第六章 路线纵断面计算机辅助设计
铁路线路纵断面计算机辅助设计及优化方法
铁路线路纵断面计算机辅助设计及优化方法
潘珺;董晋雷
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2003(029)009
【摘要】结合铁路线路纵断面设计的实践经验,介绍了利用计算机实现自动分坡并进一步优化设计的处理方法,达到了线路纵断面CAD系统的实际运用效果.
【总页数】2页(P155-156)
【作者】潘珺;董晋雷
【作者单位】煤炭工业太原设计研究院,山西,太原,030001;煤炭工业太原设计研究院,山西,太原,030001
【正文语种】中文
【中图分类】U212.34
【相关文献】
1.用电子计算机辅助设计埋地管道线路纵断面 [J], 刘爱平
2.铁路纵断面自动设计与优化方法研究 [J], 孔国梁;李顶峰
3.铁路线路纵断面计算机辅助设计及优化方法的研究与运用 [J], 陈慧勇;路伟
4.电缆线路纵断面图计算机辅助设计软件—DLZDT [J], 杨卫东
5.基于拟合平纵断面的铁路特大桥梁线路平顺性评估 [J], 王平; 高天赐; 汪鑫; 杨翠平; 王源
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公路路线纵断面计算机辅助设计
维普资讯
７ ８
中
南
公路工来自程 第２ ７卷
小 坡 度 标 准 。 用 户输 入 相 应 的 值 后 ， 统 就 会 系
计操 作 ， 有 方 便 、 洁 、 象 、 速 的 特 点 。 具 简 形 迅
可 以说 ， 态 拉 坡 设 计 是 区 别 于 手 工 拉 坡 设 计 动 最 突 出 的 地 方 ， 是 手工 设 计 不 可 比 拟 的 一 也
一
插入 变 坡 点 、 除 变 坡 点 四 种 动 态 设 计 操 作 ， 删 无论 是 处 于 哪 一 种 动 态 设计 ， 能 够 保 证 两 边 都
变坡 点 的标 高 不 变 ， 且 任 何 时候 只 有 一 种 动 并 态设 计 是 可 行 状 态 ， 计 界 面 见 图 ２ 设 。 动 态 拉 坡 设计 的 最 大 优 点 是 ， 可 以 对 已 既 经 设 计 完 毕 的 纵 坡 进 行 调 整 、 化 ， 补 不 完 优 修 善之 处 ， 理 过 程 非 常 容 易 ， 可 以在 没 有 任 处 又 何数 据 的基 础 上 设 计 纵 坡 。 如 果 用 户 输 入 了 纵 向资 料 （ 形 资 料 ） 则 根 据 这 些 地 面 资 料 ， 地 ， 面对 地形 的 高 低 起 伏 ， 户 可 任 意 进 行 拉 坡 ， 用 设 计 好 的 纵 坡 线 即 时 显 示 出来 ， 随 着 地 形 线 伴
纵 向延 伸 。
种 输 入 方 法 输 入 数 据 ， 入 到 另 一 种 方 法 进
时 ， 应 的 数 据 已 经 动 态 更 新 ， 样 保 证 了 设 相 这 计 的 一 体 化 ） 纵 坡 设 计 的 同 步 性 （ 计 坡 随 输 、 设 入 的设 计 坡 数 据 实 时 变 化 ） 表 ２和 表 ３分 别 ， 为某 工 程 的 坡 长 输 入 法 和 桩 号 输 入 法 的 数 据 实例 （ 选 ） 据格式 。 节 数
纵断面设计的步骤
纵断面设计的步骤纵断面设计是道路工程中不可或缺的环节，它描述了道路沿线的地形变化以及道路的纵向特征。
在进行纵断面设计之前，需要进行详尽的地形测量和确定设计标准，以确保设计的道路满足交通和安全要求。
下面将介绍纵断面设计的主要步骤。
步骤一：确定纵断面起点和终点确定纵断面的起点和终点是设计过程的第一步。
起点通常为接口或交叉路口，而终点则可以是另一个接口或者终点道路。
这一步的目的是确定设计的范围，以便进行后续的设计工作。
步骤二：收集地形数据收集地形数据是纵断面设计的关键步骤之一。
使用地形测量仪器或者无人机等先进的测量工具，对道路沿线的地形进行测量，以获取高程数据。
这些数据将用于绘制纵断面图，并对设计做出影响。
步骤三：绘制纵断面图根据收集到的地形数据，使用计算机辅助设计软件（CAD）或绘图工具，绘制纵断面图。
在纵断面图中，道路的纵向比例通常为1：100或1：200，以便能够清晰可见地显示道路的变化。
纵断面图应包含道路的中心线、纵坡、切坡、挖土和填土等重要信息。
步骤四：确定设计标准和要求在进行纵断面设计之前，需要根据交通规划和设计要求确定道路的设计标准。
这些标准包括道路的纵向坡度、最小半径、最大坡度等。
根据不同的设计要求，纵断面的设计将有所不同。
步骤五：确定纵断面的纵向坡度纵断面的纵向坡度是指道路的纵向变化。
根据设计标准和道路的功能，确定道路的纵向坡度。
通常，道路中心线的纵坡应逐渐降低，以便提供流畅和安全的行车体验。
步骤六：设计挖土和填土区域在绘制纵断面图时，需要根据道路纵向变化确定挖土和填土的区域。
挖土区域通常出现在道路的上坡段，而填土区域则出现在下坡段。
设计挖土和填土区域时，需要考虑土壤的稳定性和排水条件。
步骤七：设计切坡和边沟对于具有较大纵坡的道路，需要设计切坡和边沟以确保道路的稳定性和排水。
切坡是指道路两侧的斜坡，其目的是防止土壤坍塌。
边沟是指道路两侧的开放排水渠，用于排除降水和道路上的积水。
步骤八：进行纵断面的评估和修改在完成纵断面设计后，需要对设计进行评估和修改。
路线纵断面图的绘制及施工量计算纵断面图-易图图库
粗折线表示纵坡设计线。此外，上部还注有以下资料： 水准点编号、高程和位置；竖曲线示意图及其曲线元素； 桥梁的类型、孔径、跨数、长度、里程桩号和设计水位；涵洞的类型、孔径和里程 桩号； 其它道路、铁路交叉点的位置、里程桩号和有关说明等。 图的下部几栏表格，注记以下有关测量和纵坡设计的资料： l) 在图纸左面自下而上填写直线与曲线、桩号、填挖土、地面高程、设计高程、坡 度和距离等栏，上部纵断面图上的高程按规定的比例尺注记，但先要确定起始高程 ( 如图中 0+000 桩号的地面高程 ) 在图上的位置，且参考其它中桩的地面高程，使 绘出的地面线处于图上的适当位置。 2) 在“桩号”栏中，自左至右按规定的里程比例尺注上各中桩的桩号。 3) 在“地面高程”栏中，注上对应于各中桩桩号的地面高程，并在纵断面图上按各中 桩的地面高程依次展绘其相应位置，用细直线连接各相邻点位，即得中线方向的地 面线。 4) 在“直线与曲线”栏中，应按里程桩号标明路线的直线部分和曲线部分。 曲线部分用直角折线表示，上凸表示路线右偏，下凹表示路线左偏， 并注明交点编号及其桩号，注明， R ， T ， L ， E 等曲线元素。 5) 在上部地面线部分进行纵坡设计。 设计时，要考虑施工时土石方量最小、填挖方尽量平衡及小于限制坡度等道路有关 技术规定。
由中桩开始，逐一将特征点画在图上，再直接连接相邻点，即绘出横断面的地面线 。 横断面图画好后，经路基设计，先在透明纸上按与横断面图相同的比例尺分别绘出 路堑、路堤和半填半挖的路基设计线，称为标准断面图， 然后按纵断面图上该中桩的设计高程把标准断面图套在实测的横断面图上。 也可将路基断面设计线直接画在横断面图上，绘制成路基断面图， 该项工作俗称“戴帽子”。图 13-27 粗实线所示为半填半挖的路基断面图。 根据横断面的填、挖面积及相邻中桩的桩号，可以算出施工的土、石方量。
civil3d 学习指南 6 纵断面
纵断面从地形曲面来创建纵断面时， Civil 3D 2007在曲面、路线和纵断面之间维持着实时动态关联——对路线或是曲面的任何修改都将自动的引起纵断面的更新。
创建指定纵断面的工具集中在一个工具条中，它提供了多种选项来实现纵断面设计。
在纵断面设计中Civil 3D 2007拥有两种不同的图元对象：纵断面和纵断面图。
纵断面是指通过剖切曲面得到的实际地形线或者是设计者做出的设计纵断面线，它们都有各自的相关样式和标签样式。
纵断面图是为显示纵断面线提供的一种容器－网格、轴线、标注和图题，网格的任何一条边都包含有设计数据，如水平点/变坡点等等。
创建地形纵断面为简便起见，我们重新建立了一个新的路线的图形，在这个练习中，您将为路线Road创建原始地形纵断面。
1.打开“5_Alignment Complete.dwg”。
2.菜单“纵断面 > 从曲面创建”。
3.确认对话框中的“路线”选中“Road”，“曲面”选中“自然地面”；接受所有默认设置4.点击“添加>>”按钮,如图所示.现在纵断面被添加到了纵断面列表中。
注意纵断面的样式为“地面线”。
如果需要，您可以继续添加道路边线的偏移纵断面。
在快捷信息浏览中，纵断面显示为路线下的一个子结点。
5.点击“确定”6.创建纵断面图7.接下来我们创建一个纵断面图，用以显示刚才创建的纵断面对象。
8.菜单“纵断面 > 创建视图”9.纵断面图名称改为“Road 纵断面图”10.确认“路线”下拉框中选中“Road”11.在“纵断面图样式”中选择“轴线和完整栅格”；“标注栏集”选择“地面数据”。
接受所有其它设置12.点击“确定”13.在图上点击地形右方的H点作为插入点，生成纵断面图注意屏幕上可以选择的对象只有两个：纵断面线本身和纵断面图。
除了纵断面线以外的所有图形内容都属于纵断面图，包括轴线、栅格线、标注栏等。
创建设计纵断面接下来，您将为路线Road创建一个设计纵断面（即纵曲线）。
铁路线路纵断面计算机辅助设计及优化方法的研究与运用
匕 来 ，随着 计算 机 应用技 术 的不 年
．
对纵 断 面地 面 线进 行 规 则化 处 理 ，使 之 成 为 既 能反 映地 面起 伏 状 况 ，又具 有 一 定规 律可 寻 的光滑 曲线 ，再运 用 均 差 原理 选择 变 坡 点 ，才 能实 现 线路 纵断 面 自动分 坡 的 目标 。
下去 曲线越 来 越光 滑 （ 卜 Ｃ ，但 围 ）
Ｌ断 发展 ， 路线 路勘 测设 计行 业 ｒ 铁
与地 面 线偏离 也 越来越 远 （ １ ｄ ； 图 一 ）相 反 ， 果处理 次 数 Ⅳ一 定 ， 变平 滑半 如 改
径 Ｒ， 所得 结果 也差 异 较大 。 因此 ， 选
Ｃ Ｄ技术也得到 了广 泛运用 ， Ａ 推出了一 系列方便适用 的勘 测设计单项及 一体化 软件。本文结合铁 路线路 纵断面设 计工 作实践及 对该领域计 算机 辅助设计 的研 究 ，提出一 套纵断 面 自 分坡及优化设 动 计 的处理方法 ， 用该理 论研 发的 《 路 运 铁 线路纵断面计算机 辅助设计 系统 被 列 入 呼和浩特铁路局２∞年科研开 发项 目。 ０
量 循 环控 制 ， 以划 分 坡 段 的 平均 长 度
及 设计 人指 定 的小 于 《 规范 规 定最 短
坡 段 的个数 作边 界条件 来 处理 。 Ｉ２ 确定 线路初 始纵 断面 ． 经 过 上 述 处 理 形 成 的地 面 模 型 ，
是 一 条 分段 光 滑且 近 似 抛 物 线 的平 滑
节。 人工 设计纵 断 面不仅 工作 量大 ， 设
式中：
∑（—１ Ｒ） １ ， ／
、
，
Ｒ—— 平 滑半 径 ．ｍ；
铁路线路纵断面
谢谢观看
有道碴的桥梁可放在任何纵断面上。不铺道碴的钢桥，应尽量放在平道上，因为在坡道上的钢轨容易产生纵 向移动，造成病害，不利于行车安全和养护工作。隧道处的纵断面，可设置单向坡或人字坡，坡度一般不小于3‰, 以利于排水。但人字形坡通风不良，采用内燃机车或蒸汽机车牵引时，机车排出的废气或煤气会污染隧道内的空 气，影响旅客及乘务人员的健康，故宜用单向坡。不过，人字坡对施工是有利的，需要时也可采用。车站原则上 应设在平道上；如地形困难，不可避免时，也可设在坡道上；但应保证下列条件：①列车能起动；②停放的单独 车辆或列车不致溜走；③在车站范围内纵断面的平顺性。因此，站内坡度一般不得超过2.5‰,以保证列车起动。 只有在地形条件十分困难，对不办理调车或列车摘车等作业的中间站，其到发线可准许设在陡于2.5‰的坡道上, 但坡度的最大值，不得超过区间限制坡度减去起动附加阻力的数值。
在纵断面上相邻变坡点间的距离称为坡段长度。从运营观点上，最好把纵断面设计成尽量长的同一坡度。以 减少变坡点。为了减少土石方工程，相反地，变坡点要和地面起伏相配合，因而有时出现过多的变坡点,使坡段长 度缩短。于是在设计纵断面时,有必要规定坡段的最短长度。中国1975年公布的《铁路工程设计技术规范》所规 定的坡段最短长度为500～250米，视设计线的远期到发线的有效长度而定。
限制坡度的选定是选线工作中的一个核心问题。选定限制坡度有两个基本条件：一是地形，二是运量。运量 是考虑限制坡度标准的前提，地形则是决定限制坡度标准的根据。在地形复杂的自然环境中，如何正确处理好运 量和大自然的关系，以取得最佳的经济效果，是线路纵断面设计中一项头等重要的任务。
在山区选线时，线路的坡度应力求和线路走向的自然纵坡相吻合，经过努力后所定出的铁路线，自然坡度仍 较大时，其最后无法避免的阻力，可以选用适当的机车予以克服。这样，一方面顺从自然定坡，另一方面借重型 机车，以补救不足，就可以得出一条经济合理的铁路线。按照限制坡度接近自然坡度的方式所设计出来的线路纵 断面，其工程量最小，线路最短。
地铁线路纵断面计算机辅助设计研究的开题报告
地铁线路纵断面计算机辅助设计研究的开题报告一、选题的背景和意义随着城市规模不断扩大，地铁交通作为一种快速、高效、环保的交通方式，得到了越来越广泛的应用。
在地铁建设中，地铁线路的设计是至关重要的环节之一。
地铁线路的纵断面设计涉及地下埋深、车站布置、隧道断面、钢轨尺寸等多个方面，直接关系到地铁线路的安全、运行效率和投资效益。
传统的地铁线路设计通常是通过手工绘制，该方法效率低下，易出现误差，不符合现代化工程设计要求。
因此，采用计算机辅助设计的方法，提高地铁线路设计的效率和精度，是一个迫切需要解决的问题。
本文旨在研究地铁线路纵断面的计算机辅助设计方法，以提高地铁线路设计的质量和效率，为城市地铁建设提供技术支持和实用价值。
二、主要研究内容和技术路线本文将研究地铁线路纵断面的计算机辅助设计方法，主要包括以下研究内容：1.地铁线路纵断面设计的基本原理和方法，包括地铁线路的参数要求、施工标准及相关规范的研究。
2.地铁线路纵断面计算机辅助设计的软件系统开发，包括两维和三维模型设计、模拟仿真、运动轨迹规划等方面。
3.所开发的软件系统应具有人机交互界面友好、操作简便、精度高等特点，以提高地铁线路设计效率和精度。
技术路线如下：1.通过文献阅读、对现有软件的调研和使用体验，了解地铁线路纵断面设计的基本原理和方法，以及已有的计算机辅助设计方法。
2.基于C++语言，使用OpenGL图形库、Qt图形用户界面库开发地铁线路纵断面计算机辅助设计程序。
3.分析地铁线路纵断面设计的功能要求，设计软件架构，实现所需功能，包括输入、编辑、自动计算、绘制纵断面等功能。
4.测试软件的性能、界面友好度和设计精度，根据测试结果进行修改和完善，使软件能够满足设计需要和用户要求。
三、预期成果和应用价值本文的预期成果为：1.研究地铁线路纵断面计算机辅助设计的基本原理和方法，建立完整的设计过程和参数要求，并对地铁线路纵断面的设计进行系统的研究、分析和总结。
线路纵断面设计
线路纵断面设计
1
一、区间线路的纵断面设计概述
1 纵断面设计
纵断面设计是在平面设计的基础上拉坡定线的过程。其内容包括： a 在初步设计阶段确定最大坡度 b 坡段长度 c 坡段连接 d 坡度折减
α=13°30′ R=550 Ly=129.59
α=18°24′ R=550 Ly=176.63
366
178
③
④
(2)将②号曲线前长度不小于200 m的直线段，设计为长度200 m的坡段，坡度不予减缓，按限 制坡度12‰设计。
12
11.2
500
α=34°36′ R=800 Ly=483.11
①
6.89m
10
12
11.0
12
11.4
11.2
12
200
300
350
250
250
15
225
②
α=26°24′ R=600 Ly=276.46
α=13°30′ R=550 Ly=129.59
α=18°24′ R=550 Ly=176.63
366
178
③
④
8.54
400m
(3)将长度小于近期货物列车长度的②号圆曲线，设计为一个坡段，坡段长度取300m，设计 坡度为
坡段长度的设置原则：
1) 在符合地形的条件下工程量不大，越长越好。 2) 2) 一般情况下，最小不应当短于半个远期货物列车长度。 3) 3) 应保证坡段两端所设的竖曲线不在坡段中间重叠。 4) 4) 保证不致产生断钩事故。 5) 5）凸形纵断面坡顶为缓和坡度差而设置的分坡平段，其长度宜为200m。凹形纵断面坡顶
路线纵断面图
路线纵断面图
①地质概况。 根据实测资料，在该栏中注出沿线各段的地质情况，作为修筑
道路路基时的地质资料。
②高程资料。 表中有设计高程和地面高程两栏，它们应与图样互相对应，分
别表示设计线和地面线上各点（桩号）的高程。 ③填挖高度。
设计线在地面线下方时需要挖土，设计线在地面线上方时需要 填土，挖或填的高度值应是各点（桩号）对应的设计高程与地面高 程之差的绝对值。
路线纵断面图
3. 路线纵断面图绘制方法
（1）路线纵断面图大多画在透明方格纸的背面，以防止擦线或刮图 是把方格线擦去或刮掉。方格规格为纵横都是按1 mm分格，每5 mm处印 成粗线。用方格纸画，既可省比例尺，加快绘图速度，又便于进行检查。
（2）路线纵断面图和平面图一样，从左至右按里程顺序分段画出。 先画资料表和左边的纵坐标（高程）轴，然后画地面线和设计线，最后画 出涵洞、桥梁等符号。
图10-9 路线纵断面图
路线纵断面图
（1）图样部分。 ①比例。路线纵断面图的横向长度表示路线的长度（里程）， 纵向高度表示地面及设计线的标高。由于路线和地形的高程变化 比起路线的长度要小得多，为了在路线纵断面图上清晰地显示出 高程的变化和设计上的处理，绘制时一般采用纵向比例比横向比 例放大 10倍。横向（里程）比例尺和纵向（高程）比例尺的确定 要根据实际工程要求选取，如在山岭地区，横向比例尺一般选择 1∶1 000、1∶2 000、1∶5 000，则与之对应的纵向（高程）比 例尺选择1∶100、1∶200、1∶500；在丘陵和平原地区，由于 地形起伏变化较小，所以横向比例尺一般选择1∶5 000，则与之 对应的纵向比例尺选择1∶500。
路线纵断面图
④沿线构造物。道路沿线如设有桥梁、涵洞、 立交和通道等构造物，应在其相应设计里程和高程 处，按图例绘制并注明构造物名称、种类、大小和 中心里程桩号。
civil3d学习指南6纵断面
纵断面从地形曲面来创建纵断面时，Civil 3D 2007 在曲面、路线和纵断面之间维持着实时动态关联——对路线或是曲面的任何修改都将自动的引起纵断面的更新。
创建指定纵断面的工具集中在一个工具条中，它提供了多种选项来实现纵断面设计。
在纵断面设计中Civil 3D 2007 拥有两种不同的图元对象：纵断面和纵断面图。
纵断面是指通过剖切曲面得到的实际地形线或者是设计者做出的设计纵断面线，它们都有各自的相关样式和标签样式。
纵断面图是为显示纵断面线提供的一种容器－网格、轴线、标注和图题，网格的任何一条边都包含有设计数据，如水平点/ 变坡点等等。
创建地形纵断面为简便起见，我们重新建立了一个新的路线的图形，在这个练习中，您将为路线Road创建原始地形纵断面。
1. 打开“ 5_Alignment Complete.dwg ”。
2. 菜单“纵断面> 从曲面创建”。
3. 确认对话框中的“路线”选中“ Road”，“曲面”选中“自然地面”；接受所有默认设置4. 点击“添加>>”按钮, 如图所示.现在纵断面被添加到了纵断面列表中。
注意纵断面的样式为“地面线”。
如果需要，您可以继续添加道路边线的偏移纵断面。
在快捷信息浏览中，纵断面显示为路线下的一个子结点。
5. 点击“确定”创建纵断面图6. 接下来我们创建一个纵断面图，用以显示刚才创建的纵断面对象。
7. 菜单“纵断面> 创建视图”8. 纵断面图名称改为“ Road 纵断面图”9. 确认“路线”下拉框中选中“ Road”10. 在“纵断面图样式”中选择“轴线和完整栅格”；“标注栏集”选择“地面数据”。
接受所有其它设置11. 点击“确定”12. 在图上点击地形右方的H点作为插入点，生成纵断面图注意屏幕上可以选择的对象只有两个：纵断面线本身和纵断面图。
除了纵断面线以外的所有图形内容都属于纵断面图，包括轴线、栅格线、标注栏等。
创建设计纵断面接下来，您将为路线Road创建一个设计纵断面（即纵曲线）。
公路计算机辅助设计9692
7323公路计算机辅助设计复习资料第一章绪论1、按公路设计过程划分，公路测设分成[ 勘测]和[设计]设计两大部份。
2．软件工程以工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件。
3．分辨率衡量显示清晰程度的指标，像素点数。
4．二次开发通过绘图软件中内嵌的编程语言编写的程序来完成所需的设计和绘图任务。
5．简述国内CAD发展概况。
答：70年代用于优化计算；80年代发展中小型的设计绘图系统；90年代向集成化、可视化、智能化、三维设计、高交互性、商品化及自动化发展。
6．简述软件生命周期概念。
答：软件生命周期：软件从开始设计、开发、实现、运行、维护到最后停用的整个过程。
7．公路设计地形数据采集的方法由哪些？答：公路设计地形数据采集的方法一般由以下三种方法：（1）采用航测方法从航摄照片上获得数据；（2）已有大比例尺地形图的数字化；（3）野外实测采集地形数据。
8、所有尺寸标注都应该在视图中给出。
（×）9、REVCLOUD该命令用于建立一个修正阴影，它可由一个由连续弧构成的多段线形成。
（√）10、COPY命令产生对象的拷贝，而保持原对象不变。
（√）11、主视图可显示的特征数最多，或可给出对象形状的较好说明。
（×）12、在光栅图形中关闭和打开图像边框的是IMAGE。
（×）第二章公路CAD概述1、到了80年代，公路CAD系统的发展更加成熟，并逐步走向[ 系统化 ]、[ 集成化]、[ 商品化]。
2、智能化CAD系统是把人工智能的[思想]、[方法]和[技术]引进CAD领域而产生的。
8、述软件生命周期概念。
答：软件生命周期：软件从开始设计、开发、实现、运行、维护到最后停用的整个过程。
9、么是工程数据库管理系统？答：工程数据库管理系统是将数据库技术应用于工程设计的过程中进行数据处理的产物。
10、工程化CAD软件应满足哪些要求？答：开发工程化CAD软件满足的基本要求：（1）硬件支持环境；（2）软件支持环境；（3）设计要求；（4）实用化要求；（5）保证软件质量；（6）测试验收严格；（7）文档编制通俗。
路线纵断面设计软件分析论文
路线纵断面设计软件分析论文随着城市化的不断推进，城市道路交通网络的建设越发重要，而道路的设计是道路建设的关键环节之一。
路线纵断面设计是道路设计的重要部分之一，是为了使道路在多个方面达到运行标准而进行的设计。
路线纵断面设计软件的出现，为设计师提供了高效且可靠的设计工具，方便了道路设计的全过程。
本文将对路线纵断面设计软件进行分析论文，为读者提供更多关于该软件的信息。
首先，分析论文将介绍路线纵断面设计软件的基本概念。
路线纵断面设计软件是一种计算机辅助设计软件，可以用于道路设计中的路线选择和纵断面设计等方面。
该软件能够从道路建设的角度出发，根据设定的参数和条件，自动计算并生成道路的纵断面、横断面等设计信息，真正实现了道路建设的数字化和自动化。
由于该软件具有高效、快速、准确的特点，因此受到了广泛的应用。
其次，分析论文将介绍该软件的主要功能。
路线纵断面设计软件主要分为设计参数输入、地形等高线自动提取、剖面分析和结果输出四个模块。
其中，设计参数输入模块用于输入设计参数，通过该模块可以输入道路线路长度、坡度、弯道半径等多项设计参数。
地形等高线自动提取模块主要用于将地形数据自动提取出来，以便软件进行剖面分析和结果输出。
剖面分析模块是路线纵断面设计软件的核心部分，可以通过该模块对输入的道路参数和地形数据进行分析和计算，得到道路的剖面设计结果。
结果输出模块主要用于将计算结果输出成为比较直观的图形和文字结果。
再次，分析论文将介绍该软件的优点。
路线纵断面设计软件具有很多优点，简化了道路设计工作流程，提高了设计工作效率。
相对于传统的手工设计方法，路线纵断面设计软件可以大大降低设计的时间和成本，同时提升了设计的准确性和可靠性。
软件的设计自动化和数字化特点，避免了手工设计的人为误差和漏洞，单独的设计和绘图工作也得到了有效的整合。
此外，该软件的运用可以通过高精度的计算结果，避免了设计时缺失的必要设计细节问题，从而大大提高了道路建设的质量和安全性。
公路路线纵断面计算机辅助设计
公路路线纵断面计算机辅助设计
吕希奎;陈建平;梅松华
【期刊名称】《公路工程》
【年(卷),期】2002(027)001
【摘要】公路路线纵断面的设计是一项既繁杂又细致的工作,特别是纵坡设计,灵活性强,用手工拉坡设计进行方案比较既麻烦又费时,其中纵坡设计是纵断面设计的重点部分,本文主要介绍应用计算机进行纵坡设计的新方法.
【总页数】3页(P77-79)
【作者】吕希奎;陈建平;梅松华
【作者单位】中国地质大学工程学院,武汉市,430074;中国地质大学工程学院,武汉市,430074;武汉捷力科技有限公司,武汉市,430014
【正文语种】中文
【中图分类】U495
【相关文献】
1.公路路线纵断面优化设计方案研究 [J], 要海亮
2.公路路线纵断面优化设计方案研究 [J], 要海亮
3.公路路线纵断面设计的经济性 [J], 高智
4.公路路线纵断面优化设计方案研究 [J], 要海亮
5.公路路线纵断面设计的经济性 [J], 刘阳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
输电线路纵断面图及平面图
一、纵断面图及平面图纵断面图是沿线路中心线的剖面图，表示沿中心线的地形、被跨越物的位置和高程。
而平面图则表示沿线路中心线左右各20－50m宽地带的地形平面图。
平面图和断面图都展成直线画在一张图上，简称平断面图。
当线路遇到有转角时，在平面图上标出转角方向，并注明转角的度数。
地形复杂时，例如当线路中心与边线高差较大，边线对地限距有可能不满足要求时，还需画出局部横断面图。
纵断面图比例一般水平方向为1：5000、垂直方向为1：500；对于地形复杂的地区或要求精度比较高时，水平方向为1：2000，垂直方向为1：200。
在平断面图的下方，应填上桩号、标高和桩距。
并应留有填写杆塔形式、杆塔编号和档距等的空栏，备定位时使用。
图4－2示出了某条线路的一段平断面图。
图4－2 线路平断面图二、定位模板曲线模板曲线就是最大弧垂气象条件下按一定比例尺绘制的导线的悬垂曲线。
它是在最大弧垂的时候，导线悬挂在空中的相似形状，绘制模板曲线是用于进行杆塔定位的。
已知导线悬挂曲线的平抛方程为；根据悬链线方程的展开式，取前两项为或用导线的悬链线方程，即令：(4-3)显然，在一定气象条件下，K是个常数。
则导线悬垂曲线的前述三种方程分别变为：(4-4)或(4-5)或(4-6)在绘制定位模板曲线时，上列各式中g—最大垂直弧垂时的比载（N/m·mm2)；σ0—最大垂直弧垂时的导线水平应力（MPa）式(4－4)～式(4－6)所表示的曲线叫最大垂直弧垂曲线，也叫模板曲线，把它按一定比例尺刻在透明的赛璐珞板（1－2mm厚）上，就是弧垂模板，称为通用弧垂模板(也叫热线板)。
应当注意，模板曲线的比例尺应和所用平断面图的比例尺相同。
模板曲线通常绘制成和纵轴对称形式，横方向的总长度约为代表档距的2－3倍，一般平原地区可取±400m.。
模板上应标明K值和比例尺。
模板的形状示于图4－3。
图4－3 模板曲线由式(4－4)～式(4－6)可知，当系数K或比值为一定值时，导线悬垂的形状（弯曲度）也就确定了。
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第六章路线纵断面计算机辅助设计路线平面线形确定后，可根据路线中桩逐桩坐标和切线方位角，从数字地面模型中自动产生路线纵、横断面地面线，然后通过道路纵、横断面交互CAD系统，快速产生多个方案，并提供填、挖方工程量和主要技术指标信息，供工程师对多个方案做出比较，并通过人机交互修改调整、优化方案，最后得到满意的结果，是目前纵、横断面辅助设计系统的较完整的框架。
本章主要介绍纵断面设计中的主要算法和程序实现原理。
第一节纵断面交互CAD系统的总体设计一、系统的功能设计在纵断面设计时往往需要考虑诸多因素，如技术标准、平、纵面配合、控制点的要求、工程数量、和横断面地面线的协调等。
系统必须提供足够的支持手段，使用户在设计时能够充分的考虑上述因素，因此纵断面交互CAD系统应该具备以下功能：1.控制条件的查询与检查为了满足纵断面的主要技术标准，如最大纵坡、最小坡长、坡长限制、竖曲线最小半径等，系统应能在工程数据库的支持下提供规范查询和自动检查功能，在设计违反规范要求时给出相应的警告。
为了满足纵断面设计有关控制点的高程要求，系统应能显示控制点并在设计线违反控制点要求时给出警告。
2.设计辅助信息的显示与查询系统应能同时显示平面、纵断面设计线，以检查平纵配合情况。
同时还应能显示指定桩号的横断面地面线及概略设计线，使设计者掌握当前纵断面设计方案下的横断面状态。
系统应能在未作横断面设计的情况下，提供各方案的土石方估算工程量，从而进行各方案的初步比选。
3.灵活的交互设计与修改手段在设计过程中，用户借助鼠标对设计或修改对象（变坡点、坡度线或竖曲线）进行拖动，屏幕上同时动态显示相应的设计参数（桩号、高程、坡度、坡长等），通过拖动步长（桩号步长、坡度步长）、拖动比例和拖动方式（人工指定变坡点桩号、高程、前坡、后坡等）的调整，方便用户进行设计。
从贴近设计习惯角度，系统还应支持分布式设计。
纵断面设计过程中纵坡的修改是频繁的，修改的内容也是多种多样的。
系统为方便用户修改纵断面以满足设计要求，应提供以下修改功能：①增加变坡点、②取消变坡点、③抬高变坡点、④降低变坡点、⑤图形拖动修改纵坡及竖曲线等。
纵断面交互修改如图6-1所示。
图6-1 纵断面交互修改界面4.设计图表输出路线纵断面图的图幅大小、绘图范围和比例、图内标注栏的栏数、内容与次序、网格线的水平与竖直间距等，均可由用户指定绘制，以适应不同要求。
二、系统的模块设计1.数据管理模块纵断面设计中需要管理的数据主要有：设计规范数据、纵断面地面线数据、控制点数据和纵断面设计数据。
设计规范数据主要有最大坡度、最大纵坡、坡长限制等数据，可采用工程数据库统一管理，由纵断面CAD系统相关模块随时调用。
纵断面地面线数据的获取方式通常有三种方式。
第一种是按照传统方式通过野外实测得到；第二种是在初步设计采用纸上定线时，在大比例尺地形图上根据绘出的路中线，从图上读取中桩的地面高程；第三种是在数字地面模型的支持下，在平面设计完毕，自动内插产生。
控制点数据可以是在野外测设中确定，或者在平面设计过程中根据地形地物数据确定，也可以是在纵断面设计过程中确定。
纵断面设计数据是在交互设计过程中产生的，同时又应该允许用户通过数据文件导入。
因此，系统必须提供不同的数据输入方式，一是数据文件导入方式，二是屏幕对话框手工输入方式，三是对于设计数据，可以在交互修改过程中自动存储。
2.纵断面计算模块纵断面计算模块负责两类计算工作：（1）纵断面设计高程计算模块，这是纵断面设计系统中的核心模块，负责计算各桩号的设计高程和设计填高、挖深。
（2）工程数量估算模块。
在纵断面设计阶段，横断面尚未设计，因此，精确的土石方工程量无法求得，但对纵断面方案优劣的评价中，土石方工程量又是一个很重要的指标。
因此，在纵断面设计中，可以对土石方数量计算进行简化，利用实际横断面地面线，得到指定范围内的估算工程量。
3.设计方案检查模块设计方案检查模块包括以下内容：①技术规范检查；②平纵组合检查；③横断面检查；④控制点检查。
（1）技术规范检查。
在纵断面设计过程中，需要随时调用内藏规范，对发现违反技术规范的情况，要给出警告。
在设计结束后，也能对设计成果是否满足规范要求进行总体检查，包括平均纵坡、合成坡度等。
（2）平纵组合检查。
在设计过程中，系统能在合适的区域显示直线、平曲线，设计者可根据一般设计原则判断平、纵曲线组合的优劣。
（3）横断面检查。
对纵断面上某些填高或挖深值较大或自然坡度很大的路段，需要检查纵断面设计标高是否合理，横断面上是否有设计标高不合适或设计线无法和地面相交的情况。
系统应能随时调出横断面地面线，以利于设计者设计参考。
（4）控制点检查。
根据控制点的不同类型，系统应能将控制点显示在纵断面设计图上，当设计违反控制点约束时，系统应能给出提示。
4.纵断面交互设计与修改模块纵断面交互设计与修改模块允许设计者在设计过程中通过不同方式的实时拖动来得到满意的设计结果，同时提供对丰富的修改功能供设计者方便地修改设计。
纵断面修改的内容只有坡度、坡长和竖曲线半径，但在实际工作的方式却是多种多样的，本模块必须满足这种要求。
（1）坡度和坡长修改坡度和坡长的修改通常是一起进行的，它可以是直接修改坡度和坡长，也可以是通过修改变坡点的桩号和高程而改变坡度和坡长，还可以用插入和删除变坡点的方法改变坡度和坡长，这些操作归纳起来可以有以下几种：①修改坡度坡长修改坡度和坡长有两种情况，一是要修改的坡段坡度不变，对坡长进行修改，如图6-2a）所示；二是要修改的坡段坡长不变，对坡度进行修改，如图6-2b）所示。
图6-2 坡度坡长修改示意②修改变坡点变坡点的修改方式有五种：自由移动、水平移动、垂直移动、沿前一坡段移动和沿后一坡段移动。
如图6-3所示。
图6-3 变坡点修改示意图③插入和删除变坡点插入变坡点时，系统提示插入变坡点的桩号和高程，然后自动将前后两个变坡点与插入点相连。
删除变坡点时，用户指定插入的变坡点，系统自动将前后两个变坡点相连。
④移动某一坡段这里的移动仅限于原坡段平行移动，移动过程中其前后坡段坡度不变，延长后与移动后的该坡段相交，如图6-4所示。
图6-4 坡段移动修改示意图（2）竖曲线半径修改坡度坡长修改后经常要对竖曲线半径做适当修改，系统中竖曲线半径通常采用图形交互修改的办法。
5.图表输出模块图表输出模块根据用户要求，完成纵断面图的绘制和纵坡竖曲线表的输出。
纵断面CAD系统设计流程如图6－5所示。
图6-5 纵断面CAD系统设计流程第二节纵断面设计计算一、纵断面计算方法各变坡点里程、高程及竖曲线半径给定后，纵断面设计的计算工作比较简单。
一般先计算竖曲线各要素，然后计算出路线设计高程及中桩填挖高。
纵断面计算流程如图6-6所示。
图6-6 纵断面计算流程图1.纵坡度及坡度差的计算如图6-7所示，根据各变坡点j JP 处的高程j H 和桩号，可计算出各坡段的纵坡j i 。
图6-7 纵断面计算图式j j jj j JP JP H H i --=++11 （6－1）其中，j i 的正负表示该段纵坡的上下坡情况，上坡为“正”，下坡为“负”。
变坡点j JP 处坡度差j ω为：1--=j j j i i ω （6－2）当0<j ω，该竖曲线为凸竖曲线；0>j ω，该竖曲线为凹竖曲线。
2.竖曲线要素计算如图6-4所示的变坡点j JP ，其竖曲线半径为j R ，坡度差为j ω，则曲线长j L ，切线长j T ，外距j E 和竖曲线上任一点（离曲线起点l 处）的改正值h 分别为：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫====jjj j j j jj j R l h T E L T R L 2)4/(2/2ωω （6－3） 3.设计高及填挖高计算设计高程是根据桩号处于直坡段或竖曲线内，选用不同的公式计算求得。
在直坡段上： 111)(----+=j j k j k i JP s H sh （6－4）其中：k sh 为k 桩号的设计标高；k s 为k 桩号处的里程桩号，其余变量含义同上。
在竖曲线段内：h i JP s H sh j j k j k ±-+=---111)( （6－5）其中：h 为桩号k s 处的竖曲线改正值，当竖曲线为凸曲线时，h 前符号取负值“－”，当竖曲线当凹曲线时，h 前符号取正值“＋”。
填挖高等于相应设计线上的设计高减去地面高。
k k k dh sh twg -=其中：k twg 、k dh 分别表示k 桩号处的填挖高和地面高。
二、纵断面计算程序实例纵断面计算程序可按以上计算方法编写，运行程序前，预先将纵断面设计资料和纵断面地面线资料按规定的格式建成两个数据文件—ZDMSJZL.DAT 及ZDMDMXZL.DAT ，然后启动程序，完成纵断面所有计算工作，并将竖曲线要素计算结果写入SQXYS.DAT 中存储。
纵断面设计资料数据文件ZDMSJZL.DAT 可按以下格式存储（其中起终点竖曲线半径为0）：变坡点桩号，设计高程。
竖曲线半径纵断面地面线资料数据文件ZDMDMXZL.DAT 可按以下格式存储：中桩桩号，地面高程纵断面计算程序示例如下。
Public Sub CalProfile()Dim JP(0 To 50) As Double '变坡点桩号Dim H(0 To 50) As Double '变坡点高程Dim R(0 To 50) As Double '竖曲线半径Dim QD(0 To 50) As Double '竖曲线起点桩号Dim ZD(0 To 50) As Double '竖曲线终点桩号Dim i(0 To 50) As Double '坡度Dim w(0 To 50) As Double '坡差Dim L(0 To 50) As Double '竖曲线长Dim T(0 To 50) As Double '切线长Dim E(0 To 50) As Double '外距Dim Y As Double '改正值Dim j As Integer = 0 '循环变量Dim Num As Integer '变坡点数Dim PL As Double '中桩桩号Dim DH As Double '中桩地面高程Dim HS As Double '中桩设计高Dim TW As Double '中桩填挖高open "zdmsjzl.dat" for input as #1open "zdmdmxzl.dat" for input as #2Do Until EOF(1)Input #1, JP(j), H(j), R(j)'计算坡度i(j) = (H(j + 1) - H(j)) / (JP(j + 1) - JP(j))If j > 0 Then'计算坡差w(j) = i(j) - i(j - 1)'计算竖曲线要素L(j) = R(j) * w(j) : T(j) = L(j) / 2 : E(j) = T(j) * w(j) / 4 QD(j) = JP(j) - T(j) : ZD(j) = JP(j) + T(j)End Ifj = j + 1Loopclose #1Num = jopen "SQXYS.DAT" for output as #3For j = 0 To Num - 1Print #3, JP(j), T(j), L(j), E(j), QD(j), ZD(j),i(j), w(j)Nextclose #3'计算中桩设计高及填挖高j = 0Do Until EOF(2)Input #2, PL, DHM1: If PL > ZD(j) Thenj = j + 1GoTo M1End IfM2: If PL < ZD(j - 1) Thenj = j + 1GoTo M2End IfHS = H(j - 1) + G(j - 1) * (PL - JP(j - 1)) If PL > QD(j) ThenY = (PL - QD(j)) ^ 2 / 2 / R(j)HS = HS + SGN(i(j) - i(j - 1)) * YEnd IfTW = HS - DHopen"ZDMCGZL.DAT" for output as #4print #4,PL,DH,HS,TWLoopclose #2close #4End Sub。