道路设计和放样

　　道路设计以及放样也是我们比较常用的功能，主要介绍道路设计的步骤和道路放样。

1、道路设计

　　“道路设计”功能是道路图形设计的简单工具，标准道路一般是由直线、圆曲线和综合曲线组合而成，修建公路之前，首先设计单位需要设计出公路的《直曲表》，就是该条公路的参数数据，然后勘测方会根据该《直曲表》进行勘察放样工作，勘察放样前就需要使用道路设计，将设计方提供的《直曲表》在软件中输入生成道路设计文件，使用该道路设计文件进行勘测放样作业。道路设计菜单包括两种道路设计模式：元素模式和交点模式。

图6-1 道路设计

1.1 道路基本要素以及特殊类型说明

　　在介绍设计的两种方法之前，我们先对道路的一些基础的东西做一下介绍《直曲表》中的主要项目：

　　坐标和桩号：起始点和各交点的里程和坐标

　　计算方位角：直线的方位角

　　曲线间直线长：直线长度

　　转角：Z表示左偏，Y表示右偏；元素法设计中，转角左偏时，半径需要输入负值。

　　半径：圆曲的半径

　　曲线长度：包含第一缓曲长、圆曲长和第二缓曲长

　　曲线总长：第一缓曲长+圆曲长+第二缓曲长（某些直曲表中，只有第一、第二缓曲长和曲线总长，那么圆曲长就要通过计算的到了）

　　断链：因局部改线、分段测量或量距中发生错误等等均会造成里程桩号与实际距离不相符，这种在里程中间不连续（桩号不相连接）的情况叫“断链”

　　长链：桩号重叠的称长链

　　短链：桩号间断的称短链。对于断链的处理，一定要使用分段处理，生成两个道路设计文件。

　　卵形曲线：是指在两半径不等的同向圆曲线间插入一段缓和曲线。即圆缓圆的情况；也就是说：卵形曲线本身是缓和曲线的一段，只是在插入的时候去掉了靠近半径无穷大方向的一段，而非是一条完整的缓和曲线。我们简单的理解，出现圆缓圆的情况，即是卵形曲线，必须使用元素法设计。一般高速公路的匝道都是卵形曲线。

　　回头曲线：曲线总转向角大于或接近180°的曲线称为回头曲线，也称套线。回头曲线也必须使用元素法设计，回头曲线在山区的公路建设中比较常见。

1.2 元素模式

　　“元素模式”是道路设计里面惯用的一种模式，它是将道路线路拆分为各种道路基本元素（点、直线、缓曲线、圆曲线等），并按照一定规则把这些基本元素逐一添加组合成线路，从而达到设计整段道路的目的。元素法输入的规则：点-直线-第一缓和曲线-圆曲线-第二缓和曲线-直线-第一缓和曲线-圆曲线-第二缓和曲线……按此依次循环。

　　各元素输入时有以下规定：

　　1、 第一个元素必须是点，且除了第一个元素外后面的元素均不能为点。

　　2、 第二个元素必须是直线，长度可以为零，但必须输入方位角。

　　3、 不是第二个元素的直线，不知道方位角的可以不输，软件会自动计算。

　　4、 输入时建议以直线元素结束，没有的输入零直线，软件会自动增加一个零直线结束。

　　5、 卵形曲线和回头曲线，必须使用元素法

　　6、 工程之星道路设计，不允许出现“圆圆”的情况。

　　7、 如果碰到有曲线间直线为零的情况，有以下3中分析，以缓和曲线为基准

　　① 如果线路属于卵形曲线，卵形曲线的组合

　　形式是圆缓圆，所以中间的零直线不能输入。

　　② 如果是标准的线路形式，每个交点下都是标准

　　的缓圆缓的情况，中间的零直线可输可不输。

　　③ 如果是回头曲线，中间的零直线必须输入

　　（不输入就会出现“圆圆圆的错误情况）

　　步骤依次为：输入-道路设计-元素模式，

　　进入元素模式主界面（图6-2）。

　　首先要新建一个道路文件*.rod（打开功能可打开已有的道路文件）（图6-3）。

图6-3 新建文件

　　输入正确文件名后点击右上角的“ok”键，再点击“增加”

图6-4 曲线要素输入框

　　根据前面所述的元素法输入规则，开始按直曲表中的数据增加元素，如：点要素就只需要输入X坐标和Y坐标，直线元素只需要输入方位角和长度。

图6-5 输入完保存

　　增加完成后，注意不要忘记输入直曲表中的起点里程，间隔表示计算时每隔多少距离计算一个逐桩坐标。线路设计完成后点“保存”（图6-5）完成道路文件的保存并计算出逐桩坐标；编辑、插入、删除按钮来实现修改，同时软件会生成与元素*.rod文件同名的*.dat文件，以便在线路或者点放样时能调用*.dat文件。点击图6-5的“图形显示”按钮，看到道路的计算后绘制的图形，如图6-6:

图6-6 图形绘制

　　保存计算成功后，进入测量-道路放样，打开设计文件，对比《逐桩坐标表》，或是进入加桩界面，进行加桩计算，来对比检查是否正确，确认正确后就可以开始道路放样了。

1.3 交点模式

　　交点法相对于元素法，无论在理解上还是输入时，都相对简单；《直曲表》中，都是以交点为单元的，每个交点下对应一段单元线路，每段线路都是由直线、圆曲、缓曲这些基本元素组成。交点法输入时只需按顺序输入每个交点的参数数据值就可以了，但是要注意卵形曲线和回头曲线不能用交点法输入。

　　交点法输入规则：

　　1、 起点和终点只输入北坐标和东坐标。起点必须是线路上的点

　　2、 其他交点需要输入北坐标、东坐标、第一缓曲长、圆曲、第二缓曲长。如果交点下的单元线段只有圆曲的话，第一缓和曲长和第二缓曲长不用输入

　　3、 第一缓曲长和第二缓曲长并不一定是对称的，长度可以不同。

　　4、 断链分段处理，后一段的起点里程，需要使用该段第一个交点下的HZ点里程减第二切线长得到，使用第一交点的ZH点里程加第二切线长是错误的。

　　具体操作步骤如下：

　　“输入”→“道路设计”→“交点模式”（图6-7）。

图6-7 交点模式

　　新建一个道路文件*.ip（打开功能可以打开已有的道路文件）

图6-8 打开文件

　　插入交点数据，根据前面所述的交点法输入规则，开始按直曲表中的数据增加交点，第一个交点和最后一个交点没有左、右缓曲长及半径输入，第二个交点处必须输入里程，程序依自动计算其它交点的里程。

　　如果输入的数据有误，可以点击修改按钮修改数据，输入或修改完毕，保存数据。选择计算模式：整桩距还是整桩号，输入起点里程和间隔，然后计算，保存同时，生了同名的*.ROD文件、数据成果文件*.DAT文件。

打开图形显示（图6-13）。

　　保存完成后，对比逐桩坐标表检查正确性，正确之后就可以放样了。

2道路放样

　　操作：测量→道路放样

　　进行线路放样之前，需要对照《逐桩坐标表》对道路设计成果的正确性进行检查。放样之前亦需要对工程进行校正。点击“目标”按钮，通过“打开”按钮，选择一个已经设计好的线路文件后，如图6-15所示：

　　列表中显示设计文件中的所有的点（默认设置），用户也可以通过在列表下的标志、加桩、计算前的对话框中打勾来选择是否在列表中显示这些点。选择要放样的点，如果要进行整个线路放样，就按“道路放样”按钮，进入线路放样模式进行放样；如果要对某个标志点或加桩点进行放样，就按“点放样”按钮，进入点放样模式。如果要对某个中桩的横断面放样，就按“横断面放样”。以下介绍线路放样模式和横断面放样模式，点放样模式参见点放样章节。在放线库中调入设计文件选择进行线路放样以后放样界面如下图所示：

　　显示的内容可以点击显示按钮来选择

　　线路放样实际上是点放样的线路表现形式既在点放样时以设计的线路图为底图，实时的显示当前点在线路上的映射点（当前点距线路上距离最近的点）的里程和前进方向的左或右偏距。在图6-16中会显示整个线路和当前测量点，并实时计算当前点是否在线路范围内，如果在线路范围内，就计算出到该线路的最近距离和该点在线路上的映射点的里程；如果不在线路范围内，就给出提示。根据界面的提示就可以放样打桩，以及采集记录点了。在线路放样中设计了加桩计算工具，操作如下。按“加桩”按钮，进入计算加桩和偏距对话框，如图6-18所示：

　　2·1、加桩计算：

　　选择“加桩”，然后输入加桩点点名和加桩点里程，按“计算”就计算出加桩点的坐标，然后点击加桩（如图6-19），就将该加桩点存入记录加桩的数据文件中。

　　2·2、偏距计算：

　　选择“偏距”，然后输入坐标X和坐标Y，按“计算”就计算出该坐标点对应于该线路上的偏距和里程，如果不在范围内就给出提示。

　　断面放样模式：

　　首先在“道路放样-逐桩点库”里选择要放样的横断面上的点，点击 “断面放样”按钮，如下图6-21，我们放样的是中桩为120的横断面。图6-22中的直线段就是该横断面的法线延长线，这样我们就可以非常方便的放样这个横断面上的点。这里的主要参数有垂距和偏距，垂距指的是当前点到横断面法线的距离，偏距是当前点到线路的最近的距离。根据实际情况到线路高程变化的地方采集坐标即可。

　　注意：线路横断面放样的断面输出，需要在此处横断面放样的界面下采集的文件才能进行相关的转换，并且一般情况下都是需要采集中桩坐标的，否则软件无法进行相关的转换输出。

　　线路放样参数设置：点击“选项”，出现如下对话框：

　　显示设置上，主要是设置工作界面上显示的内容，可以设置道路的标志点和加桩点。横断面法线延长线长度：设置横断面法线延长线的长度，默认值是50m。

　　里程限制：用来设置放样的起始里程和终点里程，如果当前点不在此范围内时，不会计算偏距和里程，会提示不在线路范围内。此功能主要应用在线路弯角比较大的地方，有的时候会把当前点投影到线路转角的另一边，此时就可以通过里程限制把转角另一边的线路先限制掉，此功能通过软件的不断更新和修改后面可能会有所改变，抑或去掉，一般情况下不需要启用此功能。

　　最后还有一个屏幕缩放方式，指的是屏幕的刷新，在测量中1S有一个数据过来，屏幕就会刷新一次，有时会不太方便观看，就可以选用“手工”来自己控制显示界面上显示的内容。

　　在线路放样功能界面下，我们既可以放样，同时也可以进行纵横断面的测量，横断面的测量可以在横断面放样中完成，纵断面测量只要保持在线路上测量就可以进行。当然纵横断面测量之后，需要进行格式转换才能得到我们常用的格式，具体如下图6-24，首先点击放样界面下的“成果”菜单，选择横断面成果输出。

　　然后点击上面的“打开测量文件”，选择测量文件，根据需要，选择纬地、天正或是海地格式，完成后点击下面的“输出”按钮，转换成功后如下图6-25

　　转换完成后会在相应的文件夹下生成*.hdm和*.dmx文件，即横断面文件和纵断面文件。排序:在测量横断面上的点有时不一定按照由远到近或者由近到远的顺序，在输出成果的时候选择了排序之后就会按距离中桩的远近进行排序，如果不选就会按照实际测量的顺序进行转换。纬地格式。采用高差的显示方式，可以选择是否排序，这里的高差方式可以是相对于前一点或是相对于中桩。纬地格式（平距左负右正）

　　桩号：

　　左边采点的点数 平距1 高差1 平距2 高差2……

　　右边采点的点数 平距1 高差1 平距2 高差2……

　　天正格式，采用高程排序，工程之星设计平距只有相对于中桩的差值，平距为正值，

　　桩号，左平距1，高程1，左平距2，高程2……

　　右平距1，高程1，右平距2，高程2……

　　海地格式采用高差形式，强制排序，平距和高差可以是相对于中桩也可以是相对于上一点。

　　桩号，平距1高差1平距2高差2平距3高差3……

　　平距1高差1平距2高差2平距3高差3……

　　在目标菜单下面有一个断面线放样菜单，断面线放样其实说的还是横断面的放样，这里是对横断面放样功能的优化，对一些特殊的线路，利用横断面放样可能会显示出错（例如显示的位置明显不是当前位置等），可以利用断面线放样。