道路勘测设计上机课指导、纬地道路上机课

《道路勘测设计》实验指导书
实验一平面设计
目的：掌握平面设计方法，平面设计大体分两种形式，一是文本文件输入和软件对话框输入方式，二是以地形图为基础进行交会式平面线形设计，然后利用数模内插数字高程模型，为纵横断面设计打下基础。

内容：
平面设计原始设计资料输入与平面线形设计。

1平面设计
1．1新建项目
设计项目一开始，首先是新建项目，指定项目文件的名称和保存路径。

点击“项目”菜单条下的“新建项目”命令，系统弹出如图1－1所示对话框。

图1－1
在该对话框中进行新建项目的操作，其步骤如下：
1）输入项目名称，此名称可以是汉字名称或者是项目名称拼音缩写，用户可任意输入，以能方便识别为原则，示例中指定名称为“test3“。

2）点击“浏览”按钮，指定项目文件存放的路径。

本示例中，我们在D盘下新建了一个“电站公路项目”文件夹。

为了便于用户管理本项目的数据文件，系统将默认本项目设计的所有数据文件均存放在此文件夹，当然用户也可以自行指定其他的路径保存文件。

如图1－2所示，点击“保存”按钮，完成项目文件（test3.prj）的保存。

图1－2
3）指定平面线形文件的名称和路径。

如2）中所述，系统会默认平面线形文件（test3.pm）也存放于D盘的“电站公路项目”文件夹中。

直接点击如图1－1中的“确定”按钮，即完成了新建项目的设置。

用户也可以点击平面线形文件的“浏览”按钮，指定其他位置存放“平面线形文件”或指定其他位置存放的已有的“平面线形文件”做为本项目的平面线形文件。

关于项目管理器：在新建项目设置完成后，系统会自动在纬地的项目管理器中增加一个平面线形文件的文件名（本例中为test3.pm），如图1－3所示。

由于还没有进行平面设计，所以此时平面线形文件还只有一个空的文件名，在平面设计完成后，进行平面数据存盘时，系统会自动转换得到此文件的数据。

有了这个平面线形数据文件（*.pm），就可以实现平面自动分图等操作。

图1－3
从图1－3中可看出，一个设计项目的所有数据文件均在此进行指定，由系统统一进行管理。

当
添加、删除了某个文件或是重新指定了某个文件后，“项目文件”菜单下的“保存退出”命令会自动亮显，点击“保存退出”命令，则系统自动保存对项目文件所做的修改。

当用户在纬地系统中执行一个操作命令时，系统即从此处调用相关的数据文件完成一个命令的操作，而不用在执行操作命令时才去指定需要的文件，十分方便。

1．2输入平面设计数据
纬地系统中平面数据的输入有两种方法，一种是在纬地系统专门为低等级公路外业测量的平面数据录入设置的录入工具“平面数据导入/导出”对话框中输入；另一种方法则是在纬地系统的数据编辑器里面按照一定的格式输入平面设计数据，这里的数据编辑器也可以是windows操作系统自带的记事本等工具，只要是保存为纯文本格式即可，下面分别做以介绍。

1．2．1 在“平面数据导入/导出”对话框中输入
点击“数据”菜单下的“平面数据导入/导出”命令，系统弹出“平面数据导入/导出”对话框，如图1－4所示。

图1－4
根据对话框的提示，用户逐项填入外业平面设计的各项数据。

各栏目的数据输入说明如下：
1）起始桩号：输入本项目的路线起点桩号，纬地中的桩号录入均为纯数据格式，不能加入其它字符。

如起点桩号为K0+000，则输入0，如起点桩号为K2+500，则输入
2500。

2）起点X、Y坐标：输入起点的测量坐标，如果外业测量中没有坐标，可以输入一个任意的假设X、Y坐标。

注意坐标值宜输入较大的数值，避免坐标可能会产生负值，
因为路线可能往坐标值减少的方向前进，而坐标取值一般都是正数。

3）起始方位角：输入起始边与北方向的方位夹角，输入格式为：按度分秒的格式输入，用小数点分割度和分秒，如115°03′25.5″则输入115.03255，又如30°则输入
30即可。

如果外业中没有测量方位角，也可以输入一个大概估计的方位角，当然
输入任意角度也可以。

4）数据格式：系统支持输入“交点间距”或“交点桩号”两种格式的平面数据文件，在数据模式的下拉菜单中用户可以选择采用“交点间距”的模式还是采用“交点桩
号”的模式输入平面设计数据。

5）交点编号：输入路线起点、各交点号和终点的名称和编号。

注意输入时可不带“JD”
两个字符，在平面标注交点时，系统会自动加上“JD”，如“JD1”则输入1。

6）交点间距或交点桩号：按照选择的数据格式，输入交点间距或交点桩号。

注意：如果路线测量中存在虚交或者断链，则必须选择交点间距的数据模式，因为虚交点不
存在交点桩号，而断链以后的桩号是路线测量的表面桩号，并非按路线实际距离推
算的连续桩号，所以不能采用交点桩号的数据格式。

7）圆曲线半径：输入每个交点转角设置的曲线半径。

路线终点的半径一栏则输入0。

8）交点转角：输入每个交点的转角，数据格式同3）中起始方位角的格式，如果是左转则在角度前加负号，角度为正值则表示右转。

如交点1的转角为左转25°34′
37.5″则输入-25.34375；又如交点2的转角为右转42°41′53″则输入42.4153。

路线终点的转角输入0。

9）前缓长、后缓长：输入前后缓和曲线的长度。

由于平曲线前后缓和曲线可以设置不同的长度，所以需分别输入前缓长和后缓长。

路线终点的前缓长和后缓长均输入0。

1．2．2 在数据编辑器中输入
用户在熟悉了平面数据文件的格式后，也可以直接用纬地系统的数据编辑器来输入平面设计的原始数据，纬地系统也支持用其它的文本编辑工具如记事本等进行数据录入。

纬地平面数据文件（*.jdx）的文本格式如图1－6所示。

图1－6
平面数据文件格式如下：
第一行数据分别为：平面交点总数（不含起点，同时等于此行以下数据的总行数），路线起点桩号，起点的 X(N)坐标，起点的Y(E)坐标，起始边的方位角、交点桩号或交点间距控制位（0表示以下使用交点桩号；1表示以下使用交点间距）；
第二、三....行数据分别为：交点编号，交点桩号(或交点间距)，平曲线半径，交点转角，第一缓和曲线长度，第二缓和曲线长度；
最后一行数据分别为：终点编号，交点桩号，0，0，0，0
操作说明：
1、点击“新建”按钮，出现一个空白文本框；
2、按照数据格式的说明输入平面数据，数据均为半角数字，数据之间均以空格分开，空格数
量不限；
3、点的X(N)、Y(E)坐标和起始边的方位角，如果在外业测量中没有测定坐标和方位角，可以
任意指定，坐标尽量使用较大的数值（6位以上），以免在路线较长时出现坐标为负值等情况；
4、交点的转角采用度分秒形式输入，右偏取正值，左偏取负值，如86.52075表示交点转角为
右偏86度52分07.5秒。

5、数据输入完成后，点击保存按钮，在弹出的对话框中指定文件保存的路径，输入文件名，
注意此文件名需加“jdx”扩展名（即*.jdx，本示例中保存文件的文件名为test3.jdx），以便于用户查找，点击保存按钮即完成平面数据的存盘。

1．3 主线平面设计
启动纬地系统的“设计”菜单下的“主线平面设计”命令，系统弹出如图1－7所示“主线平面设计”对话框。

图1－7
1．5．1 对话框主要功能控件的说明
从图1－7中可以看到，此对话框中主要描述的是平面交点文件中每一个交点曲线的曲线要素、主点桩号等等所有的相关信息，用鼠标可以拖动对话框中的滑动块到任意交点位置。

1）对话框最上面一行“平面交点文件名”一栏中显示的是在项目管理器中添加的平面交点文件名称，名称下面显示的所有交点曲线的相关信息都是此平面交点文件里的内容。

2）交点序号和交点名称：交点序号是指系统进行交点排序和计算的交点编号，此序号不可修改；交点名称是指外业测量时每一个交点的人为编号，此编号可以修改，并能在平面图中绘出。

注意：当平面设计计算中有错误时，系统会在命令行中提示某某交点的交点间距长度不够，即相邻两曲线的切线长度之和大于两交点的交点间距。

此时命令行中所提示的交点号就是指交点序号，而非人为编号的交点名称，按照系统提示的出现错误的交点序号，拖动滑动块找到此交点，就可以对其半径等进行修改并进行试算。

引起此错误的原因可能是由于外业计算（采用计算器或PC E500等）的精度相对较低，导入后和程序计算的结果稍有出入，在相邻两曲线径向连接时可能会出现短直线或两曲线交叉，根据系统提示找到此交点，选择与前、后交点曲线相接的计算模式重新反算半径即可。

纬地系统中也允许交点曲线出现一些交叉，其交叉长度不能大于5毫米。

最好的办法是使用纬地外业手簿软件进行外业计
算，由于纬地外业手簿采用和纬地道路系统相同的计算模块，可以保证外业计算的精度和与程序计算结果的一致性，并且免去了外业平面数据输入和导入的过程。

将掌上电脑和计算机连接后，用鼠标可以将外业设计的平面交点数据直接拖到计算机中，系统会自动将其转换为纬地系统所需的平面交点文件，将其添加到项目管理器中就可以进行主线平面设计的计算绘图等操作。

3）平曲线计算模式的选用：在“主线平面设计”主对话框，鼠标拖动滑块到需要进行调整计算的交点，点击“平曲线计算模式”栏右侧的下拉菜单，可看到各种平面曲线计算模式，如图1－8所示。

图1－8
纬地系统提供了常用的十三种反算模式和常规计算模式，一般常规使用第一种已知S1+Rc+S2的计算模式，输入半径、前缓长和后缓长进行计算。

对于某些需要反算半径和缓长的交点，用户可以根据需要选择一种反算模式进行平面曲线的反算。

点击对话框左下角的“控制…”按钮，可以对平面设计绘图的各项参数进行设置，如图1－9所示。

图1－9
下面对各项参数设置一一进行说明：
①路线起始桩号：用户可以在这里修改路线的起点桩号；
②重绘刷新：选中此选项则在前面的小方框中出现一个小勾，可以对已绘制的平面图形重新进行绘制，并清除先前绘制的平面图形；
③绘设计线：选中此选项就可以在平面图中绘出路中线的线形；
④绘交点线：可以选择是否在路线平面图中绘出交点线，并可以设置图中绘制的交点号的字体大小。

例如在绘制用地图及总体布置图时不需要绘制交点线，用鼠标点击小方框去掉小勾，在计算绘图时则不绘出交点线；
⑤曲线模拟步长：平面图中绘制的每一段曲线都是由若干个点连接组成的，点与点之间的距离即曲线的模拟步长，系统默认曲线的模拟步长为1米，已能满足公路平面图中曲线绘制的要求，根据不同的比例和精度要求，用户也可以修改此步长。

⑥标注公里桩：用户可以选择在平面图中标注公里桩，并可以选择所标注公里桩图形符号和公里桩字体的大小；
⑦标注百米桩：可选择是否标注百米桩并设置百米桩字体的大小；
⑧标注曲线要素点：可以选择是否标注曲线的主点桩号，并可以设置主点桩号的字体大小以及曲线节点绘制圆圈的大小；
⑨标注曲线参数：可以选择是否在平面图中绘出直线（R-∞）、圆曲线的半径参数以及缓和
曲线参数；
⑩标注位置的设置：可以分别设置百米桩以及曲线主点桩号在平面图中标注的侧别是左侧还是右侧，主点桩号还可以根据习惯选择标注在曲线内侧，根据需要还可以设置主点桩号的标注和路中线横向空开一定的距离（单位为米）。

在百米桩一栏的下拉菜单中，用户可以根据需要选择标注50m、25m、20m、10m间距的桩号。

5）“实时修改”按钮：用于在平面计算绘图后，对交点进行沿前边、沿后边或自由拖动的修改操作，可连续对多个交点进行修改操作。

如图1－10所示，即是在对平面交点进行实时拖动的修改。

当执行该命令，并选择平面交点进行拖动修改时，在屏幕左上角弹出一个平面参数显示框，框中显示当前鼠标位置的交点坐标、交点桩号、曲线要素以及前后直线长度等参数。

在拖动交点的过程中，随着鼠标的移动，显示框中的参数随之发生改变，设计者可随时参考显示框中的参数来确定新的交点位置。

结束修改时可点击鼠标右键返回主对话框。

主线平面设计的“实时修改”功能是在计算机上进行平面设计定线和调线时使用频率最高的一个工具，也是进行平面线形修改的一个非常方便的工具。

图1－10
6）“试算”：在当前交点位置选择一种新的计算模式，或是输入新的园曲线半径和缓和曲线长
度等，点击“试算”按钮，系统将重新进行平面线形的计算，并刷新主线平面设计对话框中显示的当前交点的曲线要素、主点桩号及前后直线长度等信息。

1．5．2 平面计算绘图
用户在项目管理器中添加了平面交点文件（*.jd）后，并在主线平面设计对话框中检查各个交点的曲线设置和参数计算无误后，就可以进行平面计算绘图了。

其操作步骤如下：
1）打开“主线平面设计”对话框，点击对话框左下角的“控制”按钮，系统弹出“主线设计控制参数设置”对话框，根据上一节中说明，对平面绘图的各项参数进行设置，设置完成后点击“确定”按钮退出此对话框。

2）点击“主线平面设计”对话框中的“计算绘图”按钮，系统即自动在Autocad的图形屏幕上绘制出平面路线图形，可通过CAD的范围缩放等命令查看绘出的平面路线是否正确。

如图1－11所显示即为系统“计算绘图”绘出的平面路线中的一部分。

3）点击主对话框右上角的“存盘”按钮，保存平面交点数据文件并通过系统自动转换得到平面线形数据文件，然后就可以进行“平面自动分图”了。

图1－11
提示：（1）AutoCAD是一个双精度的绘图平台，系统在此平台上绘制的路线平面图是按照平面数据输入时给定的起点坐标和起始边方位角，在Autocad图形屏幕的坐标对应位置绘制出来的，所以用户可能在当前屏幕所显示的区域看不到平面图，利用Autocad的范围缩放命令（即在AutoCAD命令行输入z回车，再输入e回车）就可以将路线平面图在当前屏幕窗口全部显示出来。

（2）如果需要调整桩号位置及字体大小等，打开参数“控制”按钮进行适当调整，点击“确定”按钮退出，重新点击“计算绘图”按钮，系统将按照新的绘图参数设置重新刷新绘制出路线平面图。

（3）如果放大查看路线局部的曲线部分，可能显示出来的曲线会以折线显示，这属于曲
线模拟显示的步长没有刷新的原因，并非曲线变成了折线，对平面图的打印输出没有影响。

可以利用Autocad“视图”菜单下的“重生成”命令对当前显示的图形重新生成就可以了，也可以在AutoCAD命令行输入“re”回车即可。

注意：有时在进行平面计算绘图时，不能绘出交点号和曲中桩号，这是因为还没有对项目的属性进行设置，即需要设置本项目为公路主线。

系统在平面计算绘图时，有两种方法可以进行项目属性的设置：
①用户运行“项目”菜单下的“设计向导”程序，根据设计向导的提示一步步完成项目类型、公路等级等等设置，然后“保存项目”退出纬地系统，重新进入纬地系统后打开本项目，再运行“主线平面设计”的“计算绘图”命令，就可以绘制出交点号和曲中桩号。

②第二种方法是一种简便的临时方法，因为在平面设计完成以后，还是要运行设计向导进行本项目的一些常规参数的设置。

操作步骤：打开“项目管理器”，选择“属性”选项卡，界面切换到项目属性的设置窗口如图1－12所示。

选择项目类型一栏，点击右侧的下拉按钮，可选择项目类型为“公路主线”或“互通式立体交叉”，如果要在平面图中绘出交点号和曲中桩号或标注缓和曲线长度，则需要选择项目类型为“公路主线”。

当选择一个项目类型或改变项目类型后，系统会弹出一个提示对话框如图1－12所示，提醒用户：“若修改项目类型，可能导致设计向导计算生成的超高、加宽不能适应新的项目类型”，即提醒用户在设计向导完成后不可随便改变项目的类型，点击“确定”按钮可退出对话框。

完成项目类型的设置后，点击“保存退出”命令退出“项目管理器”，重新执行“主线平面设计”的“计算绘图”命令，就可以绘出交点号和曲中桩号。

图1－12
1.6 设计向导
1.6.1向导的作用
“设计向导”命令位于“项目”菜单下，该功能引导用户快捷、方便地设置项目类型、公路等级、标准路基宽度、计算不同形式的超高与加宽过渡，以及快速设置填挖方边坡、边沟排水沟等等设计控制参数。

用户在按照设计向导的提示一步一步完成设置后，系统会自动生成四个文件：超高设置文件（*.sup）、路幅宽度文件（*.wid）、设计参数控制文件（*.ctr）、桩号序列文件（*.sta），并自动添加到项目管理器中。

1.6.2设计向导的操作步骤
1）纬地设计向导启动后，第一步对话框如图1－13所示，程序自动从项目中提取“项目名称”、“平面线形文件”以及“项目路径”等数据，并显示在对话框中。

按照对话框中的提示，首先在项目类型的下拉列表中选择本项目的类型（本示例中为“公路主线”）；在桩号设置一栏，系统默认“设计起点”和“设计终点”桩号为平面路线的起终点桩号，用户根据项目需要可以修改本项目设计的起终点桩号，但一般情况下不要进行修改。

在其它设置栏，用户可以输入本项目的项目标识，例如输入“A”，则所有图表文件中的桩号前均冠以“A”标识，如桩号“K0+000”则改变为“AK0+000”；桩号精度的设置，系统默认为三位小数，用户可以根据项目要求来设定输出桩号需要保留的小数位数。

单击“下一步”进入设计向导第二步，开始第一个项目分段的设置。

图1－13
2）项目分段1第一步：其对话框如图1－14所示，设置本项目第一个分段的桩号范围和公路等级。

首先在分段终点桩号一栏中输入第一个项目分段（分段1）的终点桩号，系统默认的分段终点桩号是平面路线的终点桩号，如果本项目总的只有一个分段，则保持系统默认的平面终点桩号不变。

其次在“分段公路等级”的下拉列表中选择分段1的公路等级，根据用户选定的公路等级，程序自动从数据库中提出其对应的计算车速。

设置完毕然后点击“下一步”按钮进行路基横断面的设置。

图1－14
2）项目分段1第二步：设计向导提示出对应的典型路基横断面型式和具体尺寸组成，对话框如图1－15所示。

在此对话框中，用户可以看到本项目分段的标准路幅宽度，并可在详细数据一栏的“单元名称”下拉列表中选择查看断面各组成部分的坡度和宽度（用鼠标点击栏目下方横断面简图的各个组成部分，也可看到对应部分的断面尺寸）。

如果本项目分段的路基横断面尺寸与此尺寸不符，用户可直接修改“路幅宽度”及断面各组成单元的尺寸和坡度，并可在“路槽深度”一栏输入断面各组成单元的路槽深度，修改完毕注意点击“检查”按钮，以检查断面各组成部分宽度总和是否和路幅宽度尺寸相符，如果设置正确，系统会提示“检查路幅宽度正确”。

单击“下一步”进行路基左右侧填方边坡的设置。

图1－15
3）项目分段1第三步：引导用户完成项目分段1典型填方边坡的控制参数设置。

用户可根据需要设置处理高填断面的任意多级边坡台阶。

鼠标单击左侧或右侧边坡形式的选择框，选择框中出现一个下拉列表的选项按钮，点击该按钮，可选择多级台阶的边坡形式。

这里列举了最多五级台阶的边坡形式供用户选择，如果还需设置更多台阶的边坡，可在控制参数输入程序或控制参数文件（*.ctr）中进行编辑修改。

用户可参照对话框中右侧的示意简图，在边坡设置中查看每一级边坡的具体尺寸和坡度或对其进行修改。

填方边坡设置对话框如图1－16所示。

图1－16
4）项目分段1第四步：引导用户完成项目分段1典型挖方边坡的控制参数设置。

用户可根据需要设置处理深挖断面的任意多级边坡台阶，其设置和修改方法同填方边坡的形式基本相同。

对话框如图1－17所示。

图1－17
5）项目分段1第五步：引导用户进行路基两侧边沟型式及典型尺寸设置，用户可以根据需要在边沟形式的下拉列表中选择“矩形边沟”、“梯形边沟”或“不设置边沟”，在边沟形式选择确定后，可参照右侧的示意简图对边沟的具体尺寸数据进行修改。

对话框如图1－18所示。

图1－18
6）项目分段1第六步：引导用户进行路基两侧排水沟型式及典型尺寸设置，对话框如图1－19所示。

用户可以根据需要设置矩形或梯形排水沟，还可选择设置带挡水堰的排水沟形式或不设置排水沟。

其形式的选择和尺寸的修改基本和边沟设置相同。

由于有的地方对排水沟的叫法可能不尽相同，这里专门说明一下：排水沟是设置于填方坡脚外，用于排除地表水流和边坡流水的一种水沟，一般情况下，填方段落是不设置边沟的，排水沟即相当于将边沟从路基边缘移到了路基填方坡脚处的一种水沟。

图1－19
7）项目分段1第七步：提示用户选择确定项目分段1的路基设计所采用的超高类型、超高旋转方式及渐变方式、曲线加宽的类别、位置以及加宽渐变方式等，其对话框如图1－20所示。

程序会自动根据项目分段1第一步设置的项目类型及公路等级，在“超高旋转方式”一栏中列出不同的可用的超高旋转方式。

图1－20
8）当项目分段1的第七步设置完成后，如果整个设计项目只设置了一个项目分段，则点击“下一步”按钮时，系统转到设计向导的最后一步，开始进行超高、加宽过渡段的计算和设置。

如果本项目设置了两个以上的项目分段，则设计向导转到项目分段2第一步至第七步的设置过程，如此循环只到设置完最后一个项目分段，然后点击“下一步”到设计向导最后一步开始计算本项目的超高和加宽。

9）设计向导最后一步：这一步中系统将根据前面每一个项目分段的公路等级、计算车速、超高加宽的类型及旋转方式等相关设置以及平面曲线文件，提取路线规范中的技术指标来计算每一个平面交点曲线的超高和加宽过渡段，其对话框如图1－21所示。

点击对话框中的“自动计算超高加宽”按钮，系统即开始进行计算，并将计算的每一个平面曲线的超高加宽设置列于表中，供用户查看或修改。