路桥施工测量教材

图形驱动式路桥施工测量计算

第3章……（本章大约字数）

3.1 路桥施工测量计算的现状与发展

随着我国铁路、公路等路桥工程建设事业的飞速发展，各种先进测量仪器设备及现代测绘方法被广泛采用并得到普及，现场对路桥测量技术提出了更高的要求，路桥施工测量工作进入了崭新的IT（Information Techonology）测量时代；能够正确使用现代先进测量仪器设备并借助计算机软件实现现场路桥工程测量计算与信息化管理是现代路桥施工测量技术的重要内容，也是现代路桥施工技术人员需要具备的基本职业技能。

IT测量技术的关键在于相关测量软件的研究与应用。近几年来，国内出现了许多路桥工程测量放样的计算机软件，为IT测量技术的应用和推广作出了贡献。然而，目前国内线路施工测量放样计算软件主要采用的是数据驱动计算的软件实现模式，其主要特点是通过数据描述来驱动计算过程，用户操作和交互的主要是数据而不是图形，图形主要是用来实现计算结果的可视化显示。该模式的主要缺陷在于：(1)难以充分反映现实路桥工程的工程特征、结构特征，计算效率容易受到限制；(2)难以表达一些不便描述、主要是依赖形象思维实现的计算过程和计算意图；(3)工程计算过程的管理机制单调，不利于计算过程的动态管理；(4)不利于各项测量计算功能的集成及计算过程的协同合作。

与数据驱动模式相对应的是图形驱动模式，其基本特点是直接通过创建、操纵有工程属性和专业功能的功能图形对象来实现路桥施工测量数据的提取或处理。与数据驱动模式相比，图形驱动模式更加符合工程习惯和人脑的形象思维习惯，可以充分描述路桥三维模型的计算特征，是现代路桥施工测量计算模式的一个重要发展方向。图形驱动模式需要有合适的图形环境，现场通常借助AutoCAD软件进行作图计算，但由于AutoCAD为通用几何图形系统，没有内涵专业关系，因此计算效率较低而且容易出错。

3.2路桥施工计算专家RBCCE简介

路桥施工计算专家RBCCE(Road Bridge Construction Calculation Expert)为石家庄铁道大学研发的一款面向路桥施工计算领域的高性能、集成化软件，涵盖了铁路、公路、地铁、隧道、桥涵等线路及其结构物的平面及三维施工测量计算、线路改线、导线与水准平差计算、路基土方自动计量及隧道断面分析等众多领域，各计算功能得到了良好的考证，系统运行稳定可靠。

RBCCE采用了先进的面向功能图形对象建模理论和实现环境，将路桥专业知识、工程习惯、结构特征、工程关系、路桥三维模型转化为人们熟悉的功能图形对象，通过便捷动态的作图过程即可完成路桥施工测量计算，极大简化了路桥施工测量计算过程和实现难度，为路桥施工测量提供了一种新的能够充分挖掘路桥施工测量计算特征的图形驱动式计算方法，表现出良好的易用性及广泛的应用价值，可以适合于广大路桥施工技术人员使用。有关该软件的学习版可在网站上下载。

图14-38为RBCCE图形界面，有标准的Windows界面，包括菜单条、按钮命令区、图形窗口、页面管理区、状态条等。系统采用多页面管理机制，用户可以打开数量不限的图形页面，而在每个页面则可以用来完成不同计算任务。

图14-38RBCCE图形界面

3.2.1 功能图形对象

RBCCE本质上是交互式图形系统，用户通过创建和操作图形对象来实现专业功能的实现。但RBCCE中图形对象与人们熟悉的AutoCAD 中图形对象无论是在属性行为特征还是在创建方法方法均存在明显差异。

在AutoCAD中，所操纵的图形对象主要是直线、圆、圆弧、矩形、尺寸、文本等基本图形对象，及由它们编辑并合并而成的“图块”对象，这些图形对象本质上属于几何图形对象，它们仅具有几何属性，如打开直线属性对话框，可以查询到该直线的坐标、长度、颜色等几何信息；对几何对象的操作也主要是相关的几何操作，如图形对象选择、删除、分解、合并、移动、拷贝、旋转、镜象、阵列、线段打断、线段修剪与延长等。利用AutoCAD系的绘图功能，人们可以创建和编辑出任意复杂精细的、满足工程要求的工程图形，但这些工程图形是这些基本几何图形对象的松散集合体，它们缺乏与之相关的工程信息、工程关系和工程习惯等工程特征，同时也没有专业计算功能，不能够帮助用户完成与图形对象相关的专业计算，

因而其处理工程问题的效率比较低，而且容易出错。

RBCCE的图形对象是功能图形对象，它是一种由直线、圆、圆弧等图形元素构成的图形整体，除了具有几何属性外，还具有工程属性和专业功能，具有规范的操作方法，功能图形对象间虽彼此独立，但又能够彼此协同合作，共同完成专业任务，表现出一种智能化的能够反映专业问题求解本质特征的一种“活”的图形对象。

协同合作关系是指，当个体功能图形对象的创建或专业功能的实现需要若干其它功能图形对象的共同参与时，则认为这些功能图形对象间存在协同合作关系。这种协同合作关系通常为用户所熟悉，而且能够被用户所选择和控制，并通过操作才能实现，共同实现某种应用目标。借助功能图形对象间的协同合作关系，功能图形对象间信息得以互补或相互交流，并可共同高效率地实现各种复杂的工程问题。

3.2.2 RBCCE提供的功能图形对象

RBCCE所提供的功能图形对象类型主要包括：

●线路交点转折线对象：

●线路中线对象：

●桩线对象；

●指示线对象；

●平曲线转折线对象；

●纵断面对象；

●典型及一般路基横断面对象;

●隧道断面对象;

●控制点对象;

●表格对象。

●桥涵结构物平面对象。

上述功能图形对象抽象于路桥施工图，内涵丰富的路桥三维专业知识及工程关系，容易被为人们所理解和掌握，彼此独立又协同合作，通过便捷的创建、操作和推演这些功能图形来完成各种复杂多样的路桥平面或三维施工测量计算。图14-39显示了RBCCE系统创建的若干功能图形对象。图中，①为线路交点转折线对象，打开其对话框，输入线路交点坐标和相关曲线要素，可以创建出线路中线对象②，打开其对话框可以计算出线路中线上的各种中边桩坐标；利用桩线绘制按钮命令，可以绘制出作用于线路中线上具有任意桩号的桩线对象③；而利用桩线对象，可自动创建出等间距的连续桩线，并可以创建出所需要的中边桩坐标表④，还可以在其对话框的“墩台布置”页面输入墩台尺寸、桩号、墩台偏心和转角等参数，创建出