使用EICAD進(jìn)行交互式立交設(shè)計(jì)的流程

/運(yùn)用EICAD進(jìn)行交互式立交設(shè)計(jì)的流程和做路途設(shè)計(jì)一樣，第一步是建立CAD的工作書(shū)目，建立過(guò)程見(jiàn)路途設(shè)計(jì)流程。工作書(shū)目建好了以后，就可以進(jìn)行互通式立交的設(shè)計(jì)。同樣，在交互式立交設(shè)計(jì)中，也是按平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)的依次進(jìn)行。我們以下圖所示的立交中的B匝道、C匝道和D匝道為例，介紹運(yùn)用EICAD進(jìn)行互通式立交設(shè)計(jì)的流程。該立交為橫向主線上跨縱向被交線，主線的橫斷面為：8米的中心分隔帶、每側(cè)4*3.75米行車道、硬路肩為0.75米、土路肩都為0.75米；被交線橫斷面形式為：2米的中心分隔帶、每側(cè)3*3.5米行車道、0.75米硬路肩、0.75米土路肩；匝道B、C、D的橫斷面均為：每側(cè)3.5米行車道，0.75米土路肩。設(shè)計(jì)車速為主線120KM/H，被交線100KM/H，匝道B的設(shè)計(jì)車速為40KM/H，匝道C、匝道D的設(shè)計(jì)車速為50KM/H。平面設(shè)計(jì)很明顯我們應(yīng)先設(shè)計(jì)B匝道，再設(shè)計(jì)C匝道，最終設(shè)計(jì)D匝道。因?yàn)榧偃缦仍O(shè)計(jì)C匝道，則C匝道的線位確定后，B匝道的線位就有了限制，要得到志向的線位就有困難。下面是主線的線位圖：平面設(shè)計(jì)按布線、初始化、標(biāo)注、繪偏置線、繪制端部圓角、搜尋橫斷面、資料保存、圖表的生成的依次來(lái)設(shè)計(jì)。布線下面我們就在線位圖上進(jìn)行B匝道的設(shè)計(jì)。這有一點(diǎn)說(shuō)明：在我們的例子中，為了簡(jiǎn)潔，以突出設(shè)計(jì)流程的主題，加減速車道都是按平行式加減速車道來(lái)作。在實(shí)際工程中，如需設(shè)計(jì)干脆式加減速車道時(shí)，應(yīng)采納我們軟件的相關(guān)吩咐或其它方法按干脆式加減速車道設(shè)計(jì)。我們以半徑為65m來(lái)設(shè)計(jì)B匝道，在上面的線位圖中，先在C匝道所在象限畫(huà)一半徑為65m的圓，接著依據(jù)主線和被交線的橫斷面形式，偏出加減速車道的位置，最終結(jié)果如下圖所示：有了上面的圓及也許位置后，就可利用我們軟件供應(yīng)的吩咐，完成B匝道的設(shè)計(jì)。用擴(kuò)展模式法中的“直圓圓模式”吩咐，該吩咐的快捷菜單如圖所示：點(diǎn)擊該快捷菜單，按依次選各圓后，彈出如下圖所示對(duì)話框。在選定路途起點(diǎn)轉(zhuǎn)向后，點(diǎn)擊后的按鈕，拖動(dòng)圓2，視察線位、各設(shè)計(jì)單元協(xié)調(diào)性及對(duì)應(yīng)屏幕右側(cè)顯示的數(shù)據(jù)改變，最終若確定如上對(duì)話框所示的各參數(shù)較為合適，便可按按鈕，定出圓2的位置，B匝道設(shè)計(jì)完成。B匝道設(shè)計(jì)好以后，就可以設(shè)計(jì)C匝道。此時(shí)，C匝道的設(shè)計(jì)線有個(gè)限制，它和B匝道的距離不能小于B匝道的一個(gè)土路肩和一個(gè)行車道寬的和再加上C匝道一個(gè)土路肩和一個(gè)行車道寬的和，即（0.75+3.5+0.75+3.5=）8.5米，下圖中紅色的線為B匝道設(shè)計(jì)線偏出8.5米的線，所以C匝道的設(shè)計(jì)線不能超過(guò)此線。同時(shí)，在設(shè)計(jì)C匝道時(shí)，考慮到盡量少占地，把C匝道的線型改為弓形，即帶兩個(gè)反彎的線形。依據(jù)規(guī)范的相關(guān)要求，我們定出駛出匝道的分流端的圓曲線半徑為400米，而駛?cè)朐训赖钠矫婢€形技術(shù)指標(biāo)相對(duì)要求較低，我們暫定圓曲線半徑為250米。中間部分可用直線，但為了少占地，同時(shí)也是為了從C匝道向D匝道駛出時(shí)行駛更順暢，我們改用圓曲線，半徑可大些，暫定為500米。有了上面暫定的圓后，我在平面圖上畫(huà)出，并把它們拖放到其也許的位置。如下圖所示：在上圖中，圓1為從主線依據(jù)主線橫斷面偏出來(lái)的圓，圓2為駛出匝道分流端圓，圓3為中間部分的圓，圓4為駛?cè)牒狭鞫藞A，圓5為從被交線上偏出的圓。有了上面的圓及也許位置后，就可利用我們軟件供應(yīng)的吩咐，完成C匝道的設(shè)計(jì)。首先，我們假定圓3的位置已定，然后依據(jù)圓1、2、3利用擴(kuò)展模式法中的“圓圓圓模式”吩咐，該吩咐的快捷菜單如圖所示：點(diǎn)擊該快捷菜單，按依次選123圓，彈出如下（圖一）對(duì)話框。在該對(duì)話框中，先設(shè)置各參數(shù)，然后按后面的按鈕，進(jìn)行動(dòng)態(tài)拖動(dòng)。在拖動(dòng)的同時(shí)，各緩和曲線及其它相應(yīng)的參數(shù)動(dòng)態(tài)地顯示于屏幕右邊屬性窗口中，各參數(shù)滿足后按按鈕即可。在此吩咐中，我們可以移動(dòng)所選三個(gè)圓中的隨意一圓的位置，也可以動(dòng)態(tài)或靜態(tài)修改各圓半徑等?？傊?，我們可以通過(guò)此吩咐得到我們想要的志向的線位。此吩咐結(jié)束后得到如下（圖二）所示的結(jié)果。（圖一）（圖二）同樣利用該吩咐，按依次選圓3、4、5，設(shè)置各參數(shù)，拖動(dòng)圓4，參數(shù)均滿足后，按確定可得到如下圖所示的結(jié)果：接下來(lái)把圓3刪除，然后用積木法中的“連接兩緩和曲線”吩咐連接兩回旋線。最終結(jié)果如下圖所示：假如對(duì)上面匝道的線位還不滿足，例如對(duì)圓3的位置不滿足，還可以把各緩和曲線都刪除，然后依據(jù)圓2、3、4再利用“圓圓圓模式”吩咐，拖動(dòng)圓3，各參數(shù)均滿足后按確定，重新定出圓3的位置，圓3的位置重新定好以后，圓2、4的線位如還不滿足還可用同樣的方法進(jìn)行調(diào)整，直到整個(gè)匝道的線位都滿足為止。在此，我們對(duì)上面的結(jié)果已經(jīng)滿足，同時(shí)前面暫定的圓半徑也不用再修改。同時(shí)各偏置出來(lái)的曲線也可以刪除。另外，在設(shè)計(jì)C匝道時(shí)，也可先依據(jù)圓1、2，用基本模式法中的“圓圓模式”吩咐，也許定出圓2的位置，利用同樣的方法也許定出圓4的位置，最終用擴(kuò)展模式法中的“圓圓圓模式”吩咐，定出圓3的位置。圓3位置定好后再對(duì)圓2、4進(jìn)行調(diào)整，如此反復(fù)，直到得出志向線位。當(dāng)然，設(shè)計(jì)C匝道還有其它的方法，總的目的都是為了我們能便利快捷的得出志向的線位。從以上可以看到EICAD的強(qiáng)大功能及其優(yōu)勢(shì)。到此，C匝道的設(shè)計(jì)完成。下面是D匝道的設(shè)計(jì)：在進(jìn)行D匝道設(shè)計(jì)時(shí)，由于C匝道的駛?cè)胫骶€之前有一和其它匝道的合流點(diǎn)，合流端的交通量就會(huì)大些，因此，技術(shù)要求就高，宜采納大半徑圓，我們暫定為2000米。相反，從C匝道分流到D匝道的分流端，交通量相對(duì)較少，宜采納小半徑圓，我們暫定為150米。同時(shí)，這樣大、小圓的面置也有利于線形順暢。同樣，在圖上分別畫(huà)出半徑為2000米、150米的圓，拖放到也許位置,并在主線上偏出。得到如下圖所示結(jié)果圖中的1為從主線上偏出的加速車道的位置，2為半徑為2000的大圓，3為半徑為150的小圓,4為C匝道的一圓曲線，因?yàn)镈匝道行駛的車輛是干脆從C匝分流出來(lái)，所以可以干脆從C匝道上的圓4和圓3求出緩和曲線。從圖中可看出圓的半徑都大了，如這樣布線，線型極不和諧，占地面積也很大，所以，我們把大圓半徑改為1800米，小圓半徑改為120米。上面的參數(shù)修改以后，我們先用大圓2和小圓3，還有圓4，用擴(kuò)展模式法中的“圓圓圓模式”吩咐，也許定出圓3的位置。點(diǎn)取該吩咐的快捷菜單，選取圓2，3，4后，彈出如下對(duì)話框：點(diǎn)擊后的按鈕，拖動(dòng)圓3，通過(guò)幾次以后得如上對(duì)話框所示的各參數(shù)較為合適，然后按按鈕，定出圓3的位置，如下圖所示：接著用直線1、大圓2和小圓3用擴(kuò)展模式法中的“直圓圓模式”吩咐，拖動(dòng)圓2，定出圓2的位置，該吩咐的快捷菜單如圖所示：點(diǎn)取該快捷菜單，選取圓1，2，3后，彈出如下對(duì)話框：點(diǎn)擊后的按鈕，拖動(dòng)圓2，通過(guò)幾次以后得如上對(duì)話框所示的各參數(shù)較為合適，然后按按鈕，定出圓2的位置。最終我們得到的線位圖如下圖所示：線位布設(shè)好了以后，接下來(lái)要做的有樁號(hào)初始化、標(biāo)注、繪偏置線、平面資料的保存、生成橫斷面文件、生成超高文件等等，這些基本和路途設(shè)計(jì)流程一樣，在此不再重復(fù)。不同的是在路途設(shè)計(jì)中，橫斷面文件是用“定義路途橫斷面”吩咐生成的；而在立交設(shè)計(jì)時(shí)，匝道的分流端和合流端，橫斷面的寬度是連續(xù)改變的，所以不能再用此吩咐，我們用“搜尋標(biāo)準(zhǔn)橫斷面”吩咐，依據(jù)所繪制的橫斷面偏置線，搜尋生成橫斷面文件。還有一個(gè)不同是在繪出偏置線后，在匝道的合流端和分流端、土路肩和土路肩相交、硬路肩和硬路肩相交的地方，要用“繪制端部圓角”吩咐進(jìn)行圓角處理。下面是線位布設(shè)好了以后的設(shè)計(jì)流程，如和路途一樣，則不再重復(fù)。樁號(hào)初始化：此步驟和路途是一樣的，用的也是同一個(gè)吩咐。要留意的是各匝道樁號(hào)初始化時(shí)，要考濾縱斷面設(shè)計(jì)。如D匝道的初始化應(yīng)從合流端起先等。標(biāo)注：和路途完全一樣，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程。繪制偏置線：這一步有兩個(gè)作用，一是平面出圖的須要，二為搜尋生成橫斷面文件須要。繪制偏置線用“定義路途橫斷面”吩咐。繪制的過(guò)程為：重復(fù)用該吩咐，依據(jù)主線、被交線、匝道等的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面資料，生成橫斷面文件，然后在該吩咐對(duì)話框中按按鈕，即可完成各偏置線的繪制。主線、被交線、匝道的偏置線都繪出以后，得到的結(jié)果如下（圖一）所示。繪制端部圓角：在土路肩和土路肩相交、硬路肩和硬路肩相交的地方要進(jìn)行圓角處理，用“繪制端部圓角”吩咐。我們以（圖一）中的A處為例說(shuō)明繪制端部圓角的過(guò)程：(圖一)“繪制端部圓角”吩咐的快捷菜單如圖所示：點(diǎn)取該快捷菜單，先后選取兩相交的土路肩，指定圓心粗略位置后，彈出如下對(duì)話框：在該對(duì)話框中輸入圓角半徑用圓角方向后，按后，程序自動(dòng)搜尋出圓心位置，并以此圓心用上面對(duì)話框輸入的半徑繪出和兩土路肩均相切的圓弧。最終結(jié)果如下圖所示：在偏置出各橫斷面線后，除了進(jìn)行端部圓角外，還有一個(gè)要做的是對(duì)加減速車道的漸變處的土路肩和硬路肩進(jìn)行編輯，用戶可依據(jù)自已的要求完成。搜尋橫斷面：在立交設(shè)計(jì)中，橫斷面文件一般都是用“搜尋標(biāo)準(zhǔn)橫斷面文件”吩咐搜尋生成。在運(yùn)用該吩咐之前,應(yīng)對(duì)要搜尋的路途各偏置線進(jìn)行編輯，例如匝道的起終點(diǎn)應(yīng)為由硬路肩圓角的圓心向匝道設(shè)計(jì)線作垂線和匝道設(shè)計(jì)線的交點(diǎn)，此范圍之外的應(yīng)算在主線或被交線或其它匝道里，而土路肩圓角圓心和硬路肩圓角圓心的連線為匝道和其它路途的分界線等等?！八褜?biāo)準(zhǔn)橫斷面文件”吩咐的快捷菜單如圖所示：，點(diǎn)擊該快捷菜單，選取要搜尋的路途后，彈出如下圖所示對(duì)話框。在對(duì)話框中按設(shè)計(jì)置各參數(shù)，選取各偏置線后，按按鈕，則起先搜尋橫斷面。最終按按鈕結(jié)束吩咐，同時(shí)別忘了保存橫斷面文件。資料保存：保存平面資料之前，先用“組合成平曲線吩咐”把用基本模式法和擴(kuò)展模式法相關(guān)吩咐生成的線位組合成平曲線，接下來(lái)的和路途設(shè)計(jì)一樣，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)相關(guān)部分。圖表的生成：這一部分也和路途設(shè)計(jì)是一樣的，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)相關(guān)部分?？v斷面設(shè)計(jì)立交的縱斷面設(shè)計(jì)和路途的縱斷面設(shè)計(jì)基本相，都是按設(shè)置工作文件、設(shè)置設(shè)計(jì)線的起終點(diǎn)繪地面線、繪網(wǎng)格線、插入限制點(diǎn)、插入變坡點(diǎn)、調(diào)整豎曲線、保存豎曲線文件、縱斷面出圖的依次來(lái)設(shè)計(jì)。不同的是在對(duì)匝道拉坡設(shè)計(jì)時(shí)和路途拉坡設(shè)計(jì)稍有不同。例如：我們舉的例子中的C匝道，其終起終點(diǎn)為：分別通過(guò)下圖所示的A、B處硬路肩圓心作縱向被交線和橫向主線的設(shè)計(jì)線的垂線（用“計(jì)算折線、緩和曲線垂足”吩咐），此垂線延長(zhǎng)線和C匝道設(shè)計(jì)線的交點(diǎn)即為C匝道的起終點(diǎn)，此起終點(diǎn)樁號(hào)就要通過(guò)我們的“樁號(hào)信息查詢”吩咐查出，而起終點(diǎn)高程和坡度則要通過(guò)我們的“查詢高程、坡度”吩咐從被交線和主線中查出。同理其它匝道亦如此；在須要插入限制點(diǎn)的地方，例如下圖中的M處，也須要用“查詢高程、坡度”吩咐從縱向的被交線上查出在平面圖中和M相交的點(diǎn)的高程和此點(diǎn)處D匝道的樁號(hào)，以備我們?cè)趯?duì)D匝道拉坡設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算限制點(diǎn)的高程、插入限制點(diǎn)時(shí)用。所以我們?cè)谶M(jìn)行縱斷面拉坡設(shè)計(jì)時(shí)，比較重要的是“樁號(hào)信息查詢”吩咐和“查詢高程、坡度”吩咐的運(yùn)用，這也是立交縱斷面設(shè)計(jì)和路途縱斷面設(shè)計(jì)不同的地方。下面我們就先介紹這兩個(gè)吩咐的運(yùn)用過(guò)程：樁號(hào)信息查詢：該吩咐的快捷菜單如圖所示，點(diǎn)擊該快捷菜單，選取要查詢的路途或匝道后，彈出如下對(duì)話框：該對(duì)話框中，我們可以干脆輸入某個(gè)樁號(hào)則可得到該樁號(hào)的相關(guān)信息，還可設(shè)置各相關(guān)參數(shù)的顯示格式，還可動(dòng)態(tài)查詢路途或匝道上的某些點(diǎn)。在此，我們用動(dòng)態(tài)查詢，單擊按鈕，拖動(dòng)鼠標(biāo)，在"EICAD屬性窗口"中動(dòng)態(tài)顯示出樁號(hào)信息(包括：樁號(hào)、坐標(biāo)、方位角、鼠標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)及其到中樁的偏移距離)，單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出點(diǎn)捕獲方式菜單，捕獲某些點(diǎn)如A處的硬路肩心，則可得到該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樁號(hào)。最終單擊按鈕結(jié)束吩咐。查詢高程、坡度：該吩咐快捷菜單如圖所示：點(diǎn)擊該快捷菜單后，點(diǎn)取要查詢的路途或匝道后，如該路途或匝道還沒(méi)有加入超高和橫斷面信息，則彈出如下對(duì)話框：按按鈕后，再?gòu)棾鋈缦聦?duì)話框再按按鈕，最終彈出如下對(duì)話框：對(duì)話框中的各項(xiàng)均為零。在此對(duì)話框中，我們按按鈕，給路途或匝道加上縱橫斷面信息，按該按鈕后，彈出如下對(duì)話框：選取各文件后，按按鈕，返回上一級(jí)對(duì)話框。按第一屬性點(diǎn)中的按鈕，則可得到該點(diǎn)的高程和縱坡等其它信息，再按其次屬性點(diǎn)中的按鈕，得到其次點(diǎn)高程和縱坡等其它信息。同時(shí)，程序還自動(dòng)算出兩點(diǎn)的距離、高差等等?；蛘呶覀兛梢渣c(diǎn)擊按鈕，干脆查詢分叉點(diǎn)信息。得到我們須要的信息后，按按鈕結(jié)束吩咐。在互通式立交的縱斷面設(shè)計(jì)特殊是匝道的拉坡設(shè)計(jì)中，比較重要的同時(shí)也是運(yùn)用得較多的就是上面兩個(gè)吩咐，其它的基本上和路途的拉坡設(shè)計(jì)一樣，下面是立交設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔流程，用戶參看路途設(shè)計(jì)的相關(guān)部分和上面兩吩咐的運(yùn)用即可完成：設(shè)置工作文件此步驟和路途相同，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。設(shè)置設(shè)計(jì)線的起終點(diǎn)：過(guò)程和路途設(shè)計(jì)流程一樣，但要留意的是匝道的起終點(diǎn)，應(yīng)為過(guò)硬路肩圓心作被交線或主線設(shè)計(jì)線的作垂線，此垂線延長(zhǎng)線和匝道設(shè)計(jì)線的交點(diǎn)。繪地面線過(guò)程和路途設(shè)計(jì)相同，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。繪網(wǎng)格線過(guò)程和路途設(shè)計(jì)相同，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。插入限制點(diǎn)首先計(jì)算限制點(diǎn)高程，運(yùn)用“查詢高程、坡度吩咐”，查出相交出另一路途或匝道的設(shè)計(jì)高后，再加上凈空高程、平安系數(shù)等等，最終求后按限制點(diǎn)的限制高程。接著用“樁號(hào)信息查詢”吩咐查出路途或匝道的限制點(diǎn)處的樁號(hào)。最終用“插入限制點(diǎn)”吩咐插主限制點(diǎn)，這和路途部分一樣，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。插入變坡點(diǎn)過(guò)程和路途設(shè)計(jì)相同，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。調(diào)整豎曲線過(guò)程和路途設(shè)計(jì)相同，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。保存豎曲線文件過(guò)程和路途設(shè)計(jì)相同，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。縱斷面出圖過(guò)程和路途設(shè)計(jì)相同，請(qǐng)參看路途設(shè)計(jì)流程相關(guān)部分。橫斷面設(shè)計(jì)橫斷面設(shè)計(jì)用“橫斷面設(shè)計(jì)”吩咐，該吩咐的快捷菜單如下圖所示：點(diǎn)擊該快捷菜單后彈出如下對(duì)話框：從上面可以看出，這和路途的橫斷面設(shè)計(jì)是一樣的，都是用同一個(gè)吩咐，而唯一不同的是在做主線或被交線的橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，要用到立交端部文件。例如在我們的例子中，在做縱向的被交線的橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，在C匝道處的端部如下圖所示：在AB和DE段內(nèi)，橫斷面圖沒(méi)有邊坡，在BC和EF段內(nèi)有部分的不完整的邊坡，端部文件即為說(shuō)明這一狀況而設(shè)。A、B、E、F各點(diǎn)的樁號(hào)可用“樁號(hào)信息查詢”吩咐查出，而C點(diǎn)和F點(diǎn)樁號(hào)，則需先依據(jù)假定值對(duì)應(yīng)的兩相毗鄰匝道設(shè)計(jì)高和地面高求得該樁號(hào)的坡腳線，若兩坡腳線在此樁旁邊相交，則此樁號(hào)可認(rèn)為就是C點(diǎn)或F點(diǎn)樁號(hào)，若相交位置和假定的樁號(hào)差之甚遠(yuǎn)，則應(yīng)重新假定試算。各點(diǎn)的樁號(hào)都求得后，邊坡寬度也就可以從圖中量得。有了上面的數(shù)據(jù)，就可利用“生成端部數(shù)據(jù)文件”吩咐，生成端部數(shù)據(jù)文件。該吩咐的快捷菜單如圖所示：點(diǎn)擊該快捷菜單后，彈出如下對(duì)話框：在該對(duì)話框中，起點(diǎn)寬度和終點(diǎn)寬度均為邊坡橫向?qū)挾?，即上面我們量出的寬度，坡度為邊坡的坡度，無(wú)邊坡則為零。高程為邊坡終點(diǎn)處的高程。所以我們上面得到的數(shù)據(jù)按AB、BC、DE、EF各為一段輸入，在輸入每一段后設(shè)置方位等各參數(shù)后，按按鈕，即可把該組的數(shù)據(jù)輸?shù)綄?duì)話框中的表格欄里，每一組都輸入完成后，按按鈕保存文件，生成端部數(shù)據(jù)文件。最