纬地道路设计软件教程.docx

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纬地道路设计软件教程

纬地道路设计软件（HintCAD）

教程

第一章系统主要功能与常规应用步骤

1.1系统主要功能

1.1.1路线辅助设计

（1）平面动态可视化设计与绘图

系统沿用传统的导线法（交点法）经典理论，可进行任意组合形式的公路平面线形设计计算和多种模式的反算。

用户可在计算机屏幕上交互进行定线与修改设计，在动态拖动修改交点位置、曲线半径、切线长度、缓和曲线参数的同时，可以实时监控其交点间距、转角、半径、外距以与曲线间直线段长度等技术参数。

而使用纬地智能布线技术，可以将已确定的直线、圆曲线等控制单元自动衔接为完整的路线，并可以对路线中任一控制单元（均为CAD的线元实体）方便地进行平移、旋转、缩放等操作调整，从而直观快捷并准确地确定出路线线位。

在平面设计完成的同时，系统可自动完成全线桩号的连续计算和平面绘图。

系统支持基于数字化地形图（图像）上的上述功能，同时也可方便地将低等级公路外业期间已经完成的平面线形导入本系统。

（2）断面交互式动态拉坡与绘图

系统在自动绘制拉坡图的基础上，支持动态交互式完成拉坡与竖曲线设计。

用户可实时修改变坡点的位置、标高、竖曲线半径、切线长、外距等参数；对设计者指定的控制点高程或临界坡度，受控处系统可自动提示控制情况。

另外纬地针对公路改扩建项目，将在以后版本中增加自行回归纵坡（点）数据的功能。

系统支持以“桩号区间”和“批量自动绘图”两种方式绘制任意纵、横比例和精度的纵断面设计图与纵面缩图，自动标注沿线桥、涵等构造物，绘图栏目也可根据用户需要自由取舍定制。

以上功能不仅适用于公路主线，同样适用于互通式立交匝道的纵断面设计与绘图。

（3）超高、加宽过渡处理与路基设计计算

系统支持处理各种加宽、超高方式与其过渡变化，进而完成路基设计与计算、方便、准确地输出路基设计表，可以自动完成该表中平、竖曲线要素栏目的标注。

系统在随盘安装的“纬地路线与立交标准设计数据库”的基础上，通过“设计向导”功能自动为项目取用超高和加宽参数，并建立控制数据文件。

另外，系统最新版中路基的断面型式（包括城市道路的多板块断面）可由用户随意指定或修改。

（4）参数化横断面设计与绘图

系统支持常规模式和高等级公路沟底纵坡设计模式下的横断面戴帽设计，同时准确计算并输出断面填挖方面积以与坡口、坡脚距离等数据，并可以根据用户选择准确扣除断面中的路槽面积（包括城市道路的多板块断面的路槽）。

用户可任意定制多级填挖方边坡和不同形式的边沟排水沟。

新版中提供了横断面修改和土方数据联动功能，。

系统直接根据用户设定自动分幅输出多种比例的横断面设计图，并可自动在图中标注断面信息和断面各控制点设计高程。

V4.0以后版本中新增横断面设计中的支挡防护构造物处理模块，可自动在横断面设计图中绘出挡土墙、护坡等构造物，并可设置支挡构造物根据路基填土高度自动变换墙高度或自动变换填土高度，并在断面中准确扣除其土方数量。

（5）土石方计算与土石方计算表等成果的输出

系统利用在横断面设计输出的土石方数据，直接计算并输出Excel或word格式的土石方计算表，方便用户打印输出和进行调配、累加计算等工作。

系统可在计算中自动扣除大、中桥，隧道以与路槽的土石方数量，并考虑到松方系数、土石比例与损耗率等影响因素。

特别是系统直接为最新开发完成的纬地系列软件“纬地土石方可视化调配系统”提供原始数据，用户在方便、直观的鼠标拖曳操作中完成土石方纵向调配，系统自动记录用户的每一次操作（可无限制返回），并据此直接绘制完成全线的土石方纵向调配图表。

（6）公路用地图（表）与总体布置图绘制输出

基于公路几何设计成果，系统批量自动分幅绘制公路用地边线，标注桩号与距离或直接标注用地边线上控制点的平面坐标，同时可输出公路逐桩用地表（仅供参考）和公路用地坐标表。

同样，系统还可基于路线平面图，直接绘制路基边缘线、坡口坡脚线、示坡线以与边沟排水沟边线等，自动分幅绘制路线总体布置图。

系统新版中可区别跨径与角度自动标注所有大、中型桥梁、隧道、涵洞等构造物。

（7）路线概略透视图绘制（以与全景透视图）

系统可直接利用路线的平、纵、横原始数据，绘制出任意指定桩号位置和视点高度、方向的公路概略透视图（线条图）。

另外，在系统的数模版中，系统可直接生成全线的地面模型和公路全三维模型，可得到任意位置的三维全景透视图，并可使用纬地实时漫游系统方便地渲染制作成三维动态全景透视图（三维动画），并模拟行车状态或飞行状态。

（8）路基沟底标高数据输出沟底纵坡设计

系统的横断面设计模块中可直接输出路基两侧排水沟与边沟的标高数据，新版软件中，用户可交互式完成路基两侧沟底标高的拉坡设计。

（9）平面移线

平面移线功能主要针对低等级公路项目测设过程中发生移线情况而开发，系统可自动计算搜索得到移线后的对应桩号、左右移距以与纵、横地面线数据。

1.1.2互通式立交辅助设计

（1）立交匝道平面线位的动态可视化设计与绘图

系统采用曲线单元设计法和匝道起终点智能化自动接线相结合的立交匝道平面设计思路，方便、快捷地完成任意立交线形的设计和接线。

特别是系统在任意曲线单元和起点接线约束时，可实时拖动其它曲线单元，匝道终点动态接线更为直观、灵活。

立交匝道平面线位的动态可视化设计是纬地系统的核心和精髓。

与主线平面绘图相同，系统在立交平面设计完成的同时，完成立交平面线图的绘制，用户可根据出图需要控制其标注方向、容和字体大小；同时可直接在线位图中绘制输出立交曲线表和立交主点坐标表。

（2）任意的断面型式、超高加宽过渡处理

系统采用独特而精巧的路幅变化描述和超高变化描述方式，可支持处理任意路基断面变化型式（如单、双车道变化、分离式路基等）和各种超高变化。

同样基于已随盘安装的“纬地路线与立交标准设计数据库”，“设计向导”功能也可为匝道项目自动建立超高和加宽变化控制数据。

（3）立交连接部设计与绘图

纬地系统除支持处理立交设计中各种形式的加宽和超高过渡外，还可自动搜索计算立交匝道连接部（加、减速车道至楔形端）的横向宽度变化。

在绘制连接部图时根据用户指定可批量标注桩号与各变化段的路幅宽度，自动搜索确定楔形端位置与相关线形的对应桩号。

（4）连接部路面标高数据图绘制

在连接部设计详图（大样图）的基础上，系统可批量计算、标注各变化位置与桩号断面的路基横向宽度、各控制点的设计标高与横坡等数据。

由于系统部采用同一计算核心模块，所以自动保证立交连接部处路基设计表、横断面图和路面标高图等输出成果的一致性。

（5）立交绘图模板的设置与修改

在绘制连接部图和路面数据标高图时，系统置有多套不同比例和不同型式的绘图模板供用户选用。

用户还可以完全按照自己的要求，定制增加或修改标准模板，以得到不同风格的设计图纸。

（6）分离式路基的判断确定

用以自动判断确定互通式立交中主线与匝道之间、匝道与匝道之间、或高速公路分离式路基左右线之间的路基边坡相交位置，准确计算出相交位置至中线的距离，并可在横断面图中搜索绘制出相邻路基断面的桩号和路基设计线。

纬地系统的开发设计首先是基于互通式立交设计的，系统V1.0～V2.0版只有互通式立交设计部分的容，Hint3.0以后版本发展为同时兼顾路线和互通式立交辅助设计两套功能的专业软件。

前面所述与的关于路线设计部分的所有功能，如纵断面设计与绘图、路基设计、横断面设计与绘图、土石方计算等均同时适用于互通式立交设计，这里不再重复。

1.1.3数字化地面模型应用（DTM）

（1）支持多种三维地形数据接口（来源）

系统支持AutoCAD的dwg/dxf格式、Microstation的dgn格式、Card/1软件的asc/pol格式，以与pnt/dgx/dlx格式等多种三维地形数据来源（接口），三维地形数据既可以是专业测绘部门航测后提供的，也可以是用户自行对地形图扫描矢量化后得到的。

（2）自动过滤、剔除粗差点和处理断裂线相交等情况

系统自动过滤并剔除三维数据中的高程粗差点，自行处理平面位置相同点和断裂线相交等情况，免去繁多的手工修改工作。

（3）快速建立最优化三角网的三维数字地面模型（DTM）

以独特的存优化模块和最快的点排序方法为引擎，纬地系统建立最优化三角网状数字地面模型的速度是国外其他同类软件的两倍以上，并且突破了其他软件在处理公路带状长大数模时存在的限制，没有可处理点数上限。

（4）系统提供多种数据编辑、修改和优化功能

系统不仅提供多种编辑三角网的功能，如插入、删除三维点，交换对角线或插入约束段，另外系统专门开发了自动优化去除平三角形的数模优化等模块。

（5）系统快速、准确地完成路线纵、横断面地面线插值（或剖切）

系统可根据用户需求快速插值计算（或剖切），并输出路线纵、横断面的地面线数据。

用户可立即在计算机上完成纵断拉坡设计、路基设计、横断面设计，进而直接得到土石方工程量，使大围的路线方案深度比选和优化成为现实。

（6）系统提供对两维平面数字化地形图的三维化功能

系统提供多种命令工具，可快速将两维状态的数字化地形图转化为三维图形，进而建立数字地面模型。

1.1.4公路三维真实模型的建立（3DRoad）

1）基于三维地模快速建立公路全线地面三维模型。

2）基于横断面设计建立真实的公路全三维模型（包括护栏、标线、波型梁等）。

3）自动根据公路全三维模型完成对原地面模型的切割（挖除）。

4）方便地制作公路全景透视图和公路三维动态全景透视图（三维动画）。

建立在数字化地面模型基础上的公路三维模型才是真正意义上的公路三维模型。

1.1.5平交口自动设计

1）可以自动计算输出平交口等高线图；

2）自动标注板块的尺寸与板角设计高程等。

1.1.6其他功能

1）估算路基土石方数量与平均填土高度；

2）外业放线计算；

3）任意地理坐标系统的换带计算；

4）桥位和桩基坐标表输出与设计高程计算；

5）立交连接部鼻端（楔形端）位置自动搜索；

6）任意桩号坐标自动查询等；

7）绘制任意桩号法线；

8）查询任意点至中线距离与桩号；

9）查询任意桩号的设计高程与填挖；

10）查询任意线元的信息；

11）图纸的批量打印功能；

12）路面上任意点位的标高计算功能。

1.1.7数据输入与准备

纬地系统中所有的平、纵、横基础数据录入均开发有实用、方便的录入工具（软件），如：

平面数据（交点）导入/导出、纵断面数据输入、横断面数据输入等，减少了数据输入错误，方便用户使用。

1.1.8输出成果

（1）绘图部分

1）路线平面设计图；

2）路线纵断设计图；

3）横断面设计图；

4）公路用地图（表）；

5）路线总体布置图；

6）路线概略与全景透视图；

7）互通式立交平面线位数据图；

8）立交连接部设计详图；

9）立交连接部路面标高图。

纬地系统版可批量、高效输出路线平、纵、横等所有相关图纸，用户可单、多或一次性输出打印所有图纸。

（2）出表部分

1）直线与曲线转角一览表；

2）主点坐标表；

3）逐桩坐标表；

4）立交曲线表与路线平面曲线元素表；

5）纵坡与竖曲线表；

6）路基设计表；

7）超高加宽表；

8）路面加宽表；

9）路基排水设计表；

10）公路用地表；

11）土石方计算表；

12）边沟、排水沟设计表；

13）总里程与断链桩号表；

14）主要经济技术指标表。

15）水准点表

以上输出的表格均可由用户自由选择输出方式（AutoCAD图形、WORD、EXCEL三种方式），并自动分页，方便打印。

1.2系统应用常规步骤

使用HintCADV5.8版进行公路路线与互通立交的设计工作，一般步骤如下。

1.2.1常规公路施工图设计项目（对于工程可行性研究或初步设计项目，根据需要简略应用下述有关容）

1）点击“项目”→“新建项目”，指定项目名称、路径，新建公路路线设计项目。

2）点击“设计”→“主线平面设计”（也可交互使用“立交平面设计”），进行路线平面线形设计与调整；直接生成路线平面图，在“主线平面设计”（或“立交平面设计”）对话框中点击“保存”得到*.jd数据和*.pm数据。

3）点击“表格”→“输出直曲转角表”功能生成路线直线与曲线转角一览表。

4）点击“项目”→“设计向导”，根据提示自动建立：

路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制文件（*.ctr）、桩号序列文件（*.sta）等数据文件。

5）点击“表格”→“输出逐桩坐标表”功能生成路线逐桩坐标表。

6）使用“项目管理”或利用“HintCAD专用数据管理编辑器”结合实际项目特点修改以下数据文件：

路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制数据文件（*.ctr）等，这些数据文件控制项目的超高、加宽等过渡变化和纵面控制条件等情况。

7）点击“数据”→“纵断数据输入”输入纵断面地面线数据（*.dmx）；“数据”→“横断数据输入”功能输入横断面地面线数据（*.hdm）；并在项目管理器中添加该数据文件。

8）点击“设计”→“纵断面设计”进行纵断面拉坡和竖曲线设计调整，保存数据至*.zdm文件中。

9）点击“设计”→“纵断面绘图”生成路线纵断面图，同时根据设计参数控制文件（*.ctr），标注各类构造物，点击“表格”→“输出竖曲线表”计算输出纵坡、竖曲线表。

10）点击“设计”→“路基设计计算”，生成路基设计中间数据文件（*.lj）；并可由路基设计中间数据文件，点击“表格”→“输出路基设计表”计算输出路基设计表。

11）点击“设计”→“支挡构造物处理”输入有关挡墙等支挡物数据，并将其保存到当前项目中。

12）点击“设计”→“横断设计绘图”，绘制路基横断面设计图，同时直接输出土石方数据文件（*.tf）、根据需要输出路基横断面三维数据文件（*.3DR）和左右侧边沟沟底标高数据（C:

\Hint58\Lst\zgdbg.tmp）、（C:

\Hint58\Lst\ygdbg.tmp）。

13）点击“数据”→“控制参数输入”修改设计参数控制数据文件中关于土石比例分配的控制数据，点击“表格”→“输出土方计算表”计算输出土石方数量计算表和每公里土石方表。

14）点击“绘图”→“绘制总体布置图”绘制路线总体设计图。

15）点击“绘图”→“绘制公路用地图”可绘制公路占地图。

1.2.2低等级公路设计项目

一般低等级公路项目需在外业期间现场进行平面线形设计，所以对于低等级公路项目应用纬地系统的步骤如下：

1）点击“项目”→“新建项目”，指定项目名称、路径，新建公路路线设计项目。

2）根据外业平面设计资料，点击“数据”→“平面数据导入”（或“平面交点导入”）功能，输入平面设计数据，并点击“导入为交点数据”将平面数据导入为纬地所支持的“平面交点数据”（对应文件后缀*.jd，关于如何应用平面导入功能，请参阅教程中的3.12和3.13节的容）。

3）点击“项目”→“项目管理器”中的“文件”管理页，选择“平面交点文件”一栏，指定平面导入生成的平面交点文件（*.jd）并添加到项目中，点击“项目文件”菜单的“保存退出”。

4）启动“主线平面设计”便可自动打开交点数据，“计算绘图”后可直接在AutoCAD中生成平面图形。

点击“保存”按钮，系统自动将交点数据（*.jd）转化为平面曲线数据（*.pm）。

5）以下同1.2.1节中第3）步以后的容。

编者：

为了更好的引导帮助新用户上手使用纬地系统进行低等级公路的设计绘图，我们又专门针对低等级公路的设计用户，编写了《低等级道路计算机设计指南》一文，供用户参考。

1.2.3互通式立交设计项目

1）新建互通式立交设计项目，并指定项目名称（如“×××立交×匝道”）、路径等。

2）用“立交平面设计”功能进行匝道平面线位设计（保存后得到*.pm文件）。

3）生成匝道“曲线表”和“主点坐标表”。

4）启用“设计向导”，根据提示自动建立：

路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制文件（*.ctr）、桩号序列文件（*.sta）等数据文件。

5）使用“生成逐桩表”功能生成路线逐桩坐标表。

6）利用“连接部图绘制”功能，进行立交连接部图绘图和路线平面图绘图，特别是对于加宽设计区间。

7）使用“项目管理”或利用“HintCAD专用数据管理编辑器”结合实际修改以下数据文件：

路幅宽度变化数据文件（*.wid）、超高过渡数据文件（*.sup）、设计参数控制文件（*.ctr）。

8）利用“纵断数据输入程序”输入纵断面地面线数据文件（*.dmx）；利用“横断数据输入”功能输入横断面地面线数据文件（*.hdm）；保存文件后系统自动将数据文件添加到当前项目。

9）利用“纵断面设计”功能进行纵断面拉坡和竖曲线设计调整（保存至*.zdm文件），同时可直接输出“纵坡竖曲线表”。

10）绘制纵断面设计图，同时根据设计参数控制文件（*.ctr），标注各类构造物。

11）进行“路基设计计算”，输出路基设计中间数据文件（*.lj）；并可由路基设计中间数据文件直接生成路基设计表。

12）基于连接部设计图，利用“路面标高图绘制”功能进行路面标高图绘制。

13）利用“挡土墙录入”功能输入有关挡墙等支挡物数据，并将其保存到当前项目中。

14）进行“横断面设计绘图”，系统同时自动计算输出土石方数据文件。

15）修改设计参数控制文件（*.ctr）中关于不同路段土石比例分配的控制数据，系统计算输出土石方数量计算表。

16）依据土石方数据文件（*.tf）中的路基左右侧坡口坡脚至中桩的距离，利用“路线总体设计图”程序，绘制路线总体设计图，同时可绘制公路占地图。

1.3系统版本与安装说明

1.3.1系统安装要求（原则上以能正常安装并使用AutoCAD为标准）

计算机：

台式或笔记本式计算机均可。

CPU：

PII200以上。

存：

64M以上。

操作系统：

Windows95/98/me/Se/NT/2000/XP均可。

图形平台：

AutoCADR14（包含Bonus菜单）或者

AutoCADR2000（包含Express菜单）或AutoCADR2002中英文版

AutoCADR2004/R2005中英文版

AutoCADR2006中英文版

Civil3DR2005/2006中英文版

推荐用户最好使用AutoCADR2000以上版本。

Office环境：

Office97/2000/XP/2003均可（以Word和Excel格式出表）。

1.3.2系统版本划分

1）从功能上划分，纬地三维道路CAD系统根据不同用户层面的需求，分为三种版本：

标准版、专业版、数模版。

各版本主要功能划分如下：

a、标准版：

各等级公路路线的平、纵、横设计和所有图表的绘制输出，特别适合于各等级公路的常规路线设计。

b、

图1-1

专业版：

包含标准版的全部功能，在标准版的基础上增加了互通式立交设计功能和平交口设计功能，可进行互通式立交的线位设计、连接部处理和相关图表输出，适合高等级公路和互通式立交的设计。

c、数模版：

包含标准版、专业版的全部功能，在专业版的基础上增加了高速建立细致、准确的公路带状（上百公里）三维数字地面模型（DTM）,直接剖切纵、横断地面线，进而得到土方数量。

基于数模和横断面设计，直接建立公路和地面全三维模型，可渲染制作成公路全景透视图。

数模版中另外增加了纬地最新研发的平面智能布线技术。

纬地三维道路CAD各功能版本如图1-1所示。

2）从使用方式来划分，纬地三维道路CAD系统又分为单机版和网络版。

a、单机版，就是仅能在一台计算机上使用，由一只加密锁控制，软件可以在任何计算机上安装，但运行时需要专门的软件锁支持（该软件锁可以插在计算机的并口或USB端口上）。

b、网络版，需在局域网上使用，由局域网上的任意一台计算机做为网络支持（安插加密锁），来控制软件使用和用户数目（节点数），该局域网的其它计算机通过IP地址授权使用。

1.3.3单机版安装

从纬地道路5.3版开始，新的安装盘已将不同版本的软件集成到一个安装包中，可以选择不同的盘符和目录进行安装。

在安装中用户需根据所授权的版本选择安装本系统的标准版、专业版、数模版软件。

安装时，用户只需直接双击运行软件目录下的“Setup.exe”或“HintSetup.msi”，按安装向导程序提示可完成安装。

一般安装程序启动后会自动搜索计算机所使用的操作系统以与AutoCADR14、R2000/R2002、R2004/R2005、R2006或者Civil3D2005/2006的安装版本、位置和Office97/2000/XP/2003中的Word和Excel的安装版本和位置，以与数据支持的版本类型等，然后自动安装支持不同操作系统下，不同AutoCAD版本以与Excel和数据库的支持程序和纬地系统。

在安装程序的最后将自动安装系统的软件加密锁驱动程序（试用版除外）。

纬地道路5.8版改变了原来直接从autocad启动挂接的方式，改为使用纬地系统自己的桌面图标启动方式。

系统安装后，在桌面和开始菜单自动建立对应AutoCAD不同版本安装的纬地系统的快捷方式图标，用户直接点击桌面（或开始菜单中的）纬地快捷图标启动纬地系统，也只有这样才加载纬地软件菜单环境，避免与其他CAD平台软件的可能冲突。

注意：

对于USB软件锁（包括网络版），用户在安装软件时先不要插上软件锁，如果先插上软件锁，Windows系统会立即给该软件锁安装其它的驱动程序，导致纬地系统所带驱动程序不能正常安装，使软件无法运行。

待程序安装完成后再插上软件锁，系统会自动搜索该软件锁的驱动程序并进行安装，然后方可开始使用。

1.3.4网络版安装（包括标准版、专业版和数模版等的对应网络版）

以数模网络版为例，首先在服务器（或网络中的某一台计算机作为服务器）上安装运行系统光盘中“纬地网络版服务器－数模版”目录下的“Setup.exe”或“HintSvr.msi”，安装系统服务程序“HintSvr”和加密锁驱动程序后，系统在桌面上生成“纬地道路CAD网络服务器V5.8－数模版”服务器程序的快捷图标；插上网络版软件锁，系统自动安装该加密锁的驱动程序，然后重新启动服务器，运行桌面上（或开始菜单中）的“纬地道路CAD网络服务器V5.8－数模版”服务器程序，出现图1-2所示对话框。

图1-2图1-3

单击“添加用户”按钮，弹出图1-3所示对话框，输入用户相关信息。

如果添加的用户为临时从事路线设计人员，请单击选择“下线后自动删除”复选框。

自动注册登录的用户全部为临时用户（临时用户下线后其记录会从服务器上自动删除，将不会占用服务器上的用户数目）。

用户端计算机的程序安装：

和单机版一样，从纬地系统光盘中直接运行“纬地道路v5.8数模版”目录下的“setup.exe”或“HintSetup.msi”，在安装过程中选择对应的数模网络版，按照提示完成纬地系统安装；启动桌面上（或开始菜单中）的纬地道路快捷图标，任意点选纬地系统菜单中某一项，系统便开始加载，出现登陆对话框如图1-4所示。

图1-4图1-5

用户需在图1-4的“服务器名称”中输入服务器的名称或当作服务器使用的计算机名称（也可以是该计算机的IP号，特别在网络搜索不到该计算机时），点“确定”按钮，将出现纬地系统V5.8网络版注册信息对话框，如图1-5所示。

用户需输入、单位名称、联系与注册密码（唯一，也可不输入）等信息，请您使用真实，便于网上管理。

点击“确定”，便可登陆使用。

在纬地网络版中增加了网络版用户相互通讯功能，每一客户端可以发送信息给其他用户，例如发送项目数据的修改信息等。

发送信息的命令为“SMSG”，在网络版运行时，服务器每到整点时会自动提示此命令。

网络版在使用过程中需与服务器随机读取并交换数据