淺談CARD/1系統(tǒng)在聯(lián)六線公路路線設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

■余巖

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州350004）

淺談CARD/1系統(tǒng)在聯(lián)六線公路路線設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

■余巖

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州350004）

本文以普通國(guó)省干線公路聯(lián)六線明溪縣境二期工程白嵐至白葉段公路工程初步設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)及路線方案比選為例，針對(duì)我省山區(qū)公路項(xiàng)目的特點(diǎn)及難點(diǎn)，重點(diǎn)介紹特殊路段路線方案的綜合比選，通過(guò)C A RD/1系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)中的輔助應(yīng)用，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面確定路線比選的合理推薦方案，為使用同類(lèi)軟件的工程師提供有益的參考。

C A RD/1系統(tǒng)山區(qū)公路設(shè)計(jì)路線方案比選

1 概述

CARD/1是完成測(cè)繪、道路、鐵路和管道勘測(cè)設(shè)計(jì)的土木工程CAD系統(tǒng)，是一種高度集成，功能廣泛，圖形交互的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。具體應(yīng)用在路線設(shè)計(jì)方面，平面定線、縱斷面拉坡、橫斷面戴帽等都可以運(yùn)用數(shù)字地面模型數(shù)據(jù)直接在熒屏上進(jìn)行，它們使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和圖形庫(kù)，將所有待處理的工作在一個(gè)系統(tǒng)中完成，數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部高效傳輸，避免了不必要的轉(zhuǎn)換，減少了出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。

國(guó)省道干線公路“聯(lián)六線”明溪縣境是《福建省普通國(guó)省干線公路網(wǎng)布局規(guī)劃》“八縱十一橫十五聯(lián)”的重要組成部分，是招銀港區(qū)及漳州等沿海地區(qū)經(jīng)華安、漳平通往三明的便捷普通公路通道，也是漳州等沿海地區(qū)通往世界地質(zhì)公園泰寧金湖的最便捷普通公路通道。工程按二級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路基寬10m，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h。明溪縣自然環(huán)境圖如圖1所示。

圖1 明溪縣自然環(huán)境圖

2 CARD/1的平面定線設(shè)計(jì)

CARD/1軸線設(shè)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)了工程師用到的幾乎所有布線方法，輔助設(shè)計(jì)工具極多，菜單嵌套層次較深，從其菜單結(jié)構(gòu)入手，可對(duì)軸線設(shè)計(jì)模塊的功能和軸線設(shè)計(jì)步驟會(huì)有一個(gè)較全面的了解，同時(shí)也可以作為進(jìn)一步學(xué)習(xí)的向?qū)?。軸線設(shè)計(jì)模塊的菜單結(jié)構(gòu)如下（見(jiàn)表1）。

表1 平面軸線設(shè)計(jì)過(guò)程

以明溪聯(lián)六線為例，對(duì)于山區(qū)的公路，因?yàn)槭艿匦蜗拗?，路線應(yīng)該以高程作為主導(dǎo)，適應(yīng)地形的變化。通過(guò)CARD/1的平面設(shè)計(jì)功能，能直觀根據(jù)地形圖上的高程點(diǎn)示意，快捷進(jìn)行布線操作，通過(guò)新建單元，連接單元等操作，確定最初的路線基本走向及比較方案（圖2）。

3 CARD/1的縱斷面設(shè)計(jì)

公路的縱斷面是指沿著道路的中線豎著剖開(kāi)以后再展開(kāi)，它是對(duì)設(shè)計(jì)路線的縱向坡度和中線地面高低起伏的反映。CARD1可以快速的根據(jù)已經(jīng)布設(shè)的軸線完成其縱斷面地面線的切取，再對(duì)縱斷面進(jìn)行高程擬合設(shè)計(jì)，縱斷面設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)模塊的菜單結(jié)構(gòu)如下（見(jiàn)表2）。

圖2 CARD1平面設(shè)計(jì)圖示

表2 縱斷面設(shè)計(jì)過(guò)程

縱坡設(shè)計(jì)要綜合考慮各方面的因素和要求，結(jié)合路基各個(gè)橫斷面設(shè)計(jì)的填挖情況以及橋梁的布設(shè)條件，進(jìn)行拉坡設(shè)計(jì)，通過(guò)縱斷面可以計(jì)算道路的土石方開(kāi)挖量，計(jì)算工程的造價(jià)。將道路的縱斷面和平面圖結(jié)合在一起，就能完整的表達(dá)出道路的空間位置。由于明溪聯(lián)六線為山區(qū)二級(jí)公路，地形起伏變化非常大，這時(shí)候通過(guò)CARD1對(duì)縱斷面地面線的快速切取功能，可以實(shí)時(shí)調(diào)整平面軸線，達(dá)到平縱合理結(jié)合的目的（圖3）。

圖3 CARD1縱斷面設(shè)計(jì)圖示

4 CARD/1的橫斷面設(shè)計(jì)

橫斷面設(shè)計(jì)是整個(gè)道路設(shè)計(jì)的核心，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)的總體圖、擋墻、防護(hù)、工程數(shù)據(jù)量、土石方調(diào)配等都直接和橫斷面數(shù)據(jù)緊密相關(guān)的。CARD/1橫斷面的優(yōu)勢(shì)在于它是以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，也就是說(shuō)我們完成了橫斷面的設(shè)計(jì)后可以任意將其中橫斷面信息提取出來(lái)，然后再使用這些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)表格的生成，或者對(duì)這些橫斷面進(jìn)行編輯修改得到想要的橫斷面樣式。CARD/1的橫斷面管理方式如下（見(jiàn)表3）。

表3 橫斷面設(shè)計(jì)過(guò)程

橫斷面就是垂直于道路中線方向的斷面，通過(guò)CARD/1的快速戴帽功能，可以迅速直觀地觀察工程設(shè)計(jì)邊坡高度，對(duì)高填深挖段落能有初步的判斷了解，從而細(xì)部調(diào)整平縱組合，優(yōu)化工程數(shù)量，控制工程造價(jià)（圖4）。

5 CARD/1在平面定線、縱斷面拉坡、橫斷面戴帽等方面的綜合應(yīng)用

本項(xiàng)目官坪任至白葉段路線經(jīng)過(guò)馬鞘嶺，由于馬鞘嶺植被覆蓋茂密（見(jiàn)圖1），通過(guò)CARD/1系統(tǒng)8.4版對(duì)路線進(jìn)行平縱橫進(jìn)行直觀的對(duì)比（見(jiàn)圖5、圖6），若采用路基為主的通過(guò)方案，將產(chǎn)生較多的高邊坡處理，增加工程施工難度，更重要的是會(huì)對(duì)馬鞘嶺的自然環(huán)境造成較大的破壞，而若架橋通過(guò)將增加工程建設(shè)費(fèi)用，故分別提出了路基方案以及橋梁方案進(jìn)行比選。

根據(jù)圖5，通過(guò)CARD/1（8.4版）的快速戴帽，可以直觀的觀察到路基方案?jìng)€(gè)別段落會(huì)出現(xiàn)5階以上的高邊坡，并且高邊坡段落較長(zhǎng)，數(shù)量較多。從縱斷面可以看出，路線出現(xiàn)大填大挖的段落較多，對(duì)明溪縣馬鞘嶺的生態(tài)環(huán)境影響較大。

圖4 CARD1橫斷面設(shè)計(jì)圖示

圖5 路基方案平縱橫

圖6 橋梁方案平縱橫

根據(jù)圖6，通過(guò)CARD/1（8.4版）的快速戴帽，使橋梁方案可以更精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)路線走向，以3階路基挖方為控制斷面，在不出現(xiàn)高邊坡的情況下，提出控制路線不侵占河道布設(shè)橋梁的比較方案。

6 結(jié)束語(yǔ)

在普通國(guó)省道公路的修建中，受地形、地物的限制較大，這時(shí)候路線的選線對(duì)工程經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的影響就特別明顯，通過(guò)CARD/1（8.4版）平縱橫的多窗口設(shè)計(jì)，可以更直觀精確地控制路線走向。在現(xiàn)代化公路高速發(fā)展的今天，科學(xué)創(chuàng)新、精心設(shè)計(jì)、持續(xù)改進(jìn)，是未來(lái)道路設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向，本文通過(guò)聯(lián)六線明溪縣境二期工程初步設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)及路線方案比選，應(yīng)用CARD/1系統(tǒng)8.4版的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)功能，為今后山區(qū)公路的路線方案比選設(shè)計(jì)提供一些有益的參考。

[1]CARD/1軟件使用說(shuō)明[M/CD]2014.

[2]中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院.JTG D20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2006.

[3]林達(dá)和.沈海高速公路莆田段總體設(shè)計(jì)及路線方案探討[J].福建交通科技，2015.2:76-78.