淺析用緯地軟件進(jìn)行停車區(qū)匝道設(shè)計(jì)

邢燕羽

摘要：文章介紹了使用緯地道路設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行停車區(qū)匝道設(shè)計(jì)的具體過程。

概述：隨著公路事業(yè)的迅猛發(fā)展，加之近年來國(guó)家大力開發(fā)高等級(jí)公路建設(shè)，使現(xiàn)階段成為公路工程建設(shè)的黃金時(shí)期。在設(shè)計(jì)方面，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)由于計(jì)算速度快、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)成為公路設(shè)計(jì)的重要幫手，應(yīng)用范圍越來越廣泛。緯地三維道路設(shè)計(jì)系統(tǒng)是新開發(fā)的公路設(shè)計(jì)軟件，其在公路匝道卵形曲線的開創(chuàng)性設(shè)計(jì)方法，給使用者帶來了更大的便利。本文我們將結(jié)合高等級(jí)公路停車區(qū)匝道的設(shè)計(jì)過程介紹使用緯地軟件的便利性。

關(guān)鍵詞：緯地；匝道；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U412.35+2.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

國(guó)道303線通遼至鳳凰嶺段一級(jí)公路是內(nèi)蒙古自治區(qū)“三橫、九縱、十二出口”規(guī)劃的重要組成部分，是連接?xùn)|北地區(qū)和華北地區(qū)的一條重要干線，也是通遼市最重要的對(duì)外通道和經(jīng)濟(jì)主干線K631+620處，停車區(qū)在主線左右兩側(cè)設(shè)置，出入停車區(qū)的匝道線位、標(biāo)高根據(jù)交通工程停車區(qū)平面布置圖設(shè)計(jì)實(shí)施。下面以該停車區(qū)匝道為例來闡述這種設(shè)計(jì)方法的具體過程。

匝道設(shè)計(jì)與主線密不可分，所以匝道所涉及的主線段內(nèi)相應(yīng)的緯地?cái)?shù)據(jù)需要事先準(zhǔn)備好，并形成緯地項(xiàng)目文件。在著手進(jìn)行設(shè)計(jì)工作之前，我們還需要對(duì)所要設(shè)計(jì)的匝道有一個(gè)整體了解，例如其所處的主線線型、主線縱斷、超高；匝道的位置、加減速車道的長(zhǎng)度等，這對(duì)我們接下來的匝道線位布設(shè)及縱斷設(shè)計(jì)至關(guān)重要。匝道設(shè)計(jì)是一整套完整的公路設(shè)計(jì)，如果在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)問題，之前的工作都要調(diào)整。

一、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：

1.1、公路等級(jí)：一級(jí)公路

1.2、設(shè)計(jì)行車速度：100km/h（主線）

40km/h（匝道）

1.3、路基寬度：26.0m（主線）

10.5m（匝道）

1.4、平縱面技術(shù)指標(biāo)：

主線：最小半徑：9999m 最大縱坡：0.063%

匝道：最小半徑：150m最大縱坡：6.156%

二、設(shè)計(jì)步驟

2.1、外業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入。新建項(xiàng)目后，先將外業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件輸入。在工具欄工具按鈕中點(diǎn)選數(shù)據(jù)→縱斷數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)→橫斷數(shù)據(jù)輸入分別輸入橫縱斷面地面線數(shù)據(jù)，也可將原始數(shù)據(jù)編輯成文本文件然后利用程序自帶的“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”功能轉(zhuǎn)換成緯地可識(shí)別的數(shù)據(jù)文件。

2.2、平面線形設(shè)計(jì)。點(diǎn)選設(shè)計(jì)→立交平面設(shè)計(jì)。在這里我們要用到緯地軟件一個(gè)獨(dú)創(chuàng)性道路設(shè)計(jì)方法—曲線要素法。不同于傳統(tǒng)的交點(diǎn)轉(zhuǎn)角法，用這種方法可以很方便的設(shè)計(jì)出卵形曲線。而卵形曲線是各種匝道設(shè)計(jì)的最基本線形，這也是筆者建議大家在進(jìn)行匝道設(shè)計(jì)時(shí)盡量應(yīng)用緯地軟件的最重要原因。根據(jù)路線設(shè)計(jì)規(guī)范，我們將匝道平面半徑設(shè)為150米，緩和曲線長(zhǎng)度50米，匝道設(shè)計(jì)線位于行車道中心線，起點(diǎn)距主線偏移11.5米，變速車道漸變率為1/22.5，此時(shí)加速車道長(zhǎng)度為135.123米。此時(shí)形成*.pm文件。

2.3、縱斷面設(shè)計(jì)。平面線形確定后進(jìn)行匝道縱斷面設(shè)計(jì)，點(diǎn)選設(shè)計(jì)→縱斷面設(shè)計(jì)，這里建議大家把主線高程數(shù)據(jù)圖輸出，在數(shù)據(jù)圖上查出相應(yīng)坐標(biāo)處對(duì)應(yīng)的匝道設(shè)計(jì)高，再結(jié)合匝道終點(diǎn)處停車區(qū)場(chǎng)地（如果有要求的話），算出匝道的縱斷控制點(diǎn)，然后按照規(guī)范添加豎曲線半徑，即可得出完整縱斷設(shè)計(jì)文件*.zdm。

2.4、運(yùn)行設(shè)計(jì)向?qū)?。?jù)圖步驟是項(xiàng)目→設(shè)計(jì)向?qū)?。在這里我們只需按照緯地程序提供的流程將匝道的參數(shù)一一輸入，并點(diǎn)擊“下一步”，程序即可自動(dòng)計(jì)算并生成項(xiàng)目所需的數(shù)據(jù)文件，包括：超高設(shè)置文件*.sup；路幅寬度文件*.wid；設(shè)計(jì)參數(shù)控制文件*.ctr；樁號(hào)序列文件*.sta。并且在設(shè)計(jì)向?qū)У倪\(yùn)行過程中，程序還可以自動(dòng)檢查所輸入的參數(shù)是否合理、是否符合規(guī)范等，這樣一來大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，提高了設(shè)計(jì)效率和計(jì)算準(zhǔn)確性。其實(shí)這一步應(yīng)該放在第一步就進(jìn)行，也就是說在外業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入之后，平面線形設(shè)計(jì)之前運(yùn)行設(shè)計(jì)向?qū)?。但筆者在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)這一步放在這里更方便。在平面和縱斷面確定之后，我們會(huì)對(duì)路幅寬度和超高設(shè)置等有一個(gè)更清晰的規(guī)劃，這樣如果程序自動(dòng)計(jì)算生成的參數(shù)不符合我們最開始的設(shè)想，我們可以及時(shí)調(diào)整以節(jié)省工作量，并能更直接的管理數(shù)據(jù)。

2.5、路基設(shè)計(jì)計(jì)算。點(diǎn)選設(shè)計(jì)→路基設(shè)計(jì)計(jì)算，搜索全線后計(jì)算，并保存路基設(shè)計(jì)中間數(shù)據(jù)文件*.lj。程序按照路基寬度和樁號(hào)自動(dòng)計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)高，并可形成路基表。

2.6、橫斷面設(shè)計(jì)繪圖。點(diǎn)選設(shè)計(jì)→橫斷設(shè)計(jì)繪圖，將繪圖范圍設(shè)置為全線（也可根據(jù)需要只設(shè)置局部段落），生成土方數(shù)據(jù)文件*.tf并保存，點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)繪圖”即可繪制路基橫斷面圖。

經(jīng)過前面六個(gè)步驟，即可形成一個(gè)完整的匝道設(shè)計(jì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)文件*.Prj，此時(shí)別忘記保存項(xiàng)目（點(diǎn)選項(xiàng)目→保存項(xiàng)目）。接下來便可繪制相應(yīng)圖紙和表格，并出版設(shè)計(jì)文件。

三、出版設(shè)計(jì)文件

按照規(guī)范，設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括以下圖表：說明、停車區(qū)一覽表、平面設(shè)計(jì)圖、線位設(shè)計(jì)圖、直曲表、逐樁坐標(biāo)表、縱斷面圖、匝道連接部設(shè)計(jì)圖、匝道連接部標(biāo)高數(shù)據(jù)圖、路基設(shè)計(jì)表、路基土石方數(shù)量表、公路用地圖和路基橫斷面設(shè)計(jì)圖等。以上圖表均可利用緯地軟件生成，并可套用可編輯的標(biāo)準(zhǔn)圖框，形成規(guī)范的出版文件。

此外設(shè)計(jì)文件中還應(yīng)包括：路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖、路面結(jié)構(gòu)圖、排水設(shè)計(jì)圖表、防護(hù)設(shè)計(jì)圖表等。緯地軟件無法直接生成以上圖表，我們只能利用AutoCAD軟件單獨(dú)繪制。但即使這樣也大大減輕了工作量，尤其是對(duì)于某些過程復(fù)雜計(jì)算量大的圖紙（如標(biāo)高數(shù)據(jù)圖等），如果采用人工或其他方式計(jì)算，不僅工作量巨大，而且容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，并且在出錯(cuò)之后很難檢查出來。但是緯地軟件內(nèi)置程序很好的解決了這些問題，只要我們正確編制了完整的項(xiàng)目數(shù)據(jù)文件，這些圖表就可以快速、準(zhǔn)確、整潔的出版，并形成符合規(guī)范要求的設(shè)計(jì)文件。

值得一提的是，在緯地工具欄中工具按鈕的排列順序是項(xiàng)目、數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)、繪圖、表格……，并且每個(gè)工具按鈕下面的子菜單也是按照一定順序排列，而這也恰恰是我們進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)的操作順序。完成上一步操作之后，我們只需要點(diǎn)擊相鄰的工具按鈕就可進(jìn)行下一步操作，這樣一來不僅簡(jiǎn)化了操作難度，也在最大程度上避免了誤操作的發(fā)生，提高了工作效率。

四、數(shù)據(jù)修改

按照前文所述設(shè)計(jì)步驟，緯地項(xiàng)目中的很多數(shù)據(jù)文件都是程序自動(dòng)生成的，有時(shí)無法滿足我們的設(shè)計(jì)意圖，這時(shí)就需要我們手動(dòng)修改數(shù)據(jù)文件，這些操作都是在“項(xiàng)目→項(xiàng)目管理器”中完成的。在這里我們可以很直觀的看到一個(gè)緯地項(xiàng)目由哪些數(shù)據(jù)文件組成，這些數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)位置、名稱、類型等，然后在文件夾中打開相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，按照需要重新編輯或替換，直到符合我們的設(shè)計(jì)要求為止。以超高設(shè)置文件（*.sup）為例，程序自動(dòng)生成的文件數(shù)據(jù)如下：

可以看到在起點(diǎn)處默認(rèn)設(shè)置為1.5%的雙向路拱橫坡，而在K0+100～K0+194的曲線段是3.0%的旋轉(zhuǎn)超高。此時(shí)我們將數(shù)據(jù)手動(dòng)修改為如下形式：

起點(diǎn)處改為1.5%的單向路拱橫坡是為了與主線橫坡保持一致，曲線段3.0%的旋轉(zhuǎn)超高改為1.5%，兼顧匝道起終點(diǎn)處線形的銜接順暢。將修改后的數(shù)據(jù)文件覆蓋原文件保存在項(xiàng)目管理器中，再次運(yùn)行緯地項(xiàng)目，軟件將按照要求重新計(jì)算路線參數(shù)，并輸出滿足設(shè)計(jì)要求的文件。

參考文獻(xiàn)：

中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D20-2006），北京：人民交通出版社，2006

中華人民共和國(guó)交通部部頒規(guī)范，公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法（交公路發(fā)[2007]358號(hào)），北京：人民交通出版社，2007

郭騰峰等編著，道路三維集成CAD技術(shù)，北京：人民交通出版社，2006

張雨化主編，《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》，北京：人民交通出版社，1997