道路立体交叉设计示例

道路交叉设计,立体交叉设计示例,一、纬地系统设计方法,1、交点设计法主线平面设计仍以线元为最终计算单元，采用“缓圆缓”三线元捆绑结构的可组合式交点曲线模型进行设计，并结合设计需求开发有多种反算模式。,2、曲线设计法立交平面设计采用的是以线元相互首尾搭接（积木法），再辅以起终点接线约束和终点智能化自动接线的方法。,3、平面智能布线从路线单元的几何特性可以知道，路线是由若干的直线、圆曲线和缓和曲线相互衔接组成，在这些线元中直线和圆曲线可以视为“控制单元”，缓和曲线只是这些控制单元之间（直线和圆曲线、圆曲线和圆曲线）的连接过渡“辅助单元”。在路线的平面设计过程中，通常我们首先需要确定的是路线中控制位置的控制单元（直线和,圆曲线），而后在这些控制单元之间设置连接过渡添加缓和曲线，即设置辅助单元。纬地平面智能布线技术正是针对这种设计思路开发完成，它可以自动识别路线中已确定的控制单元，并自动创建辅助单元，自动形成控制单元和辅助单元之间的衔接（缓和曲线），从而将这些控制单元和辅助单元形成一条完整的路线。,二、立交设计示例,图1,1、匝道的分类,互通式立交的匝道左转弯匝道和右转弯匝道右转弯匝道采用右出右进的直连式匝道。左转弯匝道主要有直连式、半直连式（又称半定向式）和环形匝道,如图1所示为一座混合式全互通四路立交的线位图，其中C、D、G、H线为直连式右转匝道，而左转匝道中有两条半直连式匝道（A、B线）和两条环形匝道（E、F线）组成。,2、匝道线形设计,（1）直连式匝道（2）半直连式匝道（3）环形匝道,（1）直连式匝道,图2,直连式匝道左转弯匝道属于左出左进的线形右转弯匝道属于右出右进的线形首先新建一个项目，在项目管理器中指定其“项目类型”为“互通式立体交叉”，在“项目标识”栏输入该匝道的标识名称，如A、B等。其设置如图3所示。,打开“立交平面设计”程序界面设置匝道的起点接线方式。由于匝道线形的起终点线形一般都是有一定约束条件的，所以先要设置起点线形的约束条件。在“起点接线”栏选择“文件控制2”的接线方式，并点击“”按钮指定起点接线的平面线形文件*.pm（如图2中的被交线项目），在方位角“Alpha”栏输入起点线形的切线方位角偏置角度（弧度单位），在“STA”栏输入该匝道起点位置对应于已知平面线形的桩号。其设置如图4示例。,图4,图3,在曲线单元的设置窗口开始匝道线形的设计。首先输入起点线元的参数，如曲线偏向、曲线长度或参数、线元起点和终点的半径等，如果线元起点需要横向位移，还可以输入横移值。点击“计算显示”即可绘出当前线元。如图2所示的单曲线直连式匝道，用户只需在曲线参数栏输入起点线元（即起点缓和曲线）的相关参数，然后就可以使用终点接线模式自动生成后续线元。如果起点线元末端还需搭接其它线元，可点击“插入”按钮，继续输入下一段线元的参数。,假如路基横断面为26米宽，其中中央分隔带宽3米，左侧路缘带宽0.752米，行车道43.75米，硬路肩（包括右侧路缘带）22.50米，土路肩20.75米。则匝道中心偏移距离为行车道外侧车道中心线位置。即1.50.753.751.8757.875米。,进行匝道的终点接线设置。纬地系统针对不同的终点接线目标，集成了七种不同的终点接线模式（见纬地用户手册）。对于图2中的直连式匝道，终点接线目标位置处于主线的直线段，可采用“圆+缓+直”的终点接线模式，然后点击“拾取”按钮设置接线目标，按照匝道前进方向的顺序在终点接线目标直线上点取第一点和第二点，以得到所需参数，如图5所示。针对不同的终点接线目标实体可相应选择不同的终点接线方式，如果终点接线目标为圆曲线，可根据情况相应选择“圆缓圆”或“圆缓缓圆”等不同的接线方式。,图5,图6,开始匝道的终点接线。设定待生成线元的偏向后，点击“实时拖动”按钮，根据命令行提示在图形屏幕上点击确定拖动基点，横向移动鼠标，起点线元（包括中间曲线单元，如有）即开始沿着起点接线设置的已知平面线形移动，系统开始“圆+缓+直”模式的实时自动测算。如果满足终点接线条件，图形屏幕即实时显示出与终点接线目标直线相衔接的红色圆曲线和黄色的后缓和曲线，并在命令行实时显示当前生成线元的相关参数。当拖动匝道线形到所需位置时，点击鼠标左键以确定当前线形，系统自动将测算生成的各线元参数暗显于曲线单元参数输入栏，如图6所示。,终点接线线元的曲线参数取整。系统自动计算生成的线元参数都是当前线位的精确参数，包含了多位小数，为了便于施工计算复核，需要将终点接线的缓和曲线参数设置为整数。点击“测试”按钮，系统在命令行显示：“请输入目标接线A值A=”，参照终点接线的曲线参数键入整数A值并回车，系统自动计算完成并自动刷新当前图形和设计参数。,通过以上步骤的操作，即完成了图2所示的单曲线直连式右转匝道的平面线形设计。点击“结束接线”按钮，所有接线参数亮显于“曲线单元输入栏”中，点击“存盘”按钮保存当前匝道线形。,（2）半直连式匝道,图7,半直连式匝道又称半定向式匝道，根据匝道进出相交道路的方式不同，分为左出右进、右出左进、右出右进三种基本形式,新建项目，在项目管理器中指定项目类型并输入项目标识。绘制辅助圆，根据立交方案中确定的线形位置在相交道路上绘制辅助圆，并调整其半径和位置以确定做为线位主要控制要素的左转弯长圆曲线的位置，该辅助圆的一部分将做为匝道线元组成中的一段主要线元。,设置起点接线。打开“立交平面设计”程序界面，在“起点接线”栏选择“文件控制2”的接线方式，并指定起点接线位置的平面线形文件*.pm（即图7中的被交线项目），以及起点线形的切线方位角偏置角度（弧度单位）和匝道起点位置对应已知平面线形的桩号。,设计匝道起点线形。在曲线单元编辑栏输入匝道起点线元的偏向、横向错移值及各相关参数，针对本例的匝道起点线元为一段缓和曲线，输入完毕点击“计算显示”按钮，绘制出该段线元。,终点接线模式及参数设置。在“终点接线”栏设置第一次接线的线形模式及接线目标，已知终点接线目标为已经绘制好的辅助圆，可以选择“圆+缓+缓+圆（S型）”的接线方式并在曲线单元编辑栏设定第一段圆曲线的转向。然后点击“拾取”按钮，鼠标点选终点接线的目标圆，系统自动读取该目标圆的半径及圆心坐标到接线目标参数栏，S型缓和曲线参数比值默认为1:1，在接线设计过程中这些参数可以随时修改。终点接线的模式设置如图8所示。,图8,图9,开始第一次终点接线的设计。点击“实时拖动”按钮，并点击鼠标左键确定拖动基点，横向移动鼠标，匝道已有线元即开始沿着起点接线指定的平面线形滑动，系统按照“圆+缓+缓+圆”模式搜索计算目标线元。达到终点接线条件后，屏幕上即实时显示出与终点接线目标圆相衔接的圆曲线和S型缓和曲线，命令行实时显示出生成线元的,相关参数。拖动匝道线形到合适位置点击鼠标左键确定当前线形，曲线单元参数编辑栏自动显示出所生成线元的参数。点击“测试”按钮，在CAD命令行输入S型缓和曲线的取整参数（例如键入80回车）进行取整操作，至此完成第一次终点接线的操作。终点接线生成的线元参数如图9所示,继续进行匝道线形设计。点击“结束接线”按钮，第一次接线生成的线元即亮显处于可编辑状态。点击“插入”按钮，曲线单元栏则增加一行（即增加一个曲线单元），在该行输入接线辅助圆的半径、曲线长度（大概长度、负值为弧长）及线元偏向，点击“计算显示”按钮可绘出该段圆曲线。鼠标勾选该行前端的“拖动”单选框，使用“实时拖动”按钮可拖动延伸或缩短该圆曲线的长度到合适位置。针对本例可继续在曲线单元输入栏中插入两段缓和曲线（S型）并绘制出来。,开始第二次终点接线的设计。首先设置终点接线方式及接线目标，本例中的终点接线目标为直线，可选择终点接线方式为“圆+缓+直”的线形组合模式。根据匝道终点偏离主线的距离（如11.25m），使用CAD偏移命令复制出一条直线做为终点接线目标，然后点击“拾取”按钮按匝道前进方向顺序,指定该直线上两点（使用捕捉命令精确拾取）。设置完毕后即可使用“实时拖动”命令开始终点接线计算。其操作方法同前面所述直连式匝道相同。在匝道终点接线设计完成后，可使用“测试”命令对终点接线的缓和曲线参数进行取整。,至此完成该半直连式匝道的平面线形设计，点击“结束接线”命令，该匝道所有线元参数亮显于曲线单元编辑栏，点击存盘按钮保存该平面线形文件。,（3）环形匝道,图10,环形匝道属于右出右进的左转弯匝道新建一个项目，在项目管理器中设置项目类型和项目标识。,设置起点接线。选择“文件控制2”的起点接线方式，指定起点接线的平面线形文件，如本例中的主线平面文件，并输入匝道起点位置方位角的偏置值（弧度单位）和相对于主线位置的大致桩号。如果设计的匝道线形前进方向与主线前进方向相反，可在方位角偏置编辑“Alpha”栏输入一个值，即匝道起点线元绕起点旋转180，以实现匝道起点的反向接线。,开始匝道起点线形的设计。对于本例只需要在曲线单元编辑栏输入匝道起点线元（前缓和曲线）的相关参数、偏向和起点横移值等，而后利用“计算显示”绘制出该段缓和曲线，在随后进行的终点接线设计过程中也可根据需要随时调整这些参数。,设置终点接线方式及接线目标。本例终点接线目标被交线为直线段，可选择“圆缓直”组合的终点接线方式，并在曲线单元编辑栏设置好圆曲线的偏向，然后按顺序指定终点接线目标直线上两点。,开始匝道终点接线的设计。点击“实时拖动”按钮，指定拖动基点并横向移动鼠标，匝道已有线形（即缓和曲线）即沿主线开始滑移。当满足设定的线形组合构成条件时，即动态显示出环形匝道的完整线形，拖动线形到合适位置点击鼠标左键完成匝道终点接线的设计。,在匝道线形确定后，使用“测试”命令将终点接线的缓和曲线参数进行取整操作，然后点击“存盘”按钮将该环形匝道的平面线形文件保存。,某立交设计示例,设计路面26米宽，其中中央分隔带宽3米，左侧路缘带宽0.752米，行车道43.75米，硬路肩（包括右侧路缘带）22.50米，土路肩20.75米,设计路面12米宽，其中行车道23.75米，左右硬路肩21.50米，土路肩20.75米,设计路面13米宽，其中中央分隔带1.0米，左侧路缘带20.50米，行车道23.50米，硬路肩21.50米，土路肩20.50米,设计路面8米宽，行车道3.50米，左侧硬路肩1.0米，右侧硬路肩2.50米，土路肩20.50米,某立交设计示例,匝道中心偏移距离为行车道中心线位置。即0.5+0.5+1.75=2.75米,匝道中心偏移距离为行车道外侧车道中心线位置。即1.50.753.751.8757.8