前言:我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)路線設(shè)計(jì)論文文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā),助您在寫作的道路上更上一層樓。
關(guān)鍵詞:道路縱斷面動(dòng)態(tài)交互式設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用
路線縱斷面設(shè)計(jì),關(guān)系到道路線形的優(yōu)劣、路基的穩(wěn)定性好壞、路基土石方及防護(hù)工程量的大小、路基路面排水是否順暢等諸多問題,對(duì)于道路建設(shè)質(zhì)量有著重要的影響。改革開放以來,我國公路交通事業(yè)得到迅猛發(fā)展,現(xiàn)代科技特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到飛速進(jìn)步,如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)迅捷地完成技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理的路線縱斷面設(shè)計(jì),對(duì)于道路建設(shè)質(zhì)量,尤其是對(duì)于道路立交、山區(qū)道路等地形較為復(fù)雜、高程控制要求較高的工程設(shè)計(jì)來說,是一個(gè)很有意義的課題。目前,國內(nèi)外許多專家同行都在致力于道路設(shè)計(jì)軟件的研制和開發(fā)。
目前,國內(nèi)使用的路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件,大多為靜態(tài)交互式軟件。在設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)者通過不斷地修改數(shù)據(jù)文件或通過鍵盤輸入命令或數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話,使得設(shè)計(jì)不斷地得到完善,從而完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)的。這和手工設(shè)計(jì)相比,雖然有很大的進(jìn)步,但仍然不能令設(shè)計(jì)人員感到滿意。其主要缺點(diǎn)是:第一,修改數(shù)據(jù)工作量大。設(shè)計(jì)者往往要通過幾十次,甚至上百次地修改數(shù)據(jù),才能完成設(shè)計(jì)。第二,輸入數(shù)據(jù)的合理性無法預(yù)料。即便是對(duì)一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者來說,在修改設(shè)計(jì)的過程中,對(duì)于輸入的數(shù)據(jù)可能會(huì)產(chǎn)生的相鄰曲線"穿袖"等不合理的情況也往往無法預(yù)料。即使沒出現(xiàn)這種情況,設(shè)計(jì)者也不能保證其技術(shù)指標(biāo)就一定能得到滿足,等到發(fā)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)不合理時(shí),設(shè)計(jì)者又要再次修改輸入數(shù)據(jù),這無疑明顯地增加了設(shè)計(jì)者的工作量。
本人所作的路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件的研制開發(fā)工作,是以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互設(shè)計(jì)功能為目標(biāo)。所謂動(dòng)態(tài)交互設(shè)計(jì)功能,是設(shè)計(jì)者可通過鼠標(biāo)選擇命令和操作對(duì)象(變坡點(diǎn)、坡度線或豎曲線等),然后通過鼠標(biāo)來拖動(dòng)操作對(duì)象,實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的人機(jī)對(duì)話,每一次人機(jī)對(duì)話都可以實(shí)現(xiàn)操作對(duì)象及其技術(shù)參數(shù)(坡長、坡度、豎曲線半徑、設(shè)計(jì)高程等)連續(xù)的動(dòng)態(tài)顯示,設(shè)計(jì)者可以從計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)地連續(xù)觀察到設(shè)計(jì)的修改動(dòng)態(tài)、相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)和路線技術(shù)指標(biāo)的變化情況,直到比較滿意為止。這樣,一次動(dòng)態(tài)交互設(shè)計(jì)操作就相當(dāng)于幾次甚至于十幾次靜態(tài)交互設(shè)計(jì)操作,從而使設(shè)計(jì)人員感到非常方便,明顯地提高了設(shè)計(jì)效率。在程序研制過程中,本人結(jié)合參與山區(qū)公路和平原地區(qū)高等級(jí)公路及立交設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),盡量使程序功能貼近設(shè)計(jì)者的需要,通過幾項(xiàng)實(shí)際工程設(shè)計(jì)的考驗(yàn),證明該軟件具有較好的實(shí)用價(jià)值和廣泛的適用性。
本軟件采用ADS-C語言編制,在AutoCADforWindows12.0版以上的環(huán)境下運(yùn)行。軟件的主要特點(diǎn)如下:
1充分利用AutoCAD軟件的強(qiáng)大功能
Aut0CAD是由美國的Autodesk公司推出的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,是目前在各設(shè)計(jì)單位非常流行的應(yīng)用軟件。AutoCAD實(shí)質(zhì)上是一個(gè)圖形數(shù)據(jù)庫,它有非常完善的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖形算法。設(shè)計(jì)者所作的每一次圖形建立或修改操作,實(shí)際上就是通過AutoCAD的各項(xiàng)功能來修改圖形數(shù)據(jù)庫,而屏幕上所看到的圖形只不過是數(shù)據(jù)庫的一種圖形反映而已。因此,AutoCAD軟件實(shí)際上是采用"事件型"應(yīng)用程序的開發(fā)來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的。所謂"事件型"程序就是各應(yīng)用程序分別從圖形數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù),然后又將計(jì)算結(jié)果放回到圖形數(shù)據(jù)庫中去,使圖形數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)記錄得到修改,從而使屏幕上的圖形同時(shí)得到修改。各應(yīng)用程序只對(duì)某一個(gè)"事件"即某一項(xiàng)功能負(fù)責(zé),而各應(yīng)用程序相對(duì)獨(dú)立,它們之間不發(fā)生直接的聯(lián)系,這就使應(yīng)用程序的開發(fā)只需考慮如何從圖形數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù),如何修改圖形數(shù)據(jù),而不受其他應(yīng)用程序的影響,給軟件開發(fā)工作帶來很大的便利。AutoCAD軟件還允許用戶采用Autolisp語言和C語言等開發(fā)應(yīng)用程序,允許用戶在圖形數(shù)據(jù)庫的記錄中寫入用戶外部數(shù)據(jù),進(jìn)行二次開發(fā)工作,正是由于AutoCAD軟件具有上述優(yōu)點(diǎn),因此,全世界有數(shù)以萬計(jì)的用戶在AutoCAD平臺(tái)上進(jìn)行專業(yè)CAD軟件的開發(fā)工作。
2較強(qiáng)的設(shè)計(jì)管理能力
本軟件能在同一圖形文件中同時(shí)設(shè)計(jì)多條道路及其立交匝道,每一條道路或匝道都由設(shè)計(jì)者賦予一個(gè)道路名稱,并且可根據(jù)需要隨時(shí)改名。每條道路的設(shè)計(jì)互不干擾,并且每一個(gè)圖形文件可隨時(shí)存盤,下一次設(shè)計(jì)時(shí)只需將圖形文件調(diào)入AutoCAD即可繼續(xù)進(jìn)行。每一個(gè)圖形文件同時(shí)能設(shè)計(jì)的道路長度及道路條數(shù)只和計(jì)算機(jī)內(nèi)存大小有關(guān),和軟件本身無關(guān)。為此,曾在一臺(tái)具有32M內(nèi)存的普通586微機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明,軟件能處理一條具有1萬個(gè)變坡點(diǎn)和10萬個(gè)地面高程點(diǎn)的道縱斷面設(shè)計(jì),這相當(dāng)于一條1000公里以上長度的道路縱斷面設(shè)計(jì),完全能滿足各種道路工程設(shè)計(jì)的需要。
3靈活的動(dòng)態(tài)交互功能
軟件充分體現(xiàn)了動(dòng)態(tài)交互的特點(diǎn),凡修改設(shè)計(jì)的命令均采用選取操作對(duì)象,然后用動(dòng)態(tài)拖動(dòng)操作對(duì)象的方式進(jìn)行。動(dòng)態(tài)拖動(dòng)可以沿任意方向或沿設(shè)計(jì)者指定的樁號(hào)、高程或縱坡方向拖動(dòng),并可以按照設(shè)計(jì)者指定的樁號(hào)、曲線半徑或縱坡的變化及步長進(jìn)行拖動(dòng)。操作對(duì)象的拖動(dòng)幅度相對(duì)于鼠標(biāo)移動(dòng)距離的比例也可任意調(diào)整,從而使設(shè)計(jì)者可以精確地進(jìn)行設(shè)計(jì)的微調(diào),直到滿意為止。拖動(dòng)方式及步長的調(diào)整可以在拖動(dòng)過程中利用熱鍵和對(duì)話框的方式進(jìn)行,非常方便。為適應(yīng)不同設(shè)計(jì)者和不同場(chǎng)合的需要,在拖動(dòng)過程中也可以利用熱鍵方式完成設(shè)計(jì)參數(shù)的鍵盤交互輸入。當(dāng)設(shè)計(jì)者對(duì)所作的設(shè)計(jì)修改不滿意時(shí),使用程序?qū)iT設(shè)計(jì)的撤消功能,可以很方便地撤消前一次修改,直到恢復(fù)原有設(shè)計(jì)為止。
4比較完善的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)檢查和動(dòng)態(tài)高程控制檢查功能
在拖動(dòng)設(shè)計(jì)過程中,程序隨時(shí)檢查數(shù)據(jù)(坡度、坡長或豎曲線半徑)的合理性,自動(dòng)防止相鄰豎曲線出現(xiàn)"穿袖"等不合理情況,并作相應(yīng)的提示。
設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需要,在任意樁號(hào)設(shè)置高程控制點(diǎn)。在拖動(dòng)過程中,可通過熱鍵動(dòng)態(tài)顯示拖動(dòng)范圍內(nèi)各控制點(diǎn)樁號(hào)的設(shè)計(jì)高程、控制高程及它們之間的差值,使設(shè)計(jì)者很快作出滿足高程控制點(diǎn)要求的設(shè)計(jì)。高程控制點(diǎn)可采用拖動(dòng)方式進(jìn)行移動(dòng),不需要時(shí)可隨時(shí)刪除。
5內(nèi)容豐富的信息查詢功能
程序還具備了豐富的信息查詢功能,其內(nèi)容有設(shè)計(jì)線要素表、技術(shù)指標(biāo)查詢、控制點(diǎn)查詢表,設(shè)計(jì)高程、地面高程和填挖高度等內(nèi)容的動(dòng)態(tài)查詢,查詢指定樁號(hào)之間的路基土石方數(shù)量等。
6適應(yīng)能力強(qiáng)的繪圖功能
用戶可自行定義縱斷面設(shè)計(jì)圖的幅面大小、標(biāo)注欄的順序和欄寬、字體大小、標(biāo)注內(nèi)容及其精度等多項(xiàng)要求,并可以工作文件的形式儲(chǔ)存定義信息,便于日后使用。
1.1模擬計(jì)算方式
所謂的模擬計(jì)算法就是針對(duì)建設(shè)地實(shí)際情況以及公路建設(shè)方案進(jìn)行模擬計(jì)算,合理規(guī)劃公路建設(shè)的相關(guān)指標(biāo)和具體數(shù)據(jù),在選擇公路建設(shè)方案時(shí)選取與模擬結(jié)果最為接近的方案。容耀華(2006)在對(duì)某高填方軟土路基特殊路段處治方案進(jìn)行比選時(shí),借助于數(shù)值模擬手段,對(duì)路堤與江堤并行特殊路段的處治方案進(jìn)行模擬,重點(diǎn)研究了路堤施工過程路基的變形及其對(duì)江堤安全的影響。通過對(duì)不同設(shè)計(jì)方案計(jì)算結(jié)果的分析,從安全可行及經(jīng)濟(jì)的角度進(jìn)行了方案的比選,從而確定了最終設(shè)計(jì)方案。通過模擬計(jì)算能夠有效分析高速公路建設(shè)過程中所遇到的技術(shù)問題,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的難度,保證建設(shè)質(zhì)量。
1.2優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析方式
不同的環(huán)境下不同設(shè)計(jì)方案都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析法就是針對(duì)特定的環(huán)境下不同方案所產(chǎn)生的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析,從而選擇優(yōu)點(diǎn)較多的設(shè)計(jì)方案。康華剛(2007)在研究西康高速公路秦嶺終南山特長隧道消防設(shè)計(jì)方案比選時(shí),采用優(yōu)缺點(diǎn)列舉對(duì)比分析法對(duì)滅火設(shè)施組合、消防干管布置、消防水源選擇等關(guān)鍵性方案進(jìn)行了比選。
1.3價(jià)值工程法
針對(duì)公路建設(shè)方案應(yīng)該建立相應(yīng)的價(jià)值評(píng)定指標(biāo)體系,從而判斷各個(gè)方案的工程價(jià)值,確定方案選擇。而價(jià)值工程法就是在這一基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的。在公路建設(shè)過程中通過結(jié)合實(shí)際條件客觀的評(píng)價(jià)不同工程的機(jī)制,通過分析指標(biāo)權(quán)重來選擇公路設(shè)計(jì)方案。秦志斌(2011)在研究山區(qū)公路對(duì)自然環(huán)境的影響多目標(biāo)評(píng)價(jià)時(shí),首先構(gòu)建了三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,然后運(yùn)用主觀賦權(quán)法(層次分析法AHP)和客觀賦權(quán)法(熵值法)結(jié)合起來確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重大小來確定其對(duì)于目標(biāo)的重要性和對(duì)實(shí)際問題(山區(qū)公路路線對(duì)環(huán)境的影響)的作用大小。
2對(duì)不同公路線路設(shè)計(jì)方案比選方式的評(píng)析
在公路線路設(shè)計(jì)過程中選擇不同的比選方式會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)方案有較大影響,上文所介紹的四種設(shè)計(jì)方案對(duì)比方式在實(shí)際工程建設(shè)過程中是比較常用的,但是不同的對(duì)比方式具有不同的特點(diǎn),具有一定的優(yōu)勢(shì)和缺陷,接下來就對(duì)這四種方式進(jìn)行深入分析,從而在實(shí)際公路建設(shè)過程中可以選擇更適合的方式來進(jìn)行方案對(duì)比分析,提高公路建設(shè)質(zhì)量。
2.1五種對(duì)比方式優(yōu)點(diǎn)
五種對(duì)比方式都有其不同的優(yōu)點(diǎn),比如多指標(biāo)綜合比選法通過分析公路建設(shè)方案的不同指標(biāo)來判斷線路方案是否適合當(dāng)?shù)氐墓方ㄔO(shè),這種方式可以利用指標(biāo)來衡量建設(shè)方案質(zhì)量,更加直觀。而模擬計(jì)算方式可以通過模擬還原實(shí)際建設(shè)狀況,使建設(shè)方案更加貼近建設(shè)環(huán)境,符合建設(shè)需要。在設(shè)計(jì)方案差別較小,而且方案較多的情況下優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析方式可以更加客觀的反映各種方案的優(yōu)勢(shì)和缺陷,從而根據(jù)實(shí)際需要引導(dǎo)建設(shè)者選擇更為適當(dāng)?shù)姆椒āMㄟ^衡量方案價(jià)值確定選擇何種公路建設(shè)線路,價(jià)值工程法能夠更精確的判定線路的價(jià)值,從而全面反映不同方案的價(jià)值,為線路選擇提供必要的幫助。
2.2五種對(duì)比方式缺點(diǎn)
不同的對(duì)比方式除了各具優(yōu)勢(shì)以外還存在不同的問題和缺陷。多指標(biāo)綜合比選法的卻缺點(diǎn)是過分偏重于指標(biāo)衡量,雖然涉及的指標(biāo)較多但是仍然缺乏實(shí)踐性,不能夠反映方案是否真正符合實(shí)際建設(shè)需要。而模擬計(jì)算方式雖然可以通過模擬計(jì)算實(shí)際環(huán)境來確定方案的實(shí)效性,但是在計(jì)算過程中如何選擇適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)仍然存在問題,特別是計(jì)算過程中由于計(jì)算較為復(fù)雜,所以經(jīng)常存在計(jì)算錯(cuò)誤。優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比方法能夠直觀的反映各種方案的優(yōu)缺點(diǎn),但是僅僅局限在現(xiàn)有的方案之中,不能通過對(duì)比判斷實(shí)際建設(shè)所需要的具體方案,從而影響建設(shè)質(zhì)量。通過衡量方案價(jià)值盡管能夠確定方案的價(jià)值,但是并沒有規(guī)定何種價(jià)值的方案更符合各地建設(shè)需要,不能夠具體問題具體分析,所以仍然具有局限性。
3結(jié)束語
1懸臂梯法
當(dāng)工作人員無法從塔身內(nèi)部進(jìn)入外部進(jìn)行工作時(shí),可以從外側(cè)向內(nèi)進(jìn)入電場(chǎng),這種方式類此于將工作人員使用吊臂從安全路徑進(jìn)入電場(chǎng)這種作業(yè)方式分成上、中相進(jìn)行,中相的橫擔(dān)較長于上相,在進(jìn)行上部工作時(shí)一般將增長平梯和擺梯。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)將絕緣橫梯作為作業(yè)人員進(jìn)入電場(chǎng)的絕緣懸臂梯,在其端部及中部要設(shè)置固定性較好的拉繩并將其固定在架空地線支架上,并且在絕緣懸臂梯的兩端進(jìn)行懸臂的設(shè)置。在進(jìn)行設(shè)置時(shí)要考慮等電位的安全距離,進(jìn)行等電位電工時(shí)要從上往下進(jìn)行,當(dāng)作業(yè)人員確定好所站的位置時(shí)就應(yīng)該將牽引擺梯的繩子拉近至帶電導(dǎo)線,從而有助于作業(yè)人員進(jìn)入等電位。當(dāng)工作人員無法進(jìn)入下相橫擔(dān)時(shí),一般是因?yàn)閷?dǎo)線位置無法形成安全距離,當(dāng)采用懸臂橫桿時(shí)可使用其導(dǎo)線將工作人員的位置適當(dāng)移動(dòng),從而保證安全距離;另外在進(jìn)行下相工作時(shí)要盡量保證其余上、中相之間的距離,盡量保證相鄰的兩層橫擔(dān)之間具有3.5米的安全距離,從而保證作業(yè)人員的安全。
2多回路線
多回的耐張塔上的工作會(huì)因?yàn)樯弦幌嗑€的引流線具有一定的柔性和馳度從而會(huì)對(duì)作業(yè)人員的安全距離形成威脅。使用杠桿原理可以使用工具將引流線向外旋轉(zhuǎn)從而保證作業(yè)人員可以進(jìn)行安全行動(dòng)。可以在工作中使用限距支撐絕緣桿,其桿上刻有刻度另外端上有金屬鉤可以在引流線上固定,除此之外其防滑套可以保證固定在橫擔(dān)上的穩(wěn)定性。該工具的存在是為了能在進(jìn)行挑移引流線工作時(shí)能幫助作業(yè)人員進(jìn)行安全距離的及時(shí)控制。在進(jìn)行耐張引流線跳移時(shí),可以借助于絕緣桿,使用絕緣桿將引流線推至適宜位置,將會(huì)存在一個(gè)較大的水平分力。這將會(huì)導(dǎo)致引流線變形,從而會(huì)影響引流線與瓷瓶串之間的距離,會(huì)導(dǎo)致在作業(yè)工程中存在一定的安全隱患。可以使用相關(guān)的措施來改變情況的產(chǎn)生。在可選裝的杠桿上安裝特制的旋轉(zhuǎn)鉤桿,并安裝與橫擔(dān)的端部同時(shí)在絕緣杠桿的導(dǎo)線端設(shè)置加工索指套,在進(jìn)行操作過程中,可以使用引流線弧垂值進(jìn)行數(shù)值調(diào)整。在進(jìn)行工作時(shí)可以通過杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)完成引流線位移的調(diào)整。但值得注意的是位移值的設(shè)置要滿足一定要求,即其杠桿在固定與橫擔(dān)的上、下橫擔(dān),從而有助于作業(yè)人員的橫擔(dān)工作。除此之外,在正常工作中一般耐張桿不會(huì)有太大的尺寸變化,但由于實(shí)際中會(huì)存在線路的曲折系數(shù),會(huì)使用角度較大的轉(zhuǎn)角桿塔,從而可能導(dǎo)致引流線塔旋轉(zhuǎn)尺寸較大。在進(jìn)行轉(zhuǎn)角桿塔內(nèi)角側(cè)進(jìn)行工作時(shí),可以使用引流旋轉(zhuǎn)來加大安全距離。外角側(cè)引流的選裝會(huì)造成橫擔(dān)的頭部尺寸進(jìn)行縮小,從而會(huì)導(dǎo)致安全距離不足。由此可見其轉(zhuǎn)角度數(shù)會(huì)對(duì)帶電作業(yè)的影響是重大的。
3總結(jié)