新建鐵路路基設計系統的設計

●線(xiàn)路/路基●新建鐵路路基設計系統的設計孔德立(中鐵第五勘察設計院集團有限公司北京102600)摘要新建鐵路路基設計系統,是為設計人員搭建的一個(gè)路基設計平臺,設計人員利用該平臺完成絕大部分設計、繪圖、計算等任務(wù),適用于新建鐵路路基設計的各個(gè)階段。該系統采用VC+ +、ObjectARX和Sqlite 技術(shù)實(shí)現,能夠運行于A(yíng)utoCAD2008及AutoCAD2010平臺下。關(guān)鍵詞新建鐵路 路 基設計AutoCAD中圖分類(lèi)號U213. 1; TP311文i獻標識碼A文章編號1009 -4539 (2016)增1 -0287-04.Design on Roadbed Design System of the Newly-built RailwayKong Deli( China Railway Fifth Survey and Design Instiute Group Co. Ld. ，Beiing 102600, China)Abstract The roadbed design system of newly-built railway is a roadbed design platform which is built for the designers.The designers use the platform to complete the majority design, drawing and computing task. The system is applicable tovarious stages of the design of newly-built railway subgrade. The system is realized through VC+ + , ObjectARX and Sqlitetechnology, which can run on AutoCAD2008 and AutoCAD2010 platform.Key words newly-built railway; roadbed design; AutoCAD1項目背景2系統開(kāi)發(fā)環(huán)境及支撐軟件1.1鐵路路基工程設計特點(diǎn)2.1開(kāi) 發(fā)環(huán)境鐵路路基工程具有點(diǎn)多面廣、類(lèi)型繁雜的特系統開(kāi)發(fā)環(huán)境如表1所示。點(diǎn)川;設計本身工作量大,包括工點(diǎn)設計、數量計算表1開(kāi)發(fā)環(huán)境和排水用地設計等具體工作內容;并且和各個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具M(jìn)icrosoft Visual Sudio 8. 0/9. 0銜接非常密切,如果其他專(zhuān)業(yè)對設計方案做出變AutoCAD開(kāi)發(fā)包ObjectARX2008/2010更,路基專(zhuān)業(yè)也要跟著(zhù)進(jìn)行調整。數據庫SQLITE 3.7界面庫BCGSoft 10. 01.2 必要性目前市場(chǎng)上流行的軟件,主要來(lái)自軟件公司和2.2支撐軟件同類(lèi)鐵路設計院。軟件公司的軟件都是針對公路系統正常運行需要的支撐軟件如表2所示。路基工程設計的;同類(lèi)鐵路設計院中的軟件,基本上都是針對施工單位項目特點(diǎn)和專(zhuān)業(yè)分工進(jìn)行設表2支撐軟件計的,功能參差不齊;根本滿(mǎn)足不了生產(chǎn)要求,更重操作系統Windows XP、vista、win7(32位系統)AutoCAD平臺AutoCAD2008、AutoCAD2010要的是更新和后期維護相當的困難。中國煤化工: EXCEI207.EXCEL2010生產(chǎn)工具的落后已經(jīng)成為制約生產(chǎn)效率的主要CNMH G瓶頸。因此,研發(fā)鐵路路基設計系統,滿(mǎn)足生產(chǎn)需求3》H比以及提高生產(chǎn)效率,已成為路基專(zhuān)業(yè)的迫切需求。系統吸收了國內專(zhuān)業(yè)軟件在設計計算,處理成收稿日期:2016 -03 - 19圖等方面的優(yōu)點(diǎn),以實(shí)現靈活設計,方案變更后避.鐵道建筑技術(shù)RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(增1 )287●線(xiàn)路/路基.免重復設計為原則,實(shí)現的核心功能如下:板[10]為基礎進(jìn)行輸出,更靈活;出表時(shí),將堤塹措施(1)三維數模(2] ,根據矢量化地形圖,程序自動(dòng)分開(kāi)，更符合項目的實(shí)際情況,輸出的結果清晰明了。沿中線(xiàn)方向切割出任意間距及寬度的橫斷面，生成(8)自動(dòng)排版出圖，系統按照先設計,后排版的圖形文件和數據文件。主要為設計人員在設計前方式進(jìn)行排版出圖,更加合理。對圖簽和頁(yè)面下標期各階段進(jìn)行方案研究、方案比選;外業(yè)勘察階段的修改等編輯操作十分方便"1-12]1為路基設計提供地面信息、校核實(shí)測斷面等工作。(9)排水用地設計,根據橫斷面設計時(shí)的數據,程序采用局部構建三角網(wǎng)[3-51]的方式,對硬件要求生成排水用地。并且提供了修改、編輯樁和水溝的低,切割橫斷面高效的特點(diǎn)。功能,方便用戶(hù)手動(dòng)處理。針對最終的成果,系統(2)橫斷面數字化,將填繪的橫斷面圖形轉化可以輸出用地數量表、排水工程數量表、用地樁坐成系統識別的格式。該功能實(shí)現了真正意義上的標表、用地樁數量表。橫斷面數字化,可以快速方便地將橫斷面的圖形格4程序結構框架及基礎數據格式說(shuō)明式,轉換成數據文件,包括地面線(xiàn)、地層線(xiàn)、地層信息、地層編號、地質(zhì)年代、特殊線(xiàn)(水位線(xiàn)、濕陷性黏4.1程序 結構框架土分界線(xiàn))等信息「6];具有根據數據文件生成圖形系統程序框架結構如圖1所示。的功能,方便設計人員校對。(3)數據管理,對路基技術(shù)標準、線(xiàn)路平縱斷面RmArx通業(yè)相關(guān)數據、橫斷面數據、路基工點(diǎn)及專(zhuān)業(yè)接口等數模RmDesign| RmExcel|:塊塊據進(jìn)行導人、導出、計算、編輯檢查等。公共庫RmData(4)工點(diǎn)設計,該功能實(shí)現了填料設計、邊坡坡RmCore率及坡高設計、邊坡支擋防護設計、地基處理、基床Inc| :RmStartup| RmSqlite造成引用處理、排水設計等。系統采用一般設計原則對整個(gè)Lib ;RmVerfiyRmSrc工點(diǎn)進(jìn)行“戴帽”設計,然后再對橫斷面進(jìn)行具體工程措施的設計。這樣的設計方式符合設計人員的圖1程序結構框架操作習慣,容易理解和應用。無(wú)論是針對單個(gè)斷面還是多個(gè)斷面操作,都具有方便、靈活、高效的特系統程序結構主要分為通用模塊和業(yè)務(wù)模塊,點(diǎn)。用戶(hù)關(guān)心的參數都被保存在文件中,方便用戶(hù)其中通用模塊主要包括RmArx(AutoCAD相關(guān)操.在不同斷面和工點(diǎn)設計時(shí),進(jìn)行移植和組合。系統作)、RmExcel(Excel相關(guān)操作)、RmCore(通用操對復雜的設計，處理時(shí)也比較方便。如護道、臺階、作)、RmSqlite(數據庫相關(guān)操作)和RmSrc(外部引水溝順坡,反坡排水[7-8]、平整地面線(xiàn)等。用文件);業(yè)務(wù)模塊主要包括RmDesign( AutoCAD繪(5)段落交互,設計人員對具體工程措施的起終圖)、RmData(基礎數據管理)、RmStartup(多版本系點(diǎn)進(jìn)行交互設計,系統默認按平均距離統計工程措施統啟動(dòng)管理)和RmVerfiy(系統加密管理)。的起終點(diǎn)。統計時(shí),自動(dòng)按路堤、路塹將工程措施分4.2基礎數據格式開(kāi),讓設計人員設計時(shí),更清晰準確。該功能還提供基礎數據文件中，除了原始橫斷面數據文件為了自動(dòng)生成設計說(shuō)明及自動(dòng)實(shí)現段落標注的功能。文本文件外,其余都是Excel格式文件。(6)正面圖和平面圖,系統根據工程措施起終點(diǎn)，自(1)斷鏈表動(dòng)繪制出正面圖和平面圖,操作過(guò)程方便快捷?？筛鶕袷?邏輯冠號、起點(diǎn)里程、終點(diǎn)里程、實(shí)際設計人員的需要,生成自定義比例尺的正面圖及平面圖;冠號。繪制平面圖時(shí),提供繪制全部樁和部分樁的功能。中國煤化工作,長(cháng)鏈的情況下,前里(7)土石方、支擋及加固防護工程量計算及出.JHCNMH G,這將導致里程不唯表,土石方計算支持多種復雜的地形[91 ,編輯土石方一。為了解決這個(gè)問(wèn)題,用“邏輯冠號”區分,實(shí)際數量方便快捷。根據需要,隨時(shí)都可以更改土石方出圖時(shí)，使用“實(shí)際冠號”。如果“實(shí)際冠號”為空系數,而不需要再次計算。工程量計算采用Excel模時(shí),意味著(zhù)“邏輯冠號”和“實(shí)際冠號”一樣。288鐵道建筑技術(shù)RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016 (增1 )●線(xiàn)路/路基.(2)樁號標高表立操作。格式:冠號、里程、地面標高。(2)將設計參數都以文件的形式進(jìn)行后臺保說(shuō)明:里程小數點(diǎn)精確到2位小數。系統認為兩存,方便用戶(hù)復用這些數據。個(gè)里程的誤差范圍在0.01內,就是同一個(gè)橫斷面。(3)設計方案可以從橫斷面中獲取,也可以很(3 )線(xiàn)間距表方便的應用到橫斷面上。保證橫斷面基礎數據發(fā)格式:冠號、里程、線(xiàn)間距。生變化后,仍能按原先的方案進(jìn)行設計。如:線(xiàn)路說(shuō)明:“線(xiàn)間距”大于0時(shí),表示設計線(xiàn)右偏;小縱斷面調整。于0時(shí),表示設計線(xiàn)左偏。6關(guān)鍵技術(shù)(4)變坡點(diǎn)數據表格式:冠號、里程、豎曲線(xiàn)半徑、設計高程。6.1采用 嵌入式數據庫SQLITE說(shuō)明:設計高程可以是軌面設計高程,也可以系統采用開(kāi)源數據庫SQLITE作為后臺數據庫,其是路肩高程。系統根據項目配置來(lái)進(jìn)行判斷。操作和數據庫源碼均被封裝在RmSqlite. dll中。這樣使得系統結構更緊湊、使用更便捷、運行更獨立。(5)曲線(xiàn)表格式:起點(diǎn)冠號里程、終點(diǎn)冠號里程、前緩長(cháng)、6.2操作界 面采用后臺配置技術(shù)系統的操作界面包括界板組織、菜單、工具條后緩長(cháng)、半徑、偏角。說(shuō)明:偏角只用到正負值,正值表示曲線(xiàn)左偏，按鈕全是采用配置的方式布局的。在增減系統功能時(shí),可以靈活配置。負值表示右偏。6.3 快速、高效的數字化處理方式(6)原始橫斷面數據在處理橫斷面數字化問(wèn)題上,系統采用一個(gè)橫格式:系統自定義的文本格式。說(shuō)明:用于表示地面線(xiàn)、地層線(xiàn)、地層信息、地層編斷面框選一-次的處理方式,大大提高了生產(chǎn)效率。號,地質(zhì)年代特殊線(xiàn)(水位線(xiàn)、濕陷性黏土分界線(xiàn))等。系統將DWG格式的圖形文件,解析成系統可以識別的文本格式。在解析DWG的過(guò)程中，系統可以5主要解決問(wèn)題思路靈活控制需要處理的CAD元素。實(shí)際設計時(shí)主要存在的問(wèn)題是,設計任務(wù)本身6.4采用局部構網(wǎng)方式進(jìn)行三角網(wǎng)建模在地形圖上進(jìn)行建立三角網(wǎng)模型時(shí),由于地形工作量大,情況復雜;以及路基專(zhuān)業(yè)跟其他專(zhuān)業(yè)銜圖比較大,對整個(gè)地形圖建網(wǎng)效率低,使用性能差。接密集,其他專(zhuān)業(yè)或設計方案變更后,路基專(zhuān)業(yè)都系統采用沿線(xiàn)路方向局部構建三角網(wǎng)的方式，每次會(huì )受到影響,隨即帶來(lái)的就是大的工作量。5.1針對設計工作量大而復雜提供的解決方案僅對以線(xiàn)路為中心的一個(gè)矩形范圍內構網(wǎng),超出矩(1)采用符合設計人員習慣,容易理解的方式形范圍后,再重新構網(wǎng)。這就解決了構網(wǎng)速度慢，進(jìn)行操作。也就是先進(jìn)行一般設計原則的應用，然使用率低的問(wèn)題。后再進(jìn)行具體工程措施的設計。7結束語(yǔ)(2)針對特殊復雜的設計,提供特殊的設計方新建鐵路路基設計系統是建立在清晰的數據式。例如平整地面線(xiàn)操作,用戶(hù)可以指定多段線(xiàn)表管理與良好的數據組織之上的,能夠解決變更和復示平整后的地面線(xiàn)。雜設計帶來(lái)的問(wèn)題。該系統已經(jīng)成功應用于金華(3)提供良好的操作界面及交互機制。設計窗口至臺州初步設計和施工圖階段、中衛至蘭州初步設支持?？糠绞胶透?dòng)方式,并且提供快捷鍵操作;用戶(hù)計階段、師宗至文山投標階段以及青島地鐵初步設.輸人參數時(shí),提供智能提示及右鍵后,可以選擇輸人。計和施工圖階段。應用結果表明,該系統大大提高(4)提供多種工程措施和輔助設計功能。如繪了設中國煤化工量,取得了良好的經(jīng)濟制工程線(xiàn)、顯示高程等。效益YHCNMHG(5)提供完備清晰的數據檢查功能。參考文獻5.2針對變 更設計提供的解決方案(1)將基礎數據組織劃分清晰,保證數據的獨[1] 陳忠達路基路面工程[ M].北京:人民交通出版社,鐵道建筑技術(shù)RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2016(增1 )289●線(xiàn)路/路基.2006:11.技術(shù),2001(4):44 -46.[2]易思榮.鐵路選線(xiàn)設計[M]. 2版.成都:西南交通大[8]毛昌玉.鐵路站場(chǎng)平面CAD系統的模型設計[J].鐵學(xué)出版社,2006:121 - 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