分離式路基設(shè)計

-.z.第十五章別離式路基設(shè)計15.1概述在高速公路的設(shè)計當(dāng)中，別離式路基由于它的靈活、多變，能很好地適應(yīng)地形、地物，在高等級公路的設(shè)計中得到了廣泛地應(yīng)用。而別離式路基的處理也是設(shè)計當(dāng)中的一個較復(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)展別離式路基的設(shè)計。別離式路基一般由分幅漸變段、別離段和合幅漸變段三局部組成，如圖15-1所示。在分幅漸變段和合幅漸變段〔即楔形端位置〕，路基中線開場別離，路基橫斷面仍按照整體式路基進(jìn)展處理；在別離段，路基左右幅斷面已經(jīng)別離開來，其橫斷面設(shè)計一般按上行線和下行線分別繪制橫斷面圖，對于別離段起終點位置附近還有局部斷面的邊坡會出現(xiàn)相交，可以利用緯地系統(tǒng)的別離式路基處理方便、準(zhǔn)確地計算出兩邊坡相交位置以及相交點至兩側(cè)路基中線的樁號和距離。圖15-115.2別離式路基的平面設(shè)計別離式路基的平面設(shè)計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線中逐漸過渡別離、又逐漸合并到A線的一段路線，我們把A線和B線分別按照兩個工程進(jìn)展平面設(shè)計就可以。圖15-2第二種方法如圖15-3所示，別離式路基的中線在路線別離的起點和終點均橫向跳開一定的距離，該距離一般為整體式路基中線至別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工程分別進(jìn)展設(shè)計，如圖中的A、B、C、D四條路線。當(dāng)然我們也可以利用立交平面設(shè)計的橫向錯移功能將路線A線、C線和D線做為主線按照一個工程進(jìn)展設(shè)計，將B線單獨做為另一個工程進(jìn)展設(shè)計。圖15-315.3別離式路基的縱斷面設(shè)計在縱斷面設(shè)計中，對于已經(jīng)別離的左、右幅路基，可以不考慮左、右幅路基設(shè)計標(biāo)高的相互關(guān)系，按照一般路基的要求進(jìn)展路線縱斷面設(shè)計即可。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。位于別離段的上行線，對應(yīng)平面設(shè)計可與整體式路基段落做為一個連續(xù)的工程進(jìn)展縱斷面設(shè)計，下行線單獨進(jìn)展縱斷面設(shè)計。下行線起終點設(shè)計標(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)展自動接坡計算，快速、準(zhǔn)確地確定下行線起終點的位置樁號、設(shè)計標(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)展別離式路基的縱斷面設(shè)計。15.4別離式路基的橫斷面別離式路基的橫斷面有兩種形式，一種是平面設(shè)計軸線位于右〔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)計軸線〔公路中線〕、縱斷設(shè)計軸線和超高旋轉(zhuǎn)軸三者之間的關(guān)系來進(jìn)展區(qū)分。對于前一種橫斷面圖，其平面設(shè)計軸線、縱斷設(shè)計軸線和超高旋轉(zhuǎn)軸均在同一位置，我們可以按照常規(guī)的設(shè)計步驟進(jìn)展橫斷面設(shè)計繪圖即可完成；而對于后一種橫斷面圖，我們則需要對路幅寬度文件〔*.wid〕和超高設(shè)置文件〔*.sup〕進(jìn)展修改，使其平面設(shè)計軸線位于行車道中心，而縱斷設(shè)計軸線和超高旋轉(zhuǎn)軸仍位于行車道邊緣。下面我們著重對后一種形式的橫斷面設(shè)計進(jìn)展詳細(xì)的說明。如圖15-4所示為這種別離式路基右幅路基的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖。在"設(shè)計向?qū)Ж曋?，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)計軸線、縱斷設(shè)計軸線與超高旋轉(zhuǎn)軸此時是重合的，這是第一種形式的橫斷面圖?，F(xiàn)在我們需要將平面設(shè)計軸線置于右幅路基行車道的中心線位置，即將整個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)計軸線重合，以得到我們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。路幅寬度文件例如：樁號中分帶半側(cè)路面附加車道硬路肩土路肩〔不含此行〕ZZZZZZZ40000.0000.000.000.000.750.75043699.1570.000.000.000.750.750YYYYYYY40000.0000.007.500.002.500.75043699.1570.007.500.002.500.750超高設(shè)置文件例如左土路肩橫坡左硬路肩橫坡左行車道橫坡樁號右行車道寬右硬路肩橫坡右土路肩橫坡-3.002.002.0040690.0002.002.00-3.00-3.002.002.0042100.2902.002.00-3.00-3.002.002.0042130.290-2.00-2.00-3.00-3.002.002.0043708.166-2.00-2.00-3.00-3.002.002.0043738.1662.002.00-3.00-3.002.002.0044500.0002.002.00-3.00按照上述格式的數(shù)據(jù)，我們繪出的橫斷面圖如圖15-5所示，平面設(shè)計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)計軸線位于行車道的中心位置，我們需要對路幅寬度文件〔*.wid〕進(jìn)展如下修改：樁號中分帶半側(cè)路面附加車道硬路肩土路肩〔不含此行〕ZZZZZZZ40000.0004.250.000.000.750.75043699.1574.250.000.000.750.750YYYYYYY40000.000-4.257.500.002.500.75043699.157-4.257.500.002.500.750注意下劃線位置的數(shù)據(jù)就是進(jìn)展圖15-6了修改的數(shù)據(jù)。現(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，同時也使右側(cè)的路幅有個向左4.25m的縮進(jìn)，SHAPE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)展路基設(shè)計計算，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。圖15-6通過上面對數(shù)據(jù)的修改以及對兩種橫斷面圖進(jìn)展對照，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)計線整個左移了4.25m，，剛好使路基橫斷面行車道中心線位于平面設(shè)計軸線上。這和我們外業(yè)測量以平面設(shè)計軸線為中心向左右兩側(cè)進(jìn)展測設(shè)是一致的。15.5別離式路基的邊坡相交計算15.5.1邊坡相交計算的原理在別離式路基的別離處和互通式立交的楔型端之后，均會出現(xiàn)一段路基雖然已經(jīng)別離但兩側(cè)填方邊坡會相交的情況，如圖15-7所示。手工很難準(zhǔn)確計算并判斷邊坡相交的具體位置和兩側(cè)的對應(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)高等級公路中，當(dāng)填土高度較大時對土方數(shù)量的影響也較為嚴(yán)重，同時也影響路基別離處的排水設(shè)計。緯地道路CAD系統(tǒng)基于橫斷面設(shè)計繪圖后自動生成的每一斷面的三維數(shù)據(jù)，利用相鄰斷面的邊坡實體面相交〔空間三維面相交確定其交線〕，可以準(zhǔn)確計算并確定任意斷面與相鄰路基斷面的邊坡相交位置、樁號與距離，并自動裁剪修正邊坡設(shè)計線從而得到準(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)計資料和橫斷面設(shè)計的三維資料數(shù)據(jù)，也就是用戶首先要完成兩個相鄰工程的橫斷面設(shè)計過程，然后才能使用"別離式路基處理〞功能。參看圖15-7，以相鄰的A、B工程為例，軟件是從當(dāng)前A工程的*一斷面的邊坡線出發(fā)，先搜索計算其與B工程中相鄰兩個斷面的邊坡線所形成的三維實體面相交的，通過空間實體相交計算，確定出相交位置后，再由該位置沿邊坡上行到B工程路基邊緣，從路基邊緣推算到對應(yīng)的路基中心線，從而得到相對于B工程的樁號以及該位置兩邊坡相交處至路基中線的距離。圖15-815.5.2別離式路基斷面的處理別離式路基斷面處理的界面如圖15-8所示。菜單：設(shè)計—別離式路基處理命令：HDMSJ*_INTER根據(jù)對話框提示，用戶需要指定相鄰工程的工程名稱和系統(tǒng)自動搜索計算邊坡相交的橫向?qū)挾取惨话?00m即可〕。點擊"確定〞后，用戶可以單個拾取需要搜索計算確定邊坡相交位置的橫斷面中心線或者批量框選需要進(jìn)展別離式路基處理的橫斷斷面，如果能夠完成搜索計算，則系統(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應(yīng)相鄰工程的邊坡相交斷面的樁號和距離，而且系統(tǒng)會提示用戶是否自動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)計線，系統(tǒng)將自動對相交位置的設(shè)計線進(jìn)展裁剪，形成的橫斷面如圖15-10所示。在緯地新版中，系統(tǒng)在完成裁剪邊坡線的同時采用虛線繪制出相鄰