横断面基点进行修改,以得到正确的基点位置

    • 用指示线修改基点位置

      • 绘制一条指示线,其起点捕捉在路基横断面模型的目标基点位置

        单一横断面5

      • 双击“路基横断面”对象,弹出的对话框上,点击“基准点定义修改”组合框中的“基准点定义”按钮,即可将指示线的起点转化为路基横断面模型的基点

        单一横断面6单一横断面7

    • 对当前基点进行平移

      双击“路基横断面”对象,弹出的对话框上,录入需要移动的水平及竖向距离,然后点击“基准点平移”按钮,完成操作

      提示

      水平(X 轴):向左移动为负值,向右移动为正值

      竖向(Y 轴):向下移动为负值,向上移动为正值

      单一横断面8

      单一横断面9

  • 属性参数修改

    双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上,可以修改里程、纵断面高差、字体大小、是否显示设计线坡度坡率等参数,点击“确定”按钮,完成操作

    单一横断面10

  • 计算点定义与管理

    双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“三维坐标计算”页面,可以进行计算点的定义、显示设置与管理

    单一横断面11

    提示

    • “指示线点定义”按钮:将清空现有的计算点,并添加使用指示线标记的计算点
    • “指示线点追加”按钮:将不清空现有的计算点,直接在后面追加使用指示线标记的计算点
    • “设计线点追加”按钮:将设计线的端点追加到计算点列表中
    • “地面线点追加”按钮:将地面线的端点追加到计算点列表中
    • “计算点清空”按钮:清空现有的计算点列表
    • “按点名排序”按钮:按计算点的名称重新排序

    单一横断面12单一横断面13单一横断面14

单一横断面应用

三维坐标计算

定义好基准点、里程、距纵断面高差以及计算点后,我们可以进行计算点三维坐标计算

双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“三维坐标计算”页面,可以进行当前断面、框选断面以及页面所有断面的三维坐标计算

单一横断面15

提示

计算范围:

  • 当前断面:只计算当前激活的断面
  • 框选断面:计算矩形框内部的所有断面
  • 页面所有断面:计算当前图形页面上的所有断面

单一横断面16

单一横断面17

单一横断面18

地面线与施工线处理

双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“地面线及施工线”页面,可以进行地面线的定义与管理,以及土石方量的计算

提示

地面线可以通过绘制转折线进行定义,也可以由三维坐标数据或平距高差数据进行计算得到

地面线可以有多条,每一条均有名称属性,可以用于分层线或分期填筑线的计算

单一横断面19

地面线数据

单一横断面20

定义后显示

单一横断面21

点击“土石方量计算表”按钮,将自动生成填挖方量以及左右坡口点坐标数据表

单一横断面22

土石方量计算

双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“土石方量计算”页面,可以进行多个断面进行数据汇总分析、清表数量计算、分期施工计量等操作

单一横断面23单一横断面24单一横断面25单一横断面26

断面图排列与输出

双击“路基横断面”对象,在弹出的对话框上的“断面图排列及输出”页面,可以进行多个断面的排列与分页输出

单一横断面27单一横断面28单一横断面29

横断面批量戴帽

将路基横断面地面线数据上加载上路基横断面设计线,这种工作称为路基横断面带帽。

软件实现路基横断面带帽的前提条件是:

  • 在系统建立了断链表、线路中线、纵断面模型;
  • 在系统中建立了一段路基的横断面模型,可以是单一横断面模型、连续横断面模型或参数化横断面模型,也可以是这些模型的混合形式。

创建横断面实测数据库

  • 点击软件“测量计算”页面上“横断面”面板上的“横断断面实测数据”按钮

    横断面批量戴帽1

  • 在弹出的对话框中,根据数据格式录入或从Excel导入数据

    横断面批量戴帽2

    横断面批量戴帽3

  • 点击“确定”按钮,然后在图形页面上选择放置位置,完成操作 横断面批量戴帽4

平面展点

横断面实测数据库建立后,点击“平面展点”即可在新建页面中将所测点位坐标展现出来,根据测点与线路中线的位置关系剔除坏点

横断面批量戴帽5横断面批量戴帽6横断面批量戴帽7

批量戴帽

双击“横断面实测数据”对象,在弹出的对话框上选择戴帽的横断面模型所在页面,并设置戴帽限制,包括同一断面限差、桩号规整幅度、地面线延伸方式、坡口外保留地面线长度值等,点击“横断面戴帽”按钮,软件将在新页面创建戴帽后单一横断面

提示

后续可以进行断面出图、土石方量计算、分期计量等应用,参照单一横断面应用

横断面批量戴帽8横断面批量戴帽9横断面批量戴帽10

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贡献者: wxc