浅析用纬地软件进行停车区匝道设计

摘要：文章介绍了使用纬地道路设计软件进行停车区匝道设计的具体过程。

概述：随着公路事业的迅猛发展，加之近年来国家大力开发高等级公路建设，使现阶段成为公路工程建设的黄金时期。在设计方面，计算机辅助设计系统由于计算速度快、准确度高等特点成为公路设计的重要帮手，应用范围越来越广泛。纬地三维道路设计系统是新开发的公路设计软件，其在公路匝道卵形曲线的开创性设计方法，给使用者带来了更大的便利。本文我们将结合高等级公路停车区匝道的设计过程介绍使用纬地软件的便利性。

关键词：纬地；匝道；设计

中图分类号：U412.35+2.12文献标识码： A 文章编号：

国道303线通辽至凤凰岭段一级公路是内蒙古自治区“三横、九纵、十二出口”规划的重要组成部分，是连接东北地区和华北地区的一条重要干线，也是通辽市最重要的对外通道和经济主干线K631+620处，停车区在主线左右两侧设置，出入停车区的匝道线位、标高根据交通工程停车区平面布置图设计实施。下面以该停车区匝道为例来阐述这种设计方法的具体过程。

匝道设计与主线密不可分，所以匝道所涉及的主线段内相应的纬地数据需要事先准备好，并形成纬地项目文件。在着手进行设计工作之前，我们还需要对所要设计的匝道有一个整体了解，例如其所处的主线线型、主线纵断、超高；匝道的位置、加减速车道的长度等，这对我们接下来的匝道线位布设及纵断设计至关重要。匝道设计是一整套完整的公路设计，如果在设计过程中发现问题，之前的工作都要调整。

一、设计标准：

1.1、公路等级：一级公路

1.2、设计行车速度：100km/h（主线）

40km/h（匝道）

1.3、路基宽度：26.0m（主线）

10.5m（匝道）

1.4、平纵面技术指标：

主线：最小半径：9999m 最大纵坡：0.063%

匝道：最小半径：150m最大纵坡：6.156%

二、设计步骤

2.1、外业基础数据输入。新建项目后，先将外业基础数据文件输入。在工具栏工具按钮中点选数据纵断数据输入、数据横断数据输入分别输入横纵断面地面线数据，也可将原始数据编辑成文本文件然后利用程序自带的“数据转换”功能转换成纬地可识别的数据文件。

2.2、平面线形设计。点选设计立交平面设计。在这里我们要用到纬地软件一个独创性道路设计方法―曲线要素法。不同于传统的交点转角法，用这种方法可以很方便的设计出卵形曲线。而卵形曲线是各种匝道设计的最基本线形，这也是笔者建议大家在进行匝道设计时尽量应用纬地软件的最重要原因。根据路线设计规范，我们将匝道平面半径设为150米，缓和曲线长度50米，匝道设计线位于行车道中心线，起点距主线偏移11.5米，变速车道渐变率为1/22.5，此时加速车道长度为135.123米。此时形成*.pm文件。

2.3、纵断面设计。平面线形确定后进行匝道纵断面设计，点选设计纵断面设计，这里建议大家把主线高程数据图输出，在数据图上查出相应坐标处对应的匝道设计高，再结合匝道终点处停车区场地（如果有要求的话），算出匝道的纵断控制点，然后按照规范添加竖曲线半径，即可得出完整纵断设计文件*.zdm。

2.4、运行设计向导。据图步骤是项目设计向导。在这里我们只需按照纬地程序提供的流程将匝道的参数一一输入，并点击“下一步”，程序即可自动计算并生成项目所需的数据文件，包括：超高设置文件*.sup；路幅宽度文件*.wid；设计参数控制文件*.ctr；桩号序列文件*.sta。并且在设计向导的运行过程中，程序还可以自动检查所输入的参数是否合理、是否符合规范等，这样一来大大减少了设计人员的工作量，提高了设计效率和计算准确性。其实这一步应该放在第一步就进行，也就是说在外业基础数据输入之后，平面线形设计之前运行设计向导。但笔者在实际操作中发现这一步放在这里更方便。在平面和纵断面确定之后，我们会对路幅宽度和超高设置等有一个更清晰的规划，这样如果程序自动计算生成的参数不符合我们最开始的设想，我们可以及时调整以节省工作量，并能更直接的管理数据。

2.5、路基设计计算。点选设计路基设计计算，搜索全线后计算，并保存路基设计中间数据文件*.lj。程序按照路基宽度和桩号自动计算设计标高，并可形成路基表。

2.6、横断面设计绘图。点选设计横断设计绘图，将绘图范围设置为全线（也可根据需要只设置局部段落），生成土方数据文件*.tf并保存，点击“设计绘图”即可绘制路基横断面图。

经过前面六个步骤，即可形成一个完整的匝道设计项目数据文件*.Prj，此时别忘记保存项目（点选项目保存项目）。接下来便可绘制相应图纸和表格，并出版设计文件。

三、出版设计文件

按照规范，设计文件应包括以下图表：说明、停车区一览表、平面设计图、线位设计图、直曲表、逐桩坐标表、纵断面图、匝道连接部设计图、匝道连接部标高数据图、路基设计表、路基土石方数量表、公路用地图和路基横断面设计图等。以上图表均可利用纬地软件生成，并可套用可编辑的标准图框，形成规范的出版文件。

此外设计文件中还应包括：路基标准横断面图、路面结构图、排水设计图表、防护设计图表等。纬地软件无法直接生成以上图表，我们只能利用AutoCAD软件单独绘制。但即使这样也大大减轻了工作量，尤其是对于某些过程复杂计算量大的图纸（如标高数据图等），如果采用人工或其他方式计算，不仅工作量巨大，而且容易出现计算错误，并且在出错之后很难检查出来。但是纬地软件内置程序很好的解决了这些问题，只要我们正确编制了完整的项目数据文件，这些图表就可以快速、准确、整洁的出版，并形成符合规范要求的设计文件。

值得一提的是，在纬地工具栏中工具按钮的排列顺序是项目、数据、设计、绘图、表格……，并且每个工具按钮下面的子菜单也是按照一定顺序排列，而这也恰恰是我们进行设计工作时的操作顺序。完成上一步操作之后，我们只需要点击相邻的工具按钮就可进行下一步操作，这样一来不仅简化了操作难度，也在最大程度上避免了误操作的发生，提高了工作效率。

四、数据修改

按照前文所述设计步骤，纬地项目中的很多数据文件都是程序自动生成的，有时无法满足我们的设计意图，这时就需要我们手动修改数据文件，这些操作都是在“项目项目管理器”中完成的。在这里我们可以很直观的看到一个纬地项目由哪些数据文件组成，这些数据文件的存储位置、名称、类型等，然后在文件夹中打开相应的数据文件，按照需要重新编辑或替换，直到符合我们的设计要求为止。以超高设置文件（*.sup）为例，程序自动生成的文件数据如下：

可以看到在起点处默认设置为1.5%的双向路拱横坡，而在K0+100～K0+194的曲线段是3.0%的旋转超高。此时我们将数据手动修改为如下形式：

起点处改为1.5%的单向路拱横坡是为了与主线横坡保持一致，曲线段3.0%的旋转超高改为1.5%，兼顾匝道起终点处线形的衔接顺畅。将修改后的数据文件覆盖原文件保存在项目管理器中，再次运行纬地项目，软件将按照要求重新计算路线参数，并输出满足设计要求的文件。

参考文献：

中华人民共和国行业标准，公路路线设计规范（JTG D20-2006），北京：人民交通出版社，2006

中华人民共和国交通部部颁规范，公路工程基本建设项目设计文件编制办法（交公路发[2007]358号），北京：人民交通出版社，2007

郭腾峰等编著，道路三维集成CAD技术，北京：人民交通出版社，2006

张雨化主编，《道路勘测设计》，北京：人民交通出版社，1997