分離式路基設(shè)計(jì)Word版

1、第十五章 分離式路基設(shè)計(jì)15.1概述在高速公路的設(shè)計(jì)當(dāng)中，分離式路基由于它的靈活、多變，能很好地適應(yīng)地形、地物，在高等級(jí)公路的設(shè)計(jì)中得到了廣泛地應(yīng)用。而分離式路基的處理也是設(shè)計(jì)當(dāng)中的一個(gè)較復(fù)雜環(huán)節(jié)，本章將專門講述如何應(yīng)用緯地三維道路CAD進(jìn)行分離式路基的設(shè)計(jì)。分離式路基一般由分幅漸變段、分離段和合幅漸變段三部分組成，如圖15-1所示。在分幅漸變段和合幅漸變段（即楔形端位置），路基中線開始分離，路基橫斷面仍按照整體式路基進(jìn)行處理；在分離段，路基左右幅斷面已經(jīng)分離開來，其橫斷面設(shè)計(jì)一般按上行線和下行線分別繪制橫斷面圖，對(duì)于分離段起終點(diǎn)位置附近還有部分?jǐn)嗝娴倪吰聲?huì)出現(xiàn)相交，可以利用緯地系統(tǒng)的分離式路

2、基處理方便、準(zhǔn)確地計(jì)算出兩邊坡相交位置以及相交點(diǎn)至兩側(cè)路基中線的樁號(hào)和距離。圖15-115.2分離式路基的平面設(shè)計(jì)分離式路基的平面設(shè)計(jì)通常有兩種處理方式：第一種方法如圖15-2所示，A線為主線上行線，B線為下行線，B線是從A線中逐漸過渡分離、又逐漸合并到A線的一段路線，我們把A線和B線分別按照兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行平面設(shè)計(jì)就可以。圖15-2第二種方法如圖15-3所示，分離式路基的中線在路線分離的起點(diǎn)和終點(diǎn)均橫向跳開一定的距離，該距離一般為整體式路基中線至分離式路基行車道中心線的距離，路基分幅和合幅漸變段分別位于A線和D線上。此方法需要將路線分成四個(gè)項(xiàng)目分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖中的A、B、C、D四條路線。當(dāng)然我

3、們也可以利用立交平面設(shè)計(jì)的橫向錯(cuò)移功能將路線A線、C線和D線做為主線按照一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，將B線單獨(dú)做為另一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖15-315.3分離式路基的縱斷面設(shè)計(jì)在縱斷面設(shè)計(jì)中，對(duì)于已經(jīng)分離的左、右幅路基，可以不考慮左、右幅路基設(shè)計(jì)標(biāo)高的相互關(guān)系，按照一般路基的要求進(jìn)行路線縱斷面設(shè)計(jì)即可。在路線分幅和合幅漸變段落，由于還是整體式路基，可直接采用與整體式路基協(xié)調(diào)一致的縱坡。位于分離段的上行線，對(duì)應(yīng)平面設(shè)計(jì)可與整體式路基段落做為一個(gè)連續(xù)的項(xiàng)目進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)，下行線單獨(dú)進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)。下行線起終點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高和縱坡必須與整體式路基銜接順適，可使用緯地系統(tǒng)的“搜索端部”或“坐標(biāo)高程”工具進(jìn)行自動(dòng)接坡計(jì)算

4、，快速、準(zhǔn)確地確定下行線起終點(diǎn)的位置樁號(hào)、設(shè)計(jì)標(biāo)高、臨界縱坡和路拱橫坡等，然后我們就可以根據(jù)這些參數(shù)按照常規(guī)的方法很方便地進(jìn)行分離式路基的縱斷面設(shè)計(jì)。15.4分離式路基的橫斷面分離式路基的橫斷面有兩種形式，一種是平面設(shè)計(jì)軸線位于右（或左）幅路基行車道的左（右）邊緣，另一種是平面設(shè)計(jì)軸線位于左、右幅路基行車道的中心線位置。這里我們可以按照平面設(shè)計(jì)軸線（公路中線）、縱斷設(shè)計(jì)軸線和超高旋轉(zhuǎn)軸三者之間的關(guān)系來進(jìn)行區(qū)分。對(duì)于前一種橫斷面圖，其平面設(shè)計(jì)軸線、縱斷設(shè)計(jì)軸線和超高旋轉(zhuǎn)軸均在同一位置，我們可以按照常規(guī)的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行橫斷面設(shè)計(jì)繪圖即可完成；而對(duì)于后一種橫斷面圖，我們則需要對(duì)路幅寬度文件（*.wid

5、）和超高設(shè)置文件（*.sup）進(jìn)行修改，使其平面設(shè)計(jì)軸線位于行車道中心，而縱斷設(shè)計(jì)軸線和超高旋轉(zhuǎn)軸仍位于行車道邊緣。下面我們著重對(duì)后一種形式的橫斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖15-4所示為這種分離式路基右幅路基的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。在“設(shè)計(jì)向?qū)А敝?，超高旋轉(zhuǎn)軸的位置我們選擇“繞行車道中心旋轉(zhuǎn)”，即超高旋轉(zhuǎn)軸位于右幅路基行車道的左邊緣，平面設(shè)計(jì)軸線、縱斷設(shè)計(jì)軸線與超高旋轉(zhuǎn)軸此時(shí)是重合的，這是第一種形式的橫斷面圖?，F(xiàn)在我們需要將平面設(shè)計(jì)軸線置于右幅路基行車道的中心線位置，即將整個(gè)路幅斷面自路基橫斷面的中線位置左移425cm（375cm行車道50cm路緣帶），使路基行車道中心線和平面設(shè)計(jì)軸線重合，以得到我們

6、需要的后一種形式的橫斷面圖。圖15-4由于右幅路基斷面的行車道為2的單向橫坡，左側(cè)行車道寬度為0，所以路幅寬度文件（*.wid）和超高設(shè)置文件（*.sup）數(shù)據(jù)如下所示。路幅寬度文件示例：樁號(hào) 中分帶 半側(cè)路面 附加車道 硬路肩 土路肩 （不含此行）ZZZZZZZ 40000.000 0.00 0.00 0.00 0.75 0.75 0 43699.157 0.00 0.00 0.00 0.75 0.75 0YYYYYYY 40000.000 0.00 7.50 0.00 2.50 0.75 0 43699.157 0.00 7.50 0.00 2.50 0.75 0超高設(shè)置文件示例左土路肩橫

7、坡 左硬路肩橫坡 左行車道橫坡 樁號(hào) 右行車道寬 右硬路肩橫坡 右土路肩橫坡-3.00 2.00 2.00 40690.000 2.00 2.00 -3.00-3.00 2.00 2.00 42100.290 2.00 2.00 -3.00-3.00 2.00 2.00 42130.290 -2.00 -2.00 -3.00-3.00 2.00 2.00 43708.166 -2.00 -2.00 -3.00-3.00 2.00 2.00 43738.166 2.00 2.00 -3.00-3.00 2.00 2.00 44500.000 2.00 2.00 -3.00按照上述格式的數(shù)據(jù)，我們

8、繪出的橫斷面圖如圖15-5所示，平面設(shè)計(jì)軸線位于行車道左側(cè)邊緣，與超高旋轉(zhuǎn)軸重合，行車道為2的單向橫坡，這是第一種樣式的橫斷面圖。圖15-5為了使平面設(shè)計(jì)軸線位于行車道的中心位置，我們需要對(duì)路幅寬度文件（*.wid）進(jìn)行如下修改：樁號(hào) 中分帶 半側(cè)路面 附加車道 硬路肩 土路肩 （不含此行）ZZZZZZZ 40000.000 4.25 0.00 0.00 0.75 0.75 0 43699.157 4.25 0.00 0.00 0.75 0.75 0YYYYYYY 40000.000 -4.25 7.50 0.00 2.50 0.75 0 43699.157 -4.25 7.50 0.00 2

9、.50 0.75 0注意下劃線位置的數(shù)據(jù)就是進(jìn)圖15-6行了修改的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在路幅寬度文件的左側(cè)增加4.25m的中分帶寬度，然后在右側(cè)，為了抵消左側(cè)中分帶的寬度，同時(shí)也使右側(cè)的路幅有個(gè)向左4.25m的縮進(jìn)，所以，在路幅寬度文件的左側(cè)加上-4.25m。超高文件則不需要修改，然后重新進(jìn)行路基設(shè)計(jì)計(jì)算，繪出的橫斷面如圖15-6所示。這就是我們需要得到的橫斷面圖，平面設(shè)計(jì)軸線位于行車道中心，超高旋轉(zhuǎn)軸仍位于左側(cè)路緣帶的邊緣。通過上面對(duì)數(shù)據(jù)的修改以及對(duì)兩種橫斷面圖進(jìn)行對(duì)照，我們不難發(fā)現(xiàn)，修改后的橫斷面就是修改前的橫斷面設(shè)計(jì)線整個(gè)左移了4.25m，剛好使路基橫斷面行車道中心線位于平面設(shè)計(jì)軸線上。這和我們外業(yè)

10、測量以平面設(shè)計(jì)軸線為中心向左右兩側(cè)進(jìn)行測設(shè)是一致的。15.5分離式路基的邊坡相交計(jì)算15.5.1 邊坡相交計(jì)算的原理在分離式路基的分離處和互通式立交的楔型端之后，均會(huì)出現(xiàn)一段路基雖然已經(jīng)分離但兩側(cè)填方邊坡會(huì)相交的情況，如圖15-7所示。手工很難準(zhǔn)確計(jì)算并判斷邊坡相交的具體位置和兩側(cè)的對(duì)應(yīng)斷面，一些軟件中也只是根據(jù)用戶指定的區(qū)間和位置或采用到兩側(cè)路基邊緣等距的近似做法。而這一區(qū)間特別是在山區(qū)高等級(jí)公路中，當(dāng)填土高度較大時(shí)對(duì)土方數(shù)量的影響也較為嚴(yán)重，同時(shí)也影響路基分離處的排水設(shè)計(jì)。緯地道路CAD系統(tǒng)基于橫斷面設(shè)計(jì)繪圖后自動(dòng)生成的每一斷面的三維數(shù)據(jù)，利用相鄰斷面的邊坡實(shí)體面相交（空間三維面相交確定其

11、交線），可以準(zhǔn)確計(jì)算并確定任意斷面與相鄰路基斷面的邊坡相交位置、樁號(hào)與距離，并自動(dòng)裁剪修正邊坡設(shè)計(jì)線從而得到準(zhǔn)確的斷面面積。圖15-7圖15-8首先，這一功能需要路基設(shè)計(jì)資料和橫斷面設(shè)計(jì)的三維資料數(shù)據(jù)，也就是用戶首先要完成兩個(gè)相鄰項(xiàng)目的橫斷面設(shè)計(jì)過程，然后才能使用“分離式路基處理”功能。參看圖15-7，以相鄰的A、B項(xiàng)目為例，軟件是從當(dāng)前A項(xiàng)目的某一斷面的邊坡線出發(fā)，先搜索計(jì)算其與B項(xiàng)目中相鄰兩個(gè)斷面的邊坡線所形成的三維實(shí)體面相交的，通過空間實(shí)體相交計(jì)算，確定出相交位置后，再由該位置沿邊坡上行到B項(xiàng)目路基邊緣，從路基邊緣推算到對(duì)應(yīng)的路基中心線，從而得到相對(duì)于B項(xiàng)目的樁號(hào)以及該位置兩邊坡相交處至

12、路基中線的距離。15.5.2 分離式路基斷面的處理分離式路基斷面處理的界面如圖15-8所示。菜單：設(shè)計(jì)分離式路基處理命令：HDMSJX_INTER根據(jù)對(duì)話框提示，用戶需要指定相鄰項(xiàng)目的項(xiàng)目名稱和系統(tǒng)自動(dòng)搜索計(jì)算邊坡相交的橫向?qū)挾龋ㄒ话?00m即可）。點(diǎn)擊“確定”后，用戶直接拾取需要搜索計(jì)算確定邊坡相交位置的橫斷面中心線，如果能夠完成搜索計(jì)算，那么系統(tǒng)將直接繪制邊坡相交線（位置），在CAD命令行中顯示出該斷面對(duì)應(yīng)相鄰項(xiàng)目的邊坡相交斷面的樁號(hào)和距離，而且系統(tǒng)會(huì)提示用戶是否自動(dòng)裁剪以繪出新的邊坡線，如圖15-9。如果用戶選擇裁剪原有設(shè)計(jì)線，系統(tǒng)將自動(dòng)對(duì)相交位置的設(shè)計(jì)線進(jìn)行裁剪，在完成裁剪邊坡線的同時(shí)采用虛線繪制出相鄰項(xiàng)目對(duì)應(yīng)位置的路基設(shè)計(jì)斷面及對(duì)應(yīng)樁號(hào)。分離式路基處理后形成的橫斷面如圖15-10所示。圖15-9 圖15-10如果該斷面就沒有出現(xiàn)邊坡相交的情況，執(zhí)行上述操作，系統(tǒng)會(huì)提示不能完成搜索計(jì)算。緯地5.88版本中對(duì)分離式路基處理的功能進(jìn)行了加強(qiáng)，增加了可一次性批量完成多個(gè)分離式路基橫斷面的處理。點(diǎn)按如圖15-8對(duì)話框中的“批量搜索”按鈕，系統(tǒng)在命令行提示“請(qǐng)選擇橫斷面”，使用鼠標(biāo)框選需要進(jìn)行分離式路基處理的多個(gè)橫斷面（以選中橫斷面中線有效）后，系統(tǒng)彈出一個(gè)對(duì)話框詢問“是否全部斷面裁剪原有設(shè)計(jì)線，并繪制相關(guān)斷面簡圖？”，點(diǎn)擊“