AutoCAD技术与桥梁施工放样_曹信红

2 应用实例
下面就以埃塞俄比亚亚环线项目为例具体说明在 道路、 桥梁的设计施工中如何充分发挥 Au toCAD 的各 项功能。
2 1 项目情况简介
亚环线为大型综合性城市道路工程。全长 33 36 km ( K8+ 813~ K42+ 173), 道路标准宽度为 40 m。共 有桥涵结构物 43 座, 其中大 型立交桥、 高架桥 4 座 , 中、 小桥 11座 , 跨线人行天桥 14座 , 其余为涵洞, 合同 工期为 3 年。按照合同规定, 承包商须依据招标图纸 完成施工图设计, 合同条件中明确规定施工图必须使 用 Au toCAD R14 绘制。为加快施工图的设计进度和 配合一线施工的需求 , 在工作过程中有针对性的进行 了一些 AutoCAD 的二次开发和多方面运用的尝试, 取 得了一些成果。
和个人带来无限美好的未来和巨大的商机。尤其是在 软件开发方面 , 结合工作需要, 开发一些具有独立知识 产权的专业应用软件将是一项有意义的工作。在开发 过程中需要遵循以下一些原则: ①良好的运行效果。完全满足用户的应用要求 , 运行效率高 ; 对硬件和软件条件依赖性 小; 用户界 面 友好。 ②良好的可维护性。源程序可读性好 , 有充足的 内、 外支持文档; 模块结构清晰合理, 容易测试、 修改。 ③良好的可移 植性; 程序中尽量多的含有 可 再 用 部分。 ④规范的模块接口。 参 考
14
铁
道
勘
察
2005年第 6期
图形结构自动或半自动生成, 达到较高的图形生成速 度和精度 , 制作标准化的局部设计过程的模拟程序, 实 现常见设计参数的计算机自动处理。 ③建立参数化图形库, 制作基于有限设计过程的 模拟程序 , 实现典型设计过程的自动设计处理, 实现局 部设计经验的可靠传递, 将工程师从早已非常熟悉的 常规设计中解放出来。 ④开发综合施工设计程序, 联合使用 L ISP /VBA / Ob je ctARX 等工具, 建立基于专家知识的较大辅 助系 统 , 实现典型设计过程的全自动一体化。
摘 要 介绍在非洲埃塞俄比亚亚环线工程设计与施工中 , 应用 AutoCAD 技术进行桥梁坐标计算 及施工放样的过程和方法。 关键词 桥梁 施工 放样 AutoCAD 的限制, 大多数桥梁为线形复杂的弯、 坡、 斜桥, 更加大 了施工中的计算和绘图工作量。以往这些工作大都由 现场工程师根据一些数学公式或经验公式计算出初步 结果 , 再在施工中 进行调整 , 效率低, 差错在所难免。 在非洲埃塞俄比亚亚环线工程设计与施工中, 尝试了 将 AutoCAD 技术应用于坐标计算及施工放样中。 就施工设计中经常遇到的 设计、 计算问题 , Auto CAD 功能的开发应用可以分为 4个阶段 : ①全面模拟手工图形绘制的方法和过程, 用纯交 互操作生成工程图。
) , 女 , 1991年 毕业于兰 州铁道学 院桥梁
1 综述
经过近十年的发展 , A utoCAD 技术在国内路桥设 计与施工中得到基本普及, 手工制图已经被计算机取 代 , 而 AutoCAD 技术以其强大的辅助设计功能 , 在施 工放样中的应用亦有不可替代的优势。在各种类型的 桥梁施工中, 经常会遇到许多的坐标计算和支架、 模板 设计之类不算难但很耗费精力的问题 , 特别是在城市 立交桥和特大型桥梁的施工中 , 由于美观要求及场地
考
文
献
虎 , 姚长永 , 叶声华 . 空间三 维测量技术的 研究 [ J]. 仪 器仪表
4 结束语
大型建筑 ( 构 ) 物形体测量系统可以加快数 据的 处理速度 , 使形体测量的数据得到快速的利用; 可以使 用户直观地观察到观测值与设计值间的差异, 为进一 步施工或安装调整提供依据; 方便人们对计算过程进
2 2 AutoCAD 技术在项目中的运用情况
( 1) 绘制施工图 亚环线工程的投标图只是一种概念性的图纸 , 其 设计深度大致与国内的初步设计深度类似。全部工程 分为: 道路工程、 桥梁工程、 排水系统和照明系统 4 部 分 , 施工图绘制工作量巨大。为了不耽误施工, 除了全 体设计人员加班加点的在计算机上利用 CAD R14 手 工绘制外 , 还有针对性的选择了一些具有较高标准化 的图纸开发了一批绘图小软件, 加快了设计进度。例 如在道路工程中选择开发了工作量大但又有一定规律 可寻的道路横断面绘图软件; 在桥梁工程中先后开发 了桩基础绘图软件、 配筋图辅助绘图软件、 大梁施工控 制点三维坐标计算及绘图软件。上述软件的开发都遵 循了软件设计的基本要求: ①详细整理用户的使用要求 , 收集整理有关技术 资料, 粗略构思系统结构。 ②整理设计中有关要求的实现方法。如在大梁施 工控制点三维坐标计算及绘图软件开发前, 详细整理
[1 ] [2 ] 出版社 , 2000
文
献
沈建华 , 俞 琼 . A u toCA D 2000 高级用户指南 [M ]. 上海: 同济大学 蒋超君 , 方子岩 . 在 A u toCAD 图形上拾 取点的坐 标文件建 立方法 [ J]. 铁道勘察 , 2004 , 30 ( 6 ) 韩祖杰 . A u toCAD 技术在测绘行 业中的应 用 [ J]. 铁道勘察 , 2004 , 30( 5) 余承飞 , 方 勇 . A u toCA D 2000 二次开发技术 [M ]. 北京: 人民邮电 出版社 , 1999 李青岳 , 陈永奇 . 工程测量学 [M ]. 北京 : 测绘出版社 , 1995 谭洁强 . C 程序设计题解与上机指导 [M ]. 北京 : 清华 大学出版社 , 1995 何雄君 . 桥梁结构实用电算 [M ]. 北京 : 科学出版社 , 1996 张雨化 , 朱照宏 . 道路勘测设计 [M ]. 北京 : 人民交通出版社 , 1997
A utoCAD 技术与桥梁施工放样 : 曹信红
王
涛
15
图 1 计算桩位自动放样
中 , 为确保大梁的线形美观、 顺畅并与设计线形保持一 致 , 铺设模板和浇筑前的检查全部采用坐标控制。为 保证这些坐标点的准确 , 用 AUTOL ISP 语言编制了一 个检查软件, 利用图形来快速检查坐标计算结果。图 2 为应用此方法放样施工后, 某曲线王
涛
13
AutoCAD 技术与桥梁施工放样
曹信红 王 涛
100024) ( 路 桥集团第一公路工程局 , 北京
AutoCAD Technique and the Samples of Bridge Construction
C ao X inhong W ang T ao
收稿日期 : 2005 10 18 第一作者简介 : 曹信红 ( 1969 专业 , 高级工程师。
②制作用户的专业图形模板和常用的绘图工具程 序, 利用 AutoL ISP程序, 实施初级开发应用 , 实现标准 行引导和控制 , 通过交互手段来改变技术所依据的条 件, 并观察其影响。对保证工程的施工质量和提高施 工测量的作业效率有十分重要的作用。 参
[3 ] [4 ]
[5 ] [6 ] [7 ] [8 ]
3 结束语
计算机的不断发展将给那些善于把握机会的企业
图 2 采用 A utoCAD 施工 放样的曲线桥
( 3) 建立三维模型 在一些特殊情况下 , 利用 CAD 系统建立起三维模 型帮助工作将会收到意想不到的效果。同样是在亚环 路项目中 , 为了更好的理解设计意图和准确设计复杂 结构的混凝土模板 , 利用 CAD R14强大的三维绘图功 能建立了一些三维模型 , 解决了模板设计上的困难。
对物体自身的一些空间几何关系进行分析, 主要 是各种点、 线、 面的分析与计算; 点与线、 线与线、 线与 面之间的分析与计算等。具体有 : ①空间角度计算; ② 空间距离计算 (点到点、 点到直线、 点到平面或点到曲 面、 线到线、 线到面、 面到面 ) ; ③点 集比较 ( 两套 坐标 的差值计算 ) ; ④两点分析 ( 两点距离、 两点构成 直线 在坐标轴或坐标平面的投影与夹角 ) ; ⑤弧距计算 ( 弦 长、 圆心角、 弧长计算 ); ⑥相交计算 ( 线与线、 线与面、 面与面相交 ) ; ⑦平行计算; ⑧垂直计算。
[1 ] 张 学报 , 2001 , 22( 4 ) [2 ] [3 ] 程效军 , 刘晓明 , 高 明 . 利用无协作目 标电子全站仪对 建筑物立 面进行检测 [ J]. 铁路航测, 2003( 4 ) 王穗辉 , 潘国荣 . 全站仪应 用于大 型钢结 构屋架 的变形 测试 [ J]. 铁路航测 , 2003( 3) [4 ] [5 ] [6 ] [7 ] 李青岳 . 工程测量学 [ M ]. 北京 : 测绘出版社 , 1997 GB50026 93 工程测量规范 任庆慧 . 无反射棱镜全站仪及 其在工程测量中 的应用 [ J]. 铁道勘 察 , 2005 , 31( 1 ) 李 (7 ) 杰 . 建筑物竣工测量数据处理及质量控制 [ J]. 测绘通报 , 2004
了三维坐标的计算方法、 参数选择原则 , 并整理出了必 要输入参数的数据字典及图形的绘制要求。 ③总体设计。根据要实现的功能产生 : 系统框图、 数据结构、 数据流程和各函数中符号的命名规则。之 后就是自顶向下、 由粗到精 , 分层次整理出每一个具体 函数的程序框图、 数据字典及与整个系统之间的出入 规则。要做到每个模块都能单独调试。 ④详细设计。按照框图的要求开始编写源程序。 每写一个不长的段落都试运行一下, 有问题马上解决 , 直到这一片段中的结果都正确, 再往下写。这样做是 必须的, 对于一个较大的程序, 一但出现错误要寻找出 来是相当困难的。 ⑤总体调试。全部有关功能调试完毕后, 用主控 程序统一调试 , 直到成功实现预期的各项程序功能。 ⑥试运行考核。准备两、 三套完整的数据, 对程序 进行完整的考核。 按照以上步骤进行软件开发不仅大大加快了程序 的编制速度, 而且减少了程序的出错机率。 ( 2) 测量及施工放样 目前绝大部分施工单位均配备有各种型号的全站 仪, 通过这种仪器可以非常方便地测出需要的坐标点。 CAD 的一大功能就是处理各种坐标点, 将这两者有机 结合起来 可以达到事半功倍的效果。在亚环线项 目 中, 有一些既有结构物需要利用, 为了和新建结构物能 准确衔接 , 需要测出这些结构物的三维坐标。以下举 例说明。 ALERT HOSP I TAL RIVER BR IDGE 位于一个环岛 上, 并且有 3 座既有结构物 , 其中两座需拆除, 另外一 座要与新建的桥共同组成一座新桥。为在设计中与既 有结构物准确衔接 , 必须首先测得既有结构物的坐标 数据 , 并在设计图中反应出来。为精确的完成这项工 作, 首先将英国公司提供的高精度电子地形图按照实 际坐标系统输入 CAD 系统中, 再将现场利用全站仪测 出的全部既有结构物的准确坐标数据输入 CAD 系统 , 利用 CAD 系统中的功能将既有结构物的平面尺寸、 位 置反应到图上, 最后将新设计的桥也输 入计算机 ( 如 图 1 所示 ) 。 在桥梁施工经常会遇到各种各样的放样问题。特 别是在曲线桥的施工过程中 , 由于线形复杂 , 要精确放 出从下部到上部结构的各种样来并不是一件特别容易 的事。虽然利用全站仪进行坐标放样并不是一件非常 困难的事 , 但是要快速、 准确的计算出一座桥或几座桥 的成千上万个放样坐标也的确不是件容易事。亚环路 项目中的 4座大型桥梁全部位于曲线上, 在大梁浇筑