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1、纬地横断面详细设计程序用 户 手 册西安纬地软件2009.08编制目 录1. 前 言 31.1公路CAD技术新的发展和需求31.2智能模板设计技术的研究与开发41.3应用智能模板技术应注意的问题82设计方法和流程112.1 常规的横断面设计步骤（原纬地应用步骤）112.2 详细横断面设计步骤113 详细横断面设计 123.1 设计参数控制文件（.CTR）输入123.2 程序主要功能133.3标准横断面定制 183.4 边沟、排水沟、截水沟等部件的定制与添加313.5 横断面绘图模板的修改443.6 横断面绘图模板定制514 绘制典型平纵横面设计图 544.1 生成编码文件544.2 生成带有编
2、号的路线平面图544.3 纵断面图的绘制554.4 排水纵断面绘图564.5 带有不同地质分层标识和PST层、绘图页号的横断面图绘制574.6 带有洪水位标识的横断面图绘制584.7 分离式路基断面的处理604.8 自动生成挖台阶处理的横断面图绘制625 生成各种计算表 645.1 直曲转角表 645.2 竖曲线表 645.3 逐桩坐标表 645.4 绘制横断面表和超高列表 645.5 土方计算表 656 结束语 67附录： 1公式语法中的常用函数682 横断面绘图模板关键字693 纵断面绘图模板关键字72横断面详细设计程序用户手册1前 言我国公路工程计算机辅助设计技术（以下简称公路CAD技术
3、）的发展已经约有半个世纪时间了，随着我国大规模基础建设的步伐，公路几何设计CAD软件和技术也取得了长足的发展，经历了从甩掉图板阶段，到交互式设计阶段，目前正在向集成化、协同化和智能化阶段和方向发展。虽然我国公路CAD技术的发展起步晚于西方欧美等发达国家，但是改革开发以来，我国在世界范围内日渐增多的大规模公路尤其高速公路建设的需求成为公路CAD技术及相关技术发展的最大的推动力。目前我国公路CAD技术总体上已经赶超国际先进水平。1.1 公路CAD技术新的发展和需求（1）国际化通用性需求对于公路及相关土木工程的勘测设计任务，虽然基础的理论和方法是基本相同的，但是受到各国和地区文化、习惯等方面因素的影
4、响，各国和地区公路勘测设计的习惯和表达方式有着很大的差异，当然语言方面的不同和差异则是首要默认存在的。也正是上述原因，公路CAD技术和软件的应用在国际范围内也存在明显的地域化特点。以美国Bentley工程软件公司为例，其旗下通过收购方式拥有的道路设计软件产品达4种以上，而这些产品原本分属于不同的国家和地区。同时，设计习惯和表达方式方面的差异也正是许多国外的公路CAD软件和技术在中国进行发展时遇到的首要困难，也就是所谓的汉化和本地化问题。近年来，随着我国众多海外国际公路建设项目的承担和执行，国内的勘测设计企业在这些项目中也与世界各国的勘测设计企业进行了面对面的交锋。国内勘测设计企业是否能在国际工
5、程舞台站稳脚跟并取得胜利，也对国产公路CAD技术的发展也提出了新的更高的需求。（2）易用性与开放性兼顾的需求作为工程计算机辅助设计（CAD）软件的使用者，道路工程师通常对CAD软件的期望和要求是非常高的。一方面，工程师要求CAD软件系统应用简便、具有很高的自动化程度；另一方面，对于工程项目中出现的非常规性的问题和需求，又希望CAD软件具备一定的开放性，能够通过自由定制（或者二次开发）的方式来自主解决一些特殊的、偶然遇到的问题。这两方面的需求在公路路基横断面详细设计方面表现得尤为突出，工程师既希望CAD软件能够高效进行自动化设计，同时又希望针对不同的路基形式变化、地形、地质、低下水位变化等因素可
6、以进行非常规的灵活性设计。从上述第一方面的要求出发，提高软件的易用性和自动化程度，就要求在软件中必须将工程中的许多问题进行分析和归类，按照一般的设计流程将其中可能存在的选项或可能性进行规范简化，简单的按钮点击之后就可以得到直接打印满足要求的图纸成果了。自动化程度高的软件的极致状态就像固化的工厂生产流水线，每一个环节都是不可修改和变更的，显然很难具备对非常规问题和偶然出现的需求的适用性了。例如：对于近些年才较多出现的旧路改扩建、分离式路基等需求，就是一些早期公路CAD软件在开发时就没有考虑到的情况。而提高软件系统的开放性和适用性，则要求不能固化设计流程、兼顾到所有可能的选择条件，为每一种可能的选
7、项提供完成设计的途径。为了满足后一种需求，有些软件甚至提供一套编程语言，把部分编程工作交给工程设计人员自主去完成，以达到满足多种需求和考虑多种习惯的目标。但是，编程对于设计人员的要求就非同一般了，不是所有工程设计人员都具备编程基础和条件的。而这样，自然使得CAD软件应用的门槛就非常高了。所以，公路CAD系统是应用性的计算机软件解决方案，其研究开发的一个关键点和困难就是如何兼顾上述切实存在的但却似乎对立冲突的两种需求。1.2 智能模板设计技术的研究与开发为了彻底解决工程师对公路CAD技术在易用性、自动化和开放性、适用性方面的需求与矛盾，同时为了满足国外工程项目勘测设计任务的迫切需要，纬地软件首次
8、提出了“智能模板设计技术”的构想和思路（即本手册中介绍的横断面详细设计程序的主要研发技术），并结合某国外项目以及中交第一公路勘察设计研究院承担的其他国际公路勘测设计项目开发完成并成功应用。智能模板设计技术主要包括两部分：即模板设计技术和模板绘图技术。1.2.1 模板设计技术在公路CAD中开发和定义各类横断面组件，工程师根据系统定义的各种横断面组件，以图形化自定义的方式拼装组成标准横断面设计模板（类似于我们通常设计中的标准横断面或者典型横断面），并指定每一种标准横断面模板的适用范围（桩号区间），系统根据设计模板自动进行横断面戴帽子设计，包括路基设计（含超高加宽设计）、填挖方边坡设计、清表设置计算
9、、挖台阶设计、边沟排水沟设计、土石方工程量计算等等。系统能够依据标准横断面模板进行横断面设计的核心在于专门为每一个组件开发了可定义的属性功能。这些属性功能使得用户可以通过模板组件来描述某一区间横断面路幅型式的复杂变化。例如：对于任一段边坡组件，其可定义属性中包括其上面衔接的是哪一个组件，可能是边坡组件也可能是路肩组件；其下面衔接的是哪一个组件，可能是边坡组件、可能是护坡道组件、也可能是排水沟组件等。对于这一边坡组件，还有其设置条件、坡率、坡高、上下是否进行弧线处理、是否需要砌护、砌护的厚度和材料等等。标准横断面设计模板及其组成参见下图。横断面设计模版样例与组成1.2.2 模板绘图技术由工程师直
10、接以CAD图形的方式先绘制横断面图纸的成果样图，然后使用系统提供的定义功能为每一个图形元素指定其对应的关键字，这样便定义完成了横断面绘图模板。系统根据该样式图（模板）再“依葫芦画瓢”的自动绘制输出横断面设计图纸。系统开发的关键字覆盖了所有可能在横断面图纸中出现的每一中元素，从桩号、路基各组成部分的标高、边坡坡率、边沟尺寸、砌护厚度、到图纸的编码、页码、设计复核人等。系统是完全参照横断面绘图模板来绘图的，从每一个图形元素的线型、颜色、图层到宽度，从每一个标准元素的字体样式、字体高度、颜色、图层、标注位置到其采用的是何种语言（文字）。模板设计技术同样适用于路线平面图纸、纵断面图纸以及其他设计成果等
11、。1.2.3 智能模板设计技术的优势和特点1) 支持任意型式的横断面路幅组成及其频繁变化横断面设计模版支持从高速公路到等外级公路的各种路幅型式和宽度变化，支持整体式与分离式断面，支持城市道路多块板断面，支持同一项目不同路幅宽度及组成的多次变换；同时，还支持多极填挖方边坡变换，支持折线与弧线型边坡，支持矩形、梯形及浅碟型边沟与排水沟，支持路基结构层与垫层等的频繁变换等。2) 支持各种设计习惯和要求的设计成果表达形式（包括平、纵、横等相关图纸成果）模版绘图技术是依据自定义模版来绘图的，对于平纵横等相关图纸成果均适用，所以任意用户定义的图纸成果形式均可实现良好支持。3) 支持多种语言文字的设计成果（
12、图表）同样模版所采用的语言（文字）种类，也就决定了最终图纸成果的种类。目前，我们已经结合项目采用过的语言种类有：中文、英文、法文等。4) 采用设计与绘图分离的设计流程，设计变更和修改更加灵活方便早前公路CAD采用的设计与绘图一体化的方式便于快速固化模式的设计，但对于频繁的变更和修改存在一定的局限性。在模版设计技术中采用了设计与绘图分开的设计流程，使得设计者对断面的每一处、每一次修改都会被系统保存下来。这样，无论项目变更和修改过多少人次，最后一次输出的成果均会是继承了此前所有修改过的内容的最终版本了。5) 具有很强的通用性和扩展性对于设计中遇到的非常规的、以往只有通过二次开发或者源代码的修改才可
13、能实现的功能需求，在模板设计技术中只需要简单的模板定制就可实现了，其适用性是非常广泛地。基于模板设计技术的公路CAD解决方案，经过一些改进，完全可支持轨道工程设计、渠道设计等任务，可拓展应用与轨道交通、水利等领域。自动绘图自定义自动设计横断面组件标准横断面模板横断面设计横断面预览横断面图形化修改横断面绘图输出CAD图形关键字横断面绘图模板模板绘图模块模板设计模块自定义智能模板设计技术流程图1.2.4 提高模板设计技术易用性和模板自定义的效率应用智能模板设计技术进行公路几何设计与目前公路CAD中易用的菜单加选项的方式有所不同，用户在应用时可能需要结合项目具体需要自行定义设计模板和绘图模板。毋庸置疑，CAD软件应用的难度自然是有所增加了。但是，从上文中所述及的智能模板设计技术的特点和优势可以看出，公路CAD的通用性、开放性和适应性有了质的飞跃和提高。而与一些软件提供二次开发语言，要求设计工程师自主进
