基于Card1软件的路基横断面设计.docx

第9卷第1期铁道科学与工程学报vol 9 n012012年2月journal of railway science and engineeringfeb2012基于card1软件的路基横断面设计 张新兵。张聚文 (中南大学湖南中大设计院有限公司，湖南长沙410075)摘要：采用具备深层开放、方便灵活等特点的card1软件对路基横断面进行“信息化”设计，基于cardscript脚本语言和 qpr函数对软件进行二次开发，从横断面线数据库中获取相关信息，实现了路基防护、排水及其他有关工程数量清单文件 以及路基防护工程工点设计图的自动生成。此方法能有效简化横断面设计及相关工程数量统计过程中的重复工作，大幅 度提高工作效率，减轻设计人员的劳动强度。关键词：card1设计软件；二次开发；信息化；路基横断面设计中图分类号：u21234 文献标志码：a 文章编号：16727029(2012)01010705the design of“holographic”transverse section of subgrade by card1zhang xinbing，zhang juwen(hunan zhongda design institute co，ltd，central south university，changsha 410075，china)abstract：card1 is flexible and easy to perform“informationdesign on the subgrade transverse section in the paperthe software is redeveloped based on cardscript scripting language and qpr functionthe relevant infor- mation is acquired from a crosssectional database which has realized the subgrade protectiondrainage。otherinventory files about the number of projects as well as the automatic generation of the blue print for the roadbed protection works and worksitesthis method can efficiendy simplify the repetitive work in the process of desig ning transverse section and counting the number of relevant projects，which improves the work efficiency substan tially and relieves the labor intensity of designerskey words：design software card1；secondary development；information；subgrade transverse section design在国内各相关单位使用的道路设计软件中，平 数量清单数据文件以及相应的工程数量表，如路基 面、纵断面设计与出图均比较成熟和完善，但大部 防护、路基排水、低填浅挖路基处理、填挖交界路基 分软件在路基横断面设计方面却不尽人意，在许多 处理、清表挖淤、挖台阶及填前夯实、路面、交通安 情况下的设计往往不能一次到位，需要对设计图表 全设施、植树绿化等，必要时还可以自动生成路基 进行编辑修改，后续工作量很大，工作效率较低。 防护工程工点设计图。3 j。上述工作均可在很短card1是一种通用性及适应性很强的软件系统，的时间内完成，既省时省力，又不易出错。本文介具备深层开放、方便灵活的内部开发语言以及横断 绍基于card1软件的“信息化”路基横断面设计方 面数据库集中管理逐桩横断面线的独特优势，设计人员可以根据需要进行二次开发，自行解决路基横 法，供同行参考。断面设计过程中的许多实际问题。在铁路、公路或市政道路的平面、纵断面确定1“信息化”横断面设计的基本思路之后，路基横断面设计是相当繁杂的工作。尤其是在地形、地质条件较复杂的山区，各种类型的防护、 公路、铁路、市政道路的路基边坡的设计原则 排水设施等均应在横断面设计图中予以体现，设计 基本相同，主要区别在于路基面的形状。根据这一 时必须综合考虑，力求使其包含所有需要设计的内 特点，只要选择相应的绘制路基面及路槽线的程序 容，也就是说需要进行“信息化”设计。 模块，就可分别进行铁路、公路及市政道路的路基路基横断面设计完成之后，各类工程数量的统计也是一项费工、费时的工作。card1的横断面 横断面的设计一“-。数据库(prdnnn07crd)对逐桩的各类横断面线集 在横断面边坡参数文件中的每级边坡设置一中管理，以不同的线编号及点编号来识别各类横断 个关于边坡防护类型的识别参数，以不同的数字代面设计线及其特征点，通过二次开发程序调用有关 表不同的防护类型，如挡土墙、护墙、护坡、骨架护数据信息，可以自动生成与路基横断面有关的工程 坡、柔性防护网等。路基横断面设计时根据该参数收稿日期：201202一13 作者简介：张新兵(1963一)，男，湖南石门人，高级工程师，从事铁路、公路及市政道路的设计与研究万方数据108铁道科学与工程学报调用相关模块绘制相应的防护工程设计线。47般定义如下：在横断面设计主程序中设置绘制各类防护、排设计高文件号，路拱高度，路拱顶宽，设计高位水工程设计线的模块，给各类防护、排水工程设计 置(路肩、轨面)，基床换填厚度，轨道高度； 线赋予特定的线编号，给线上的特征点赋予特定的两侧路基宽度文件号、加宽文件号及常数值， 点编号，在后续工作中可以方便地调用相关数据信 碎落台、护坡道宽度文件号、常数值、横坡等。息。市政道路横断面参数文件中，路基面的有关参在核心项目下，建立各类挡土墙参数 数一般定义如下： 文件(dtqxxxc)，横断面设计时根据墙高自动查两侧辅道、主车道的纵断面文件号； 取挡土墙的截面尺寸(铁路、公路的活载相差较 中央分隔带、分车绿化带、辅道、内侧绿化带、 大，路肩挡土墙、路堤挡土墙的截面尺寸不同，应分非机动车道、人行道标、外侧绿化带标准宽度； 别建立参数文件)。路堑挡墙的墙高根据边坡高中央分隔带缘石、分车带缘石、路侧缘石、绿化 度及埋置深度要求确定，路肩挡土墙及路堤挡土墙 带缘石的高度，主车道、辅道平石宽度； 的墙高可以按照墙顶高程及埋置深度要求自动调主车道、辅道、人行道路面厚度； 整，也可以在设计项目下建立两侧路肩及路堤挡土 两侧主车道、辅道横坡文件号及常数值； 墙墙高数据文件，横断面设计时自动查取挡土墙的 道路路幅各组成部分宽度文件号及常数值，如 高度。外侧绿化带、人行道、非机动车道、内侧绿化带、辅对于左右不等高路基、分离式路基、半桥半路道、分车绿化带、主车道、中央分隔带，碎落台、护坡等特殊型式的路基横断面，根据具体情况编制专用 道宽度文件号、常数值、横坡等。程序或模块进行特殊设计，可以在横断面设计图中 22 路基边坡参数文件(lisnnn01crd体现本断面全部或主要的设计内容。lisnnn04crd)在横断面参数文件中，按照左侧挖方、左侧填2 路基横断面设计需要的主要数据方、右侧挖方、右侧填方的顺序，约定路基边坡参数文件 文件号，当文件号为0时，则边坡参数采用hdmcsnnncrd文件中给出的常数值。横断面填、挖边坡参数均按：桩号，一级边坡路基横断面设计需要的外部数据文件包括：横(坡率，高度，平台宽度，平台坡度，防护类型)；二断面参数文件hdmcsnnncrd，横断面地面线文 级边坡(坡率，高度，平台宽，平台坡度，防护类件hdmnnnaacrd(nnn为轴线号，aa为文件序号， 型)；三级边坡(坡率，高度，防护类型)的顺序定下同)，中桩地面高文件grannnaacrd，设计高(纵义。其中，防护类型的识别参数由软件使用者自行断面)文件grannnaacrd，路基面各部分宽度文件 约定，为了资源共享，提高工作效率，建议同一设计及碎落台、护坡道宽度文件brtnnnaacrd，路面横 单位采用统一的识别参数。对于边坡级数超过三坡文件quennnaacrd，两侧边坡参数文件 级的深路堑，可以约定按照第二级或第三级边坡坡lisnnnaacrd，路堤边沟沟底高程文件gelnnnaa高、坡率开挖或修改程序另行处理。crd等。其中，公路的行车道宽度文件brtnnn01crd、brtnnn02crd及横坡文件quennn01crd、 3防护、排水工程设计线线编号、点quennn02crd等可运行相关程序自动生成，必要时再对其进行编辑修改。若某些参数不随桩号变编号的约定化，则可在横断面参数文件hdmcsnnncrd中直接定义。为了便于管理，按照左单右双的原则，对路肩 路基横断面设计需要的参数很多，可读人相关挡土墙、路堤挡土墙、浸水路堤护坡、路堤骨架护 数据文件或在主程序中直接定义。为了增强可追坡、路堑挡土墙、路堑护墙、路堑骨架护坡、路堑边 溯性，便于查对，建议软件使用者尽量以数据文件 坡柔性防护网等防护工程设计线，对路堤边沟、路 的型式明确设计参数。 堑坡顶截水沟、路堑纵向盲沟、各类水沟的铺砌线21横断面参数文件hdmcsnnncrd 等排水工程设计线均赋予特定的线编号，给线上特公路、铁路、市政道路的横断面参数文件中参 征点赋予特定的点编号。路堑边沟、边坡平台截水 数的个数及定义以及路基横断面组成宽度不尽相 沟则通过横断面主设计线(10号线)上特定的点编 同。 号识别，如右侧路堑边沟由编号为4，5，6，7的点组公路横断面参数文件中，路基面的有关参数一成，右侧一级平台截水沟由编号为91，92，93，94的 般定义如下： 点组成，右侧二级平台截水沟由编号为111，112，设计高文件号，中央分隔带宽度，中央分隔带113，114的点组成等。高度，设计高位置(中心、行车道边缘或曲线内在绘制路基横断面设计图、防护工程设计图以 侧)，行车道、硬路肩路面厚度； 及计算相关工程数量时，可以在横断面数据库中直 两侧行车道、硬路肩、土路肩宽度文件号、横坡接调用相关的数据。如防护工程设计线的最高点 文件号、常数值，碎落台、护坡道宽度文件号、常数编号为100，最低点编号110，则防护高度为zn(xh， 值、横坡等。100)一zn(xh，110)。如将水沟顶、底各点点号依 铁路横断面参数文件中，路基面的有关参数一次定义为101，102，103，104，则沟深为zn(xh，101)万方数据第1期 张新兵，等：基于cardl软件的路基横断面设计109一zn(xh，102)，沟底宽为abs(tn(xh，102)一zn(xh清表或挖淤厚度及分段范围。在横断面主体设计103)，沟顶宽为abs(tn(xh，101)一zn(xh，104)。完成之后，运行清表挖淤专用程序(选项1一生成20号线)即生成清表挖淤界线(20号线)，由于此4路基横断面主体设计，生成水沟铺时得到的清表挖淤界线在某一断面是等厚的，与实 砌线、路堑纵向盲沟等际情况可能不符(如半填半挖断面)，因此需要根 据地质情况对这些断面的20号线进行编辑修改。然后再次运行程序(选项2一统计工程数量)，即可 在准备好有关数据文件之后，运行横断面设计得出清表、挖淤分段数量清单文件qbbnnnaadat。 主程序进行路基横断面主体设计，生成横断面主设在生成清表挖淤界线之后，运行挖台阶程序即 计线、路槽线、各类防护及排水设施设计线等，可逐可生成土质台阶开挖线(201230号线，分坡段赋 桩检查，对设计不合理的断面可修改某些参数重新线号)并按事先准备好的桩号文件stannnaacrd 设计。分段统计并输出挖台阶及填前夯实分段数量清单在横断面主体设计完成之后，根据预先准备好文件tjbnnnaadat。的关于各类水沟的铺砌型式、厚度、盲沟尺寸等信息的数据文件运行专用程序，即可生成水沟铺砌6生成路基横断面设计图线、路堑纵向盲沟设计线等。5生成清表挖淤界线、土质台阶开挖在路基横断面设计完成之后，进入横断面成图 模块，选择适当的横断面成图约定文件按照本单位线，统计工程数量 的出图格式与习惯进行必要的编辑、修改，运行约定文件，即可生成某一桩号范围的路基横断面设计 预先准备好清表、挖淤分段文件qbtnnncrd 图，如图1所示。及相应的桩号文件stannnaa crd，明确各路段的圈1 公路、道路厦铁路典型路基横断面设计图fig1 roadbed cr088 sectional design in road。municipal road and railway engineering万方数据110铁道科学与工程学报 2012年2月7生成路基防护工程工点设计图横截面图，截面尺寸表、工程数量表(文本变量)、 设计说明等，在生成路基防护工程工点图时根据需 要自动调用。目前大多数道路设计软件都未能解决路基防路基横断面设计完成之后，运行“生成路基防护工程工点图的自动出图问题，在路基防护工程较护工程工点图”程序，即可生成路基防护工程工点 多的山区公路设计中，这一部分工作往往需要耗费图(如图2)。在成图过程中，系统可自动或通过人大量的时间和精力。根据card1软件的独特优工干预确定防护工程的起讫桩号、插人变化点、插势，笔者编制了“生成路基防护工程工点图”程序，入相应的图形对象、填写工程地质概况、计算工程 并按照我院的出图标准和习惯，在核心项数量并填表。目下建立了路基防护工程专用图形对象库fhgc-tytplt，包括各类挡土墙、护墙、护坡及其组合的圈2公路路堑挡土墙设计图fig2 the design of road cutting retaining wall8统计路基防护、排水工程数量xsarea 0，xh，0，?mj(i)(?=l，左侧，?= r，右侧)给出，对于窗式护墙及骨架护坡，则按照 防护高度由给定的公式计算。“生成路基防护工程数量清单”程序由各类功能相近的程序模块组成，包括统计挡土墙、浸水路按照“由前往后、先左后右”的顺序，在数组变 堤护坡、路堑护墙、路堤骨架护坡、路堑骨架护坡、 量中查询是否相邻断面均存在某一防护设计线，如 路堑柔性防护网、边坡植草等模块。 相邻断面中均存在，则将其归为一段。如相邻断面 在程序中建立路基防护工程数量清单数据文“前无后有”或“前有后无”，则某一防护的起点桩 件fhgcbnnndat及关于桩号、防护类型、高度、截 号或终点桩号必在两断面之问，可取两断面桩号的 面积、墙顶宽度、墙底宽度、埋深、坡面长度，挖基面平均值或按照预定的原则确定该段防护工程的起 积等数据的数组，按照某一个或一组横断面线号在 点桩号或终点桩号。在确定防护工程的起讫桩号 全线或某一桩号范围内所有断面进行搜索并将相 时，还需要读人“桥隧资料文件”(qzlnnncrd)以 应的数值赋予数组变量。在获取挡土墙及实体护 判别该段防护工程是否被桥梁或隧道隔断，如果墙护坡的截面积时，直接由card1的内部函数是，则应将其分为两段处理。万方数据第1期 张新兵，等：基于card1软件的路基横断面设计在防护工程起讫桩号确定之后，调用计算工程不方便；二是用excel直接打开xxxnnnaadat文 数量的程序模块计算有关工程数量及其累计值，并 件，将相关内容拷贝到各类工程数量的excel标准 按照“序号，起讫桩号，左右，长度，类型，高度，工表格。如使用card1 v82及以上版本，则可直接 程数量 ”的格式写入数据文件。在程序中分生成“xx工程数量表xls，文件，更为方便、快捷。 别调用各程序模块，则可得出包含各类防护工程数量的数据文件。 9结论“生成路基排水工程数量清单”程序与“生成路基防护工程数量清单”程序相似，由路堤边沟、采用card1软件可以对路基横断面进行“信路堑边沟、堑顶截水沟、路堑边坡平台截水沟、改渠等模块组成。息化”设计，通过对软件的二次开发，从横断面线数据库中获取相关信息，能够实现路基防护、排水、在程序中建立路基排水工程数量清单数据文其他有关工程数量清单文件以及“路基防护工程件psgcbnnndat及关于桩号、沟型、沟深、沟底宽度、沟顶宽度、铺砌厚度、砌体截面积、挖基面积等工点设计图”自动生成，可大幅度地提高工作效 率，减轻设计人员的劳动强度。数据的数组。按照某一个或一组横断面线号在全线或某一桩号范围内所有断面进行搜索并将相应的数值赋予数组变量。在获取水沟铺砌加固的砌参考文献：1吴夯，张颖道路勘测设计card1应用教程体截面积时，由card1的内部函数xsarea 0，m兰州：兰州大学出版社，2000xhl(水沟线号)，xh2(铺砌线号)，?mj(i)给出，wu hang，zhang yingcard1 tutorial of road align路堤边沟及截水沟的挖基断面积由函数xsareament survey designmlanzhou：lanzhou universityo，55(地面线号)，xhl(水沟线号)，?wj(i)给出press，2000的水沟轮廓线与地面线问的面积加上砌体截面积2张新兵在card1中自动生成路基防护及排水工程数即可得出。量清单j中外公路，2006(12)：2324由于在横断面设计时所给定的路堤边沟和改zhang xinbingautomatic generation of roadbed protection and drainage engineering quantity list by the沟的线编号相同，为了加以区别，可以设定了一个cardijjournal of china and foreign highway，2006表示标准沟宽的变量(公路、铁路设计时一般采用(12)：2324统一的标准宽度)，当某一桩号处的沟底宽度大于3张新兵等card1自动生成路基防护图的开发与应用标准沟宽时，则列入改沟或改渠。j中外公路，2006(12)：14一16排水工程起讫桩号确定原则与防护工程相同， zhang xin-bingdevelopment and application for auto 在起讫桩号确定之后，调用计算工程数量的程序模 matic mapping of roadbed protection by the card1j 块计算有关工程数量及其累计值，并按照“序号， journal of china and foreign highway，2006(12)：14 起讫桩号，左右，长度，名称，结构尺寸，工程数量 164李刚，刘柏秀card1在互通立交横断面设计中的”的格式写入数据文件。在程序中分别调用开发与应用j中外公路，2008，28(2)：223226各程序模块，则可得出包含各类排水工程数量数据 li andof thegang，liu baixiu，development application文件。card1 for cross section design of interchangejjour上述程序尤其适用于公路或铁路的方案研究hal of china and foreign highway，2008，28(2)：223阶段及初步设计阶段的路基防护与排水工程