常见设计错误(4.设计向导)

4.设计向导4.1纬地操作步骤衔接上一步操作

接上一章的纬地操作,我假设你是一路看着过来的,也就是说,中间你可能关闭过电脑,那么现在重启打开电脑,我们要如何继续上一次的工作呢?

首先,点击项目-打开项目:

常见设计错误(4.设计向导)(1)

然后找到项目文件所在的位置,选中,打开:

常见设计错误(4.设计向导)(2)

打开之后就已经接着上一次的工作了。

但现在CAD窗口还是空空如也,什么都没有,地形图也没有打开。不过我们已经不需要打开地形图了,只有做平面选线的时候才需要打开地形图,或者是你自己想熟悉一下地形图,你可以打开。现在做设计向导,就无需打开。

路线参数设置

然后现在开始做设计向导,设计向导这部分主要就是填入数据,所以这部分内容主要就是查询规范,下面的内容展示查询规范的过程。

点击项目-设计向导:

常见设计错误(4.设计向导)(3)

弹出这个向导的窗口:

常见设计错误(4.设计向导)(4)

然后接下来就是填数据了,第一步这里,其实没有什么需要填写的,就是看你设计的是什么类型的路线,你是设计公路还是城市道路,这个需要你自己选择了,我们这里就选择公路。其它就不需要填写了。

这里可以注意到一个文件,.pm文件,这个文件是之前生成的,所以如果你没有这个文件,那么设计向导就会出现致命错误。

如果一直重复出现致命错误,大概率就是因为缺失了某些文件。

常见设计错误(4.设计向导)(5)

项目分段设置

常见设计错误(4.设计向导)(6)

这里需要选择你自己设计的公路等级和设计车速。

路幅及断面形式设置

常见设计错误(4.设计向导)(7)

这里注意看标题,就是你设计的横断面的形式了,这些数据是需要你自己设计,然后填入的。怎么设计,就需要查规范了

我们翻开《公路路线设计规范》JTG D20-2017,第六章,公路横断面,第六章前面是对横断面的一些说明,大家没事的时候,多翻翻,可以更加深对横断面设计的理解。

常见设计错误(4.设计向导)(8)

这里我们设计的是二级公路,那么就找与二级公路相关的说明:

常见设计错误(4.设计向导)(9)

从这里(得把我圈起来的文字看或者读一遍,你才知道我是怎么确定的,我默认你已经看了上图勾出来的,下面的情况类似),可确定我们应该使用整体式路基断面。我们继续往下看:

常见设计错误(4.设计向导)(10)

这里就需要车流量的数据了,这个是需要去调查得到的,规范上是翻不到的。我们演示就不需要加宽路肩了。继续往下翻规范:

常见设计错误(4.设计向导)(11)

从这里可以判断,我们的车道宽度得3.5m。继续往下看:

常见设计错误(4.设计向导)(12)

从这里知道,我们要设计两条车道

到现在我们确定了哪些东西?

  • 整体式路基
  • 两条车道,每条3.5m宽

然后,现在回到纬地上看看:

常见设计错误(4.设计向导)(13)

好吧,只能选一个2车道,还是默认选的。这是因为纬地其实是自动绑定了规范的,当你第一步选择公路主线,第二步选择公路等级(我们选二级公路)、设计车速(我们选择了60 km/h),然后纬地就自动查找规范自动帮你填好后面的数据了。

回想一下我们是怎么设计出来整体式路基、两车道、3.5m的?

根据公路等级确定了整体式路基和车道数量,根据设计车速确定了车道宽度。

我们接着往下看规范:

常见设计错误(4.设计向导)(14)

到了如何确定中间带了,我们是60km/h的设计车速,不过我们是二级公路,没有要求必须要设置中间带,那么现在中间带就是0m了,也就是不设置,因为没钱,你开车的自己好自为之。

这里就是个人的选择了,毕竟没钱,到时候在路上多贴上限速的标牌,多设置几个摄像头,不会相撞就好。

想必看到这里,大家已经不用再继续看我废话了,知道横断面设计的车道宽度、车道数量、路肩、中间带、路供坡度等等这些部分的参数怎么设计的了吧?多翻翻规范就知道了。

好我们再看一个路肩,往下翻规范:

常见设计错误(4.设计向导)(15)

路肩可以宽一点,都取一般值,土路肩 硬路肩=0.75 0.75=1.5m,这个只是右侧的,左侧也是1.5m。

好了,现在我们已经把横断面的大概形式已经设计出来了:

0.75(左侧土路肩) 0.75(左侧硬路肩) 3.5(左侧行车道) 3.5(右侧行车道) 0.75(右侧硬路肩) 0.75(右侧土路肩)=10m。

所以呢,分别选中下图中的这些数据,依次填入,然后路幅宽度就会自动计算出来了。或者你可以选预设的路幅宽度,纬地会自动按预设的分配给每个部分。

常见设计错误(4.设计向导)(16)

这里还需要填个横坡,也是一样,查规范:

常见设计错误(4.设计向导)(17)

这里路供横坡和路肩横坡的区分,大家不知道可以自行研究一下......

路供就是把路面做成倾斜一点,利于排水,免得下雨的时候积水太多,影响车行。

由于二级公路规定是双向横坡,也就是两条车道都要倾斜,但是我们又没有中间带,那么就只能中间高,往路的两边倾斜,这样就可以让水排出去。所以这种中间高两边低的横坡,也叫人字坡。如果有中间带,可以在中间带下面设置水管什么的,水往中间带流的时候,可以流到水管里面,然后进过水管,排除路外。

总之呢,路供就是为了排水用的。

其它的其实我觉得没有什么说的了,我这里就是给大家展示一下这些数据是怎么找出来的,怎么设计出来,就是查规范,然后结合实际情况。说到结合实际情况这几个字,有同学就头疼,“哎呀,我什么都会,就是不会结合实际情况......”,那你就按规范的数值填,也是造价多几个0或者少几个0的问题而已。

小结

读到这里,大家再回过头来看看《公路路线设计规范》JTG D20-2017,第六章公路横断面的目录。

常见设计错误(4.设计向导)(18)

你看,目录上都写得清清楚楚,车道怎么设计出来的,中间带要不要设置,路肩要不要设置,宽度应该是多少才合理,路供横坡应该是多少。

填方边坡设置
  • 补充知识

讲填方边坡之前,先熟悉熟悉路基结构图:

常见设计错误(4.设计向导)(19)

图片来自《路基设计手册》第二版

上图是路基每个部分的专业名词及对应部位。大家知道这些专业名词的具体部位,看规范也会理解深刻一点。

下面继续纬地的操作

下一步,填方边坡:

常见设计错误(4.设计向导)(20)

这里的数据应该去哪里找?

那就需要用到另一本规范了:《公路路基设计规范》JTG D30-2015

常见设计错误(4.设计向导)(21)

上个版本是《公路路基设计规范》JTG D30-2004,已经启用,规范还是要看最新版的。

现在来翻翻这本书的第三章——一般路基

常见设计错误(4.设计向导)(22)

对了,如果不知道规范中说的路堤和路堑是什么(这一点当然不会不知道,就是怕有时候忘记了弄混淆了,所以规范的前面就给你说明了路堤路堑的概念。)

常见设计错误(4.设计向导)(23)

  • 坡率P

好了,现在我们需要填写填方边坡的数据,就翻到填方边坡:

常见设计错误(4.设计向导)(24)

这里给出的上部高度,就是纬地上的H1,下部高度就是H2。比值就是坡率比,注意看P1的括号里面是(1:X)然后我们填入的值就是X的值。

我这里点击了下图中右侧的数据部分,所以图上显示的是右侧的边坡,如果你点击左侧的数据,那么就是左边坡。(这里左侧、右侧不是方向,注意看下图中窗口上显示的文字。)

常见设计错误(4.设计向导)(25)

由《公路路基设计规范》表3.3.5我们可以知道,这里的坡度P1应该是1:1.5,P2应该是1:1.75。(这里左右两侧当然是设置一样的数值,纬地会根据实际地形,计算的,这里是输入一个限制区间)

如果你没有选二级台阶,是不会有P2的,这里的边坡形式一般都取二级台阶。选二级台阶的意思不是要求全线都是二级台阶,而是如果高度超过你设置的值,那么就自动变成二级台阶,否则就用一个台阶

而如果你选择一级台阶,那么全线不管填方多高,都是一个坡,没有台阶。二级台阶就像下面这种,中间有个台阶,那个宽度,人可以走过去。

  • 高度H1

坡率已经填好,接下来到高度H1、H2,H1也就是上部高度最高的范围,意思就是,如果你填土是在6m以下,那么就只有一个坡就好,不用设置台阶,如果超过了6m,那么纬地就会开始设置一个台阶了。

有同学可能会问,规范的表格上不是写着H小于等于8m吗?你为什么要设置成6m?

这是需要做边坡稳定性计算了,意思就是,我其实也不知道要设置多少才好,只知道8m以内可以不用做台阶,可是这是地质条件良好的情况下的,如果地质不好,那么你填土不到8m,这个坡就垮了,所以在这种地质下,很可能最高就只能到5m,6m,如果要继续填土,那么就需要设置一个台阶,来缓冲一下。

那么如何做边坡稳定性计算,那又是另一本书的故事了。可以去看《公路路基设计手册》

所以规范是规范,是理论情况,需要根据实际情况来设计,这里,每个人的设计水平就开始有所区分了,如果你依然是不管不顾,就用规范上的最大值,那么你这个设计就会出问题,如果只是学校里面的作业,那也就罢了,毕竟没有实施下来,如果是实际工程,你随便这样设计,那么就会出大问题。

所以,设计也没有想象中那么简单,我们使用软件倒是很容易。

  • W1

还有一个就是W1,W2的宽度,是什么?

W1是边坡平台,W2是护坡道。边坡平台都知道,设置边坡平台一来可以增加边坡的稳定性,还可以便于施工。

然后,在坡脚的地方就是护坡道了。这两个的取值一般在1-2m。

如果填方或者挖方太高,最低要求是2m。填高超过20m,就需要做边坡稳定性验算,然后设计挡墙、护坡脚等之类的防护设置。

常见设计错误(4.设计向导)(26)

挖方边坡设置

接下来是挖方边坡:

常见设计错误(4.设计向导)(27)

挖方边坡的设置和填方的类似。不过,因为是挖的,是土质还是岩质,是看当地的地质情况,土质的坡率可以稍微大一点,岩质坡率要缓一点。

如果你做的是课程设计之类的,没有地质相关的资料,那么就默认选土质的吧,或者你也可以使用搜索引擎搜索看看那个地方的地质情况。这里坡率就选1:1.5。高度就按纬地默认的高度,如果你要修改那么H1可以写成8m,H2是12m。8m 12m=20m已经是深路堑了。

这里为什么又可以按规范上的,而不是改成6m,这就是体现自己设计的思考了,不然老按规范,那么这个设计向导做到第二步,就直接一直点下一步,看都不用看了,还查什么规范。人家就是按规范建议填入的,那随便找一个会操作软件的人,都可以设计公路了。

然后接下来是碎落台和边坡平台,碎落台是防止有碎石之类的掉进边沟,影响排水,所以呢需要设置1-2m宽的碎落台,一般设置1m就差不多了。

常见设计错误(4.设计向导)(28)

边沟和排水沟设置

关于边沟,二级公路排水量相对少,所以一般都是设置矩形边沟,然后是40x40cm的,如果是一级公路以上或者是该地降雨量较多,排水需求大的,才是60x60的矩形边沟,或者梯形。干旱的地方就30x30cm。

常见设计错误(4.设计向导)(29)

排水沟也一样,如果你设置梯形的:

常见设计错误(4.设计向导)(30)

内侧边坡(靠近道路一侧,如图上的P2)一般为1:1~1:1.5之间,外侧边坡(靠近山体一侧,如上图的P1)通常和挖方边坡的坡率一致。

曲线超高设置

点击下一步,到超高加宽设置:

常见设计错误(4.设计向导)(31)

先看最大超高值的设置:

常见设计错误(4.设计向导)(32)

我们重新翻开《公路路线设计规范》:

常见设计错误(4.设计向导)(33)

之前我们设置园曲线半径的时候,说如果园曲线半径大于一定值的时候,可以不设置超高,如果不记得可以往回翻一下平面选线那一章。

我们首先判断自己要不要设置超高,如果设置,那么就按上图中的综合来选,比如说一般地区的二级公路,最大超高是8%,然后加上车速限制,比如60km/h,那么最大超高值就只能是4%。综合起来就只能选4%。

  • 旋转方式

常见设计错误(4.设计向导)(34)

这一点,还是继续往下翻规范:

常见设计错误(4.设计向导)(35)

首先我们要看懂这个内侧和外侧是什么意思,恩,怎么说呢,超高我想大家都知道是什么意思,就是把路的一边抬高,以防车受离心力的影响飞出去,抬高的那一侧就是外侧,低的那一侧是内侧。

然后纬地的用词和规范的用词有点出入,规范是:

绕内侧车道边缘旋转、绕路中线旋转、绕外侧车道边缘旋转。

纬地上是:

绕行车道中心旋转、绕曲线内侧路基边缘旋转、绕曲线内侧行车道边缘旋转。

这里先给结论,然后下面给出我的解释:

内侧车道边缘旋转=绕曲线内侧行车道边缘旋转。

绕路中线旋转=绕行车道中心旋转;

绕曲线内侧路基边缘旋转=绕外侧车道边缘旋转。

前面两条可能比较好理解,就是最后一条有点争议,大家可以看看我下面的论证过程。


  • 论证过程

我们按规范所写的名词为标准来理解这三种旋转方式:

先理解第一个:绕内侧车道边缘旋转,看图理解:

常见设计错误(4.设计向导)(36)

也就是说,最终是绕内侧车道边缘旋转。

然后第二个绕路中线旋转:

常见设计错误(4.设计向导)(37)

前面两步一样的,只是这种方式最后是绕行车道中心旋转的,所以

这种超高方式就叫绕中线旋转。

第三个方式绕外边线旋转,这个比前面这两个稍难理解点:

常见设计错误(4.设计向导)(38)

第二步,右侧的行车道绕最右侧的边缘旋转,是降低的旋转,因为最终要做成外侧高,内侧低。而路基是整体式路基,所以呢,左侧的就自然跟着右侧的走。

然后现在来看看这个纬地上的名词,

先看纬地上的第一个:绕曲线内侧路基边缘旋转方式

这个我有点懵了,我们翻开纬地的帮助文档看看,这里纬地说的绕曲线内侧路基边缘旋转,这个旋转轴是在路基边缘

常见设计错误(4.设计向导)(39)

我们看到这个最终的旋转轴是在内侧路基边缘旋转的,不过规范上说如果路基外缘高程受限制时,可以采用绕外侧行车道边缘的旋转方式,所以按我的理解,绕内侧路基边缘这种方式是绕外侧行车道边缘的理想情况,两者可以替代。前者更优,当然这里可替代是我个人的看法,如果有误,各位读者请多多指正一下。

接着第二个:绕曲线内侧行车道边缘旋转方式

常见设计错误(4.设计向导)(40)

这个应该不用多解释了,如果你看了之前我对规范上三个旋转方式的解释,分清路什么是内侧,什么是外侧,就很容易看出来,这个就是绕内边线旋转的方式。

然后最后一个:绕行车道中心旋转方式,这里也贴上纬地帮助文件的图:

常见设计错误(4.设计向导)(41)

这种旋转方式容易理解,反正就是绕着中心转嘛,这里有一点需要注意,就是绕中央分隔带边缘旋转方式,在纬地上可以选绕行车道中心旋转方式 这种方式。

  • 渐变方式

7.5.7给出,超高过渡一般采用线性过渡方式。

  • 土路肩超高方式

土路肩一般选择不超高,而硬路肩超高一般和行车道一致。

曲线加宽设置

园曲线的加宽应该根据公路的交通组成确定。

常见设计错误(4.设计向导)(42)

我们继续查看规范:

常见设计错误(4.设计向导)(43)

首先要判断你设计的公路需不需要加宽,二级、三级公路、四级公路且园曲线半径小于或等于250m的时候,才需要设置加宽,如果你是高速公路、一级公路什么的,就不需要设置加宽路,因为你全程都很宽。

这里我设计的例子是二级公路,无论是作为干线还是集散,都是3类加宽。其它的可以查看一下规范,以及《道路勘测设计》第四版(或者更新的版本)查。

常见设计错误(4.设计向导)(44)

来自《道路勘测设计》第四版截图

然后是加宽位置,不管你是哪种,都只能选曲线内侧加宽。(在纬地上)

加宽过渡有线性加宽和高次抛物线加宽。二、三、四级公路一般选线性加宽,高速公路和一级公路选高次抛物线加宽,至于几次你就自己决定吧。还有些高速公路、一级公路、二级公路的一些特殊路段,是用回旋线加宽。

到这里,超高和加宽的数据怎么查询规范,就已经做好了。

现在继续纬地的下一步:

常见设计错误(4.设计向导)(45)

点击自动计算超高加宽:

常见设计错误(4.设计向导)(46)

这里都没有红色数据报错。

如果有某一行报错了,那么大多就是选线的时候出问题了,你设计的路线不合理,需要重新调整,比如说你的园曲线半径和缓和曲线的数值,不满足规范的要求,这种情况较多见,你就需要重新回去选线了。

如果你选线的时候,特别是设计园曲线的半径、缓和曲线的时候,都是满足规范的,然后做设计向导,也都是按规范填入的,那么到这一步基本上是不会报错的。

点击下一步:

常见设计错误(4.设计向导)(47)

就会生成4个文件,就是你刚才填入的那些数据,软件自动计算完了,然后保存到文件里面。点击完成即可。

如果点击完成之后,软件出现致命错误,那就重新做一遍就好。重新不行就重启电脑,再重新开始,这没什么,只有第一次查询规范的时候才需要花费很大的力气,之后的基本上就没有什么了,都是软件常规操作而已。

出现问题,多重做几遍,看看是不是哪一步出问题了,步骤没错就是软件的问题。

好,做了这么久,我们也该休息一下了,这时候,关闭软件之前,点击保存一下项目就可以,然后就可以退出了。

如果你点击保存项目之后,随便点了鼠标,你退出的时候还会弹出项目已修改,是否保存,你点击是也可以,否也可以;因为刚才的改变是因你滚动了鼠标,你只要确保做完设计之后,第一时间保存项目,而且后面没有做关于设计的任何操作,那么都可以忽视这些提示。

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