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南方CASS工程应用-道路断面土方计算实例教程

2016/7/21 15:04:11 0人评论 5731 次

一、系统环境：
（1）操作系统 WIN XP ；
（2）应用环境：南方CASS7.0 FOR CAD2004 或CAD2006

二、实例数据：坐标高程数据文件：dgx.dat   （路径：\Program Files\CASS70\DEMO\dgx.dat ）

三、准备工作：
展绘坐标数据文件dgx.dat 中的测点点号，并绘制等高线。基本操作如下：
  （1）【绘图处理】菜单--【展野外测点点号】；弹出“输入坐标数据文件名”对话框中，打开dgx.dat文件，展绘出测点点号；
  （2）【等高线】菜单--【建立DTM】；弹出“建立DTM”对话框中，“选择建立DTM方式”中单选“又数据文件生成”；“坐标数据文件名”中打开dgx.dat文件；“结果显示”中单选“显示建三角网结果”；单击【确定】完成DTM的建立。
  （3）【等高线】菜单--【绘制等高线】；弹出“绘制等值线”对话框，修改“等高距”为0.5米；“拟合方式”中单选“三次B样条拟合”；单击【确定】完成等高线的绘制。
   （4）【等高线】菜单--【删三角网】。

四、道路断面设计阶段工作：
1. 设计线路走向，即确定纵断面线：在等高线地形图中绘制道路的纵断面剖面线：使用pline绘多段线命令，连接dgx.dat 中测点点号421和 227，起点测点421，终点测点227。如图所示：

2. 绘制道路的纵断面图，以便下一步中确定“横断面设计文件”中的各个横断面的中桩设计高。基本操作如下：
【工程应用】菜单-【绘断面图】-【根据已知坐标】，弹出“断面线上取值”对话框，在“选择已知坐标获取方式”中单选“由数据文件生成”；在“坐标数据文件名”中打开dgx.dat文件；注意在“采样间距”中输入25米（该值可输入与横断面间距相同的数值，便于查看横断面个数及其中桩处的地面高程，并最终确定各里程处横断面的中桩设计高程）；单击【确定】按钮。
弹出“绘制纵断面图”对话框，在“断面图比例”中默认横向1：500；纵向1：100；在“断面图位置”中单击“···”按钮，用鼠标在绘图区空白处指定纵断面图左下角坐标，返回“绘制纵断面图”对话框后，单击【确定】按钮。

3.在纵断面图中“拉坡”大致确定道路中桩设计高：使用pline多段线从纵断面图图左侧高程标尺1375米处，连接右侧高程标尺1380米处。如图所示：
图中红色曲线即为道路地面断面，白色直线为人工绘制的道路设计断面，每隔25米处有横断面的中桩地面高程，并可大致判断各里程处横断面的中桩设计高程，该纵断面按25米的间距有6个横断面。

4. 确定设计道路的横断面相关参数，须编辑“横断面设计文件”（可打开CASS安装目录中Program Files\CASS70\DEMO\ ZHD.TXT查看“横断面设计文件”的数据格式，各个参数的具体说明请参阅CASS用户手册）。现在我们需要编辑本实例中的6个横断面的设计参数，此例编辑的“横断面设计文件”如下：
1,H=1375.00,I=1:1,W=5,A=0.02,WG=1.5,HG=0.5
2,H=1376.50,I=1:1,W=5,A=0.02,WG=1.5,HG=0.5
3,H=1377.50,I=1:1,W=5,A=0.02,WG=1.5,HG=0.5
4,H=1378.00,I=1:1,W=5,A=0.02,WG=1.5,HG=0.5
5,H=1378.56,I=1:1,W=5,A=0.02,WG=1.5,HG=0.5
6,H=1380.00,I=1:1,W=5,A=0.02,WG=1.5,HG=0.5
END
      各位朋友可将以上道路的横断面设计参数复制下来，并保存在 Program Files\CASS70\DEMO\ 下，文件名为“横断面设计文件.txt ”，以便学习本实例的朋友调用。
  “横断面设计文件.txt ”文件格式说明：以上文件定义了6个横断面的中线桩设计高，坡比和宽度等参数。  其中，每行的顺序号为横断面的序号，可以看到有6个横断面，每行内的H=表示道路横断断面设计高程，I=表示横断面左右侧的横坡比，W=表示道路设计宽度，A=表示道路设计横坡率，WG=表示道路两侧的沟宽，HG表示道路两侧的沟高，文件最后以 END 标记文件结束。其他道路设计参数的具体说明请参考CASS帮助文档的参考手册。
      ｛相关提示：“横断面设计文件”可以使用【工程应用】菜单-【断面法土方计算】-【道路设计参数文件】，调用MS Office 中的EXCEL电子表格程序进行编辑较为直观且简便，但由于很多朋友都用Cass破解版，或者Cass版本与EXCEL版本之间的兼容性问题，而程序无法正常弹出电子表格界面的编辑窗口。所以，本例采用了直接编辑横断面设计文件.

五、生成道路纵断面和横断面，并计算道路断面土方量：

1. 【工程应用】菜单-【生成里程文件】-【由纵断面线生成】-【新建】，鼠标选中等高线地形图中绘制的纵断面设计线，在弹出“由纵断面线生成里程文件”的对话框中：
在“中桩点获取方式”下单选“等分”；
“横断面间距”输入25 米；
“横断面左边长度”和“横断面右边长度”均输入15米；
点击【确定】按钮后，纵断面线上会自动生成指定间距和宽度的多条横断面设计线（红色），如下图：
｛相关提示：横断面中桩点获取的三种方式（1）“等分”：只在纵断面线等间距处生成横断线；
（1）“结点”：只在纵断面线（多段线）的转折点处生成横断线；
（2）“等分且处理节点”：在等间距和转折点处均生成横断线；当在纵断面线上自动生成的横断线不符合实际需求时，可使用【工程应用】菜单-【生成里程文件】-【由纵断面线生成】下的子命令【添加】、【边长】、【剪切】、【设计】对横断面线进行编辑和修改，具体操作请参阅Cass用户手册｝

2.【工程应用】菜单-【生成里程文件】-【由纵断面线生成】-【生成】，鼠标选中等高线地形图中绘制的纵断面设计线，弹出“生成里程文件”对话框中：
在“高程点数据文件名”下，指定地形坐标高程数据文件dgx.dat ；如：\Program Files\CASS70\DEMO\Dgx.dat
在“生成的里程文件名”下，指定里程文件名为“里程文件.hdm "，并保存在默认目录DEMO下；如：\Program Files\CASS70\DEMO\里程文件.hdm
在“里程文件对应的数据文件名”下，指定里程文件对应的数据文件名为“里程文件对应数据.dat
录DEMO下；如：\Program Files\CASS70\DEMO\里程文件对应数据.dat
在“断面线插值间距”默认为 5 米，“起始里程”默认为 0 。（此处插值间距为设置各横断面线上高程的插值间距）；
点击“确定”按钮后，系统自动在各个横断面设计线上生成对应的里程注记。如图：

3.【工程应用】菜单-【断面法土方计算】-【道路断面】，在弹出的“断面设计参数”对话框中：
在“选择里程文件”下，指定上一步中生成的“里程文件.hdm "；如：\Program Files\CASS70\DEMO\里程文件.hdm；
在“横断面设计文件”下，指定本例在“四、道路断面设计阶段工作”中保存的“横断面设计文件.txt ”；如：\Program Files\CASS70\DEMO\横断面设计文件.txt ”
然后，只须在“道路参数”中，输入“中桩设计高程”为 1376，“路宽”为 5 ；其他默认；
在“绘图参数”中，设置各个横断面图的纵横向比例尺、横断面图的间距等参数；本例默认；
最后，点击【确定】按钮。

4. 弹出“绘制纵断面图”的设置对话框，在此处设定纵断面图的绘图参数：
在“断面图比例”中，默认横向1：500，纵向1：100；
在“断面图位置”中，单击“···”按钮，用鼠标在绘图区空白处指定纵断面图左下角坐标，返回“绘制纵断面图”对话框。
而在“绘制标尺”、“距离标注”、“高程标注位数”、“里程标注位数”、“里程高程注记设置”、“方格线间隔”等绘图参数，本例均为默认值；
“断面图的间距”：如果有多个纵断面图生成时可指定纵断面图生成时每列生成个数，行列间距；本例只有单个纵断面图该项为灰色不能指定。
最后，点击【确定】按钮，可在指定的位置自动生成纵断面图，之后注意命令提示行显示“指定横断面图起始位置”，鼠标再次在绘图区空白区域点击，各个里程处的横断面图就自动生成。本例生成的1个纵断面图和6个里程处的横断面图，如图：

｛相关提示：在使用生成的多个横断面图进行“图面土方计算”之前，可以使用【工程应用】菜单-【断面法土方计算】下的子命令【修改设计参数】、【编辑断面线】、【修改断面里程】，对已经生成的单个横断面图中的设计断面线、地面断面线、横断面里程值进行逐一的检视和修改，具体操作方法请查阅Cass用户手册。｝

5.【工程应用】菜单-【断面法土方计算】-【图面土方计算】，鼠标框选生成的所有横断面图后回车，命令行提示“指定土石方计算表左上角位置”时，鼠标单击绘图区空白区域，可生成土方计算表格，如图：

【关键提示】：
         自动生成的各个里程处的横断面图中，必须有两条断面曲线，一条为原始地貌断面曲线（红色），一条为道路断面设计曲线（白色），并且两条曲线必须相交为闭合多边形才能进行土方量计算。如果横断面图的中桩两侧的地面断面曲线不够宽，无法与道路设计断面曲线相交形成闭合的多边形，土方量计算结果是不准确的。
          所以，生成“里程文件.hdm ”和编辑“横断面设计文件.txt ”在断面法土方计算过程中是关键之处，“里程文件”用于生成原始的地面断面曲线，而“横断面设计文件”则用于生成道路设计断面曲线。
          当在生成道路断面图过程（五-3 步骤）中，只指定了“里程文件.hdm ”，而没有指定“横断面设计文件.txt” 和设定“道路参数”（如路宽、中桩设计高等），直接点击【确定】按钮后，会弹出提示框“没有设计高程，是否继续绘制断面图？”的提示框，点击【是】后，绘制出的横断面图只有原始地貌断面曲线（红色），而不会生成道路断面设计曲线（白色）。

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