纬地隧道CAD系统用户手册.docx

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纬地隧道CAD系统用户手册

纬地隧道CAD系统用户手册

西安纬地软件

2008年8月

系统简介

《纬地隧道CAD系统》V1.0是以AutoCAD为图形平台,用VISUALC++、.net语言开发的、与纬地三维道路CAD系统集成的公路、铁路隧道专业辅助设计软件系统。

1．系统的主要功能

1．该系统以纬地三维道路CAD系统所完成的公路、铁路几何设计数据（平、纵、横等）为基础，根据围岩地质情况对隧道衬砌进行动态分段，完成隧道的平纵布设，绘制隧道平面布置图，隧道（地质）纵断面图等图纸文件；

2．根据隧道分段情况进行各个分段的衬砌设计，绘制隧道各类围岩情况下的衬砌设计图，单洞形式生成主洞的结构设计图，超前支护设计图，钢拱架设计图，衬砌配筋设计图，排水设计图，连拱形式增加了导洞的结构设计图，超前支护设计图，钢拱架设计图；

3．根据设计数据，程序自动统计任一段工程数量和全段工程数量；

4．利用数字地面模型进行隧道洞门设计，生成洞门三维地面模型，绘制洞门立面、平面、剖面设计图，及洞门工程数量表。

2．系统的适用范围

本系统适用于山区公路隧道设计和铁路隧道设计：

路线形式：

支持单洞形式和连拱形式的隧道；

内廓形式：

支持标准内廓（新规范）、单心圆、三心圆，三种内廓样式；

衬砌类型：

支持整体式衬砌和复合式衬砌；

洞门形式：

支持削竹式和端墙式两种常用洞门形式。

3．系统的特点和优势

1．本系统与道路辅助设计系统的设计相关联，实现路线数据共享；

2．本系统能高效率地完成隧道设计，绘制设计图纸，提高了隧道设计效率，大大减少了隧道设计大量手工绘图量；

3．本系统根据设计数据对工程量进行自动统计，不仅提高了统计的效率，还能避免人工统计时常出现的人为错误；

4．绘制洞门的三维数字模型，设计者可以直观的看出洞门与地面的结合情况，对隧道进出口的选择有着直观的指导作用。

第一章系统运行环境要求

（1）硬件要求

计算机：

台式或笔记本式计算机均可。

CPU：

PII200以上。

内存：

64M以上。

操作系统：

Windows98/me/NT/2000/XP均可。

（2）软件要求

AutoCAD软件（AutoCADR14以上，AutoCAD2007以下）；

第二章项目管理

1．新建项目

1）功能：

新建隧道项目，以纬地道路辅助设计系统的项目数据为基础，输入项目设置、隧道类型、隧道设置，新建纬地隧道CAD项目；

2）项目设置：

输入项目名称，选择隧道项目文件保存路径，指定路线项目文件；

注：

隧道项目文件和路线项目文件最好放在同一目录下。

3）隧道类型：

支持单洞形式和连拱形式的隧道；

4）路线形式：

通过双线、左线、右线，来区分路线中的整体式路基和分离式路基；

5）隧道设置：

设置公路等级、设计时速、车道数、内廓形式（标准内廓、单心圆、坦三心圆），以这些参数为依据，从数据库中提取相应的默认参数。

2．项目管理

1）功能：

管理隧道项目文件和对隧道项目的基本属性进行参数修改；

2）隧道项目文件：

纬地路线项目文件（即指定的路线设计数据），必须包含项目文件（*.PRJ）、纬地设计参数控制文件（*.ctr）、纬地平面线形数据文件（*.pm）、纬地纵断面设计文件（.ZDM）、纬地纵断面地面线文件（test1.DMX）、纬地横断面地面线文件（test1.HDM）；

衬砌分段文件（*.TFD）:

保存隧道的围岩分段和衬砌分段参数；

衬砌参数（*.TCS）：

保存各个衬砌分段设计的衬砌参数；

洞口设置（*.TDK）：

保存入口和出口洞门的多个方案设计参数；

地面三角网（**.dwg）：

洞门处地面模型，即DTM，读取图形dwg文件中的3dFace实体，与洞门设计数据共同构建洞门模型。

第三章隧道布设

1．围岩分段设置

1）功能：

输入围岩基础分段数据，录入隧道的起终点桩号、隧道名称和围岩分段等参数；

2）围岩分段参数设置：

输入起终点桩号、后退方向、前进方向、隧道名称，按分段数输入围岩分段信息，用户也可以直接指定文件，直接进行修改，然后点击打开读取文件数据；

3）纵断面绘图，通过纵断面绘图，用户可以预检输入数据的正确与否，隧道纵断面布设情况（其操作类同路线纵段面绘图）。

2．衬砌分段

1）功能：

用户根据围岩分段，进行衬砌分段参数化设计；

两种方法，

一种用户选择分段个数，逐一填写衬砌设置，

一种是填写明洞和停车带参数，在原围岩分段数据基础上点击增加生成衬砌分段数据，然后作进一步修改。

2）重设：

是重新以围岩分段桩号为初始参数，重新划分衬砌段落；

3）纵断面绘图：

交互式绘制隧道平面图和纵断面图，以便用户进行预览检查（参照纵段面绘图）。

3．纵断面绘图

1）功能：

根据围岩分段数据和衬砌分段数据，读取的路线数据，绘制隧道（地质）纵断面图；

2）绘图设置：

设置绘制范围输入起终桩号，“最小桩距”用于控制标注数据的间隔，“绘图精度”表示高程轴的单格长度，根据图框的大小调整“横纵比例”和“纵向比例”，满足出图要求；

3）绘图栏目选择：

根据需要选择需要绘制的栏目，通过点基顺序调整出图栏目的绘制顺序。

4．建筑限界和内廓（单洞）

1）功能：

用户根据衬砌分段数据，选择车道类型设置路面、内廓、建筑限界参数，没有设置停车带的可以不设置停车带参数，绘制隧道内轮廓及建筑限界设计图；

2）路面设置

首先在左侧框内选择是普通车道还是加宽车道，然后在右侧参数栏内输入左标准路面和右标准路面参数，其初始数据反映路线设计控制参数的标准断面，根据隧道路面设置进行修改，普通车道，停车带宽度输为零，停车带加宽，在相应的位置设置停车带宽度和坡度；

2）内廓

直接输入参数或者选择已有数据模板，编辑模板数据并且可以保存已修改数据，对于停车带加宽内廓，增加拱顶顶圆弧，即“拱R5”，输入圆弧半径；

4）建筑限界

输入建筑限界参数，建筑限界净高、步道高度、步道宽度、顶角宽度。

5．建筑限界和内廓（连拱）

1）功能：

用户根据衬砌分段数据，选择车道类型设置路面、内廓、建筑限界参数，没有设置停车带的可以不设置停车带参数，绘制隧道内轮廓及建筑限界设计图；

2）路面设置

首先在左侧框内选择是普通车道还是加宽车道，然后在右侧参数栏内输入左标准路面和右标准路面参数，其初始数据反映路线设计控制参数的标准断面，根据隧道路面设置进行修改，普通车道，停车带宽度输为零，停车带加宽，在相应的位置设置停车带宽度和坡度；

2）内廓

直接输入参数或者选择已有数据模板，编辑模板数据并且可以保存已修改数据，对于停车带加宽内廓，增加拱顶顶圆弧，即“拱R5”，输入圆弧半径。

4）建筑限界

输入建筑限界参数，建筑限界净高、步道高度、步道宽度、顶角宽度；

5）设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

第四章衬砌设计

对于衬砌设计，首先从开始设计起，依次为衬砌结构设计、超前支护设计、支撑钢架、衬砌配筋设计，直至结束设计（结束设计即保存设计数据）。

在此过程中需要保存设计数据，切记须点击结束设计。

1．开始设计

1）功能：

衬砌分段设计完成后，点击“开始设计”对各段衬砌的基本参数（包括支护、喷锚、配筋）进行初始化设计，对于已进行过初始化设计的，点击“开始设计”，不弹出初始化参数对话框，初始化设置完成后弹出停靠窗口，可以从中选取具体分段编辑、修改进而完成设计出图。

2）初始化明洞参数：

设置衬砌厚度、配筋数据、衬砌材料，可以根据分段逐步设置，也可直接点击完成，在分段设计时详细设置。

3）初始化复合式衬砌参数：

功能：

设置衬砌结构形式，二衬厚度、喷护厚度、喷锚材料、衬砌材料参数，根据需要可以选择不作一些衬砌项目，可以根据分段逐步设置，也可直接点击完成，在分段设计时详细设置。

2．衬砌分段信息栏

1）功能：

分段窗口分为两个部分，衬砌分段列表和分段属性列表，在分段列表中用户通过单击选择当前衬砌段落，同时在分段属性列表中显示当前段落的基本信息。

2）分段设计：

选择分段段落单击右键选择或直接双击进行设计。

3．明洞设计（单洞）

1．详细设计

双击分段项，弹出下图窗口：

1）功能：

输入明洞衬砌结构和衬砌配筋设计数据，点击绘图绘制设计模型图，如需修改，用户选择该段的进行单项设计。

2）衬砌结构：

变宽方式分为圆弧相接和直线相接，直线相接时，由于取值在一定范围内，通过点击“试算范围”用户找出合适的参数值。

3）衬砌配筋：

选择是否需要作衬砌配筋，选择已有数据调整保护层厚度和钢筋间距，完成设计。

2．衬砌结构

双击衬砌分段或在菜单上选择衬砌分段，进行衬砌结构参数修改：

功能：

详细设计明洞衬砌结构，选择衬砌材料，设计明洞开挖边坡和明洞回填设置，点击“绘图”绘制设计模型图（即要点击生成设计草图），点击“绘回填图”绘制明洞回填图；

3．衬砌配筋

双击衬砌配筋或在菜单上选择衬砌配筋，进行衬砌配筋参数编辑：

1）功能：

详细设计衬砌配筋，设置配筋布置参数和钢筋材料参数，自动计算生成钢筋长度，绘制设计模型图；

2）参数设置：

修改配筋参数，用户可以通过选择数据库中已有的常用数据，快速设置钢筋材料，生成衬砌配筋长度，程序计算出所用钢筋的长度，用户也可修改调整，绘制设计模型。

4．复合式衬砌设计（单洞）

1．详细设计

双击左侧停靠列表中的分段段落，弹出下图窗口：

1）功能：

设计复合式衬砌结构和其他衬砌项目，选择是否需要设置系统锚杆、超前导管、衬砌配筋等，编辑各部分数据，点击绘图绘制设计模型图进行设计；

2）衬砌结构：

结构形式分为设置仰拱和仰拱喷护、设置仰拱无仰拱喷护、不设置仰拱三种，根据结构形式设置拱角变宽方式，输入变宽数据，使拱角处变宽。

2．衬砌结构

双击衬砌分段或在菜单上选择衬砌结构，进行参数修改；

1）功能：

详细设置衬砌结构的材料、径向锚杆参数及布设方式等参数，绘制设计模型；

2）径向锚杆：

选择锚杆材料，布置形式有梅花形和矩形，梅花形表示锚杆相互错开布置，矩形表示对齐布置。

3．超前支护

双击超前支护或在菜单上选择超前支护，进行超前支护参数修改：

1）功能：

详细设置超前支护参数，包括钢架设置、超前导管、注浆，绘制设计模型；

2）钢架设置：

首先选择钢架类型包括型钢结构和格栅结构，然后选择材料规格，“间距d”表示钢架与二次衬砌外表面之间的距离；

3）超前导管：

超前导管是安装在钢架上的，“超前倾角”表示超强锚杆与水平的夹角，“纵向间隔”表示两排超前导管之间间隔几个钢架。

4．支撑钢架

双击支撑钢架或在菜单上选择支撑钢架，弹出相应型钢结构和格栅结构修改窗口进行修改；

1）功能：

支撑钢架分为型钢结构和格栅结构，详细设置支撑钢架参数，包括支撑钢架的分段布置，纵向连筋，以及相关材料，绘制相应的设计模型；

2）型钢结构：

钢架分段：

钢架分段中用户选择布置部分，程序自动生成一组分段长如需调整，修改分段数和钢架总长度，点击生成分段完成设计，也可对分段列表直接修改；

3）格栅钢架：

钢架分段：

钢架分段中用户选择布置部分，程序自动生成一组分段长如需调整，修改分段数和钢架总长度，点击生成分段完成设计，也可对分段列表直接修改；

格栅配筋：

设置格栅材料以后，需要调整，可以修改相应的配筋材料，其长度一般采用由程序自动计算的长度，用户也可以手工修改；

5．二衬配筋

双击左侧列表二衬配筋或在菜单上选择衬砌配筋，进行衬砌配筋参数编辑：

1）功能：

详细设计衬砌配筋，设置配筋布置参数和钢筋材料参数，计算生成钢筋长度，绘制设计模型图；

2）参数设置：

修改配筋参数，用户可以通过选择数据库中已有的常用数据，快速设置钢筋材料，生成衬砌配筋长度，程序计算出所用钢筋的长度，用户也可修改调整，绘制设计模型。

5．附注和衬砌出图（单洞）

1）编辑附注

右击衬砌分段选择编辑附注进行附注修改：

附注初始数据存在文件（附注.txt）中，程序根据明洞衬砌和复合式衬砌给衬砌分段初始数据，如需修改，选择对应的附注进行修改保存数据。

2）衬砌出图：

设计完成后，选择“结束设计”，保存衬砌设计文件（*.TCS）；

选择衬砌分段，右击弹出菜单，选择出图类型进行出图，使用“批量出图”绘制该衬砌段设计的所有衬砌图纸。

6．明洞设计（连拱）

1．详细设计

双击分段项，弹出下图窗口：

1）功能：

输入明洞衬砌结构和衬砌配筋设计数据，点击绘图绘制设计模型图，如需修改，用户选择该段的进行单项设计。

2）衬砌结构：

变宽方式分为圆弧相接和直线相接，直线相接时，由于取值在一定范围内，通过点击“试算范围”用户找出合适的参数值。

3）衬砌配筋：

选择是否需要作衬砌配筋，选择已有数据调整保护层厚度和钢筋间距，完成设计；

4）连拱数据：

输入连拱隧道的明洞段混凝土回填参数；

5）设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

2．衬砌结构

双击衬砌分段或在菜单上选择衬砌分段，进行衬砌结构参数修改：

功能：

详细设计明洞衬砌结构，选择衬砌材料，设计明洞开挖边坡和明洞回填设置，点击“绘图”绘制设计模型图（即要点击生成设计草图），点击“绘回填图”绘制明洞回填图；

设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

3．衬砌配筋

双击衬砌配筋或在菜单上选择衬砌配筋，进行衬砌配筋参数编辑：

1）功能：

详细设计衬砌配筋，设置配筋布置参数和钢筋材料参数，自动计算生成钢筋长度，绘制设计模型图；

2）参数设置：

修改配筋参数，用户可以通过选择数据库中已有的常用数据，快速设置钢筋材料，生成衬砌配筋长度，程序计算出所用钢筋的长度，用户也可修改调整，绘制设计模型。

3）设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

7．复合式衬砌设计（连拱）

1．详细设计

双击左侧停靠列表中的分段段落，弹出下图窗口：

1）功能：

设计复合式衬砌结构和其他衬砌项目，选择是否需要设置系统锚杆、超前导管、衬砌配筋等，编辑各部分数据，点击绘图绘制设计模型图进行设计；

2）衬砌结构：

结构形式分为设置仰拱和仰拱喷护、设置仰拱无仰拱喷护、不设置仰拱三种，根据结构形式设置拱角变宽方式，输入变宽数据，使拱角处变宽。

3）设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

2．衬砌结构

双击衬砌分段或在菜单上选择衬砌结构，进行参数修改；

1）功能：

详细设置衬砌结构的材料、径向锚杆参数及布设方式等参数，绘制设计模型；

2）径向锚杆：

选择锚杆材料，布置形式有梅花形和矩形，梅花形表示锚杆相互错开布置，矩形表示对齐布置。

3）设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

3．超前支护

双击超前支护或在菜单上选择超前支护，进行超前支护参数修改：

1）功能：

详细设置超前支护参数，包括钢架设置、超前导管、注浆，绘制设计模型；

2）钢架设置：

首先选择钢架类型包括型钢结构和格栅结构，然后选择材料规格，“间距d”表示钢架与二次衬砌外表面之间的距离；

3）超前导管：

超前导管是安装在钢架上的，“超前倾角”表示超强锚杆与水平的夹角，“纵向间隔”表示两排超前导管之间间隔几个钢架。

4）设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

4．支撑钢架

双击支撑钢架或在菜单上选择支撑钢架，弹出相应型钢结构和格栅结构修改窗口进行修改；

1）功能：

支撑钢架分为型钢结构和格栅结构，详细设置支撑钢架参数，包括支撑钢架的分段布置，纵向连筋，以及相关材料，绘制相应的设计模型；

2）型钢结构：

钢架分段：

钢架分段中用户选择布置部分，程序自动生成一组分段长如需调整，修改分段数和钢架总长度，点击生成分段完成设计，也可对分段列表直接修改；

设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

3）格栅钢架：

钢架分段：

钢架分段中用户选择布置部分，程序自动生成一组分段长如需调整，修改分段数和钢架总长度，点击生成分段完成设计，也可对分段列表直接修改；

设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

格栅配筋：

设置格栅材料以后，需要调整，可以修改相应的配筋材料，其长度一般采用由程序自动计算的长度，用户也可以手工修改；

5．二衬配筋

双击左侧列表二衬配筋或在菜单上选择衬砌配筋，进行衬砌配筋参数编辑：

1）功能：

详细设计衬砌配筋，设置配筋布置参数和钢筋材料参数，计算生成钢筋长度，绘制设计模型图；

2）参数设置：

修改配筋参数，用户可以通过选择数据库中已有的常用数据，快速设置钢筋材料，生成衬砌配筋长度，程序计算出所用钢筋的长度，用户也可修改调整，绘制设计模型；

3）设置右侧数据：

默认设置左主洞衬砌数据，如果右侧设置与左侧不同，去掉“右侧一致”的选勾，点击“设置右侧”设置右侧数据。

8．附注和衬砌出图（连拱）

3）编辑附注

右击衬砌分段选择编辑附注进行附注修改：

附注初始数据存在文件（附注.txt）中，程序根据明洞衬砌和复合式衬砌给衬砌分段初始数据，如需修改，选择对应的附注进行修改保存数据。

4）衬砌出图：

设计完成后，选择“结束设计”，保存衬砌设计文件（*.TCS）；

选择衬砌分段，右击弹出菜单，选择出图类型进行出图，使用“批量出图”绘制该衬砌段设计的所有衬砌图纸。

第五章洞门设计

1．洞门方案添加和删除

1）添加方案：

右击洞门弹出菜单，选择“添加方案”弹出窗口，设置方案名称，洞门类型、起终点桩号。

2）删除方案：

选择已有方案，右击弹出菜单，选择“删除方案”，即可删除。

2．削竹式洞门

1）功能：

绘制削竹式洞门，需要起终点桩号、开挖设置、正面边坡、洞顶截水沟，还需要完成洞外参数设置、洞顶横坡、明洞衬砌结构设计，注意如果没有作明洞结构设计无法完成绘图；

2）洞外设置：

洞外设置包括标准路面、挖方边坡，明洞开挖边坡参数的设置，这些参数即可用户输入，也可从路线数据项目中直接读取。

3）洞外横坡：

洞顶横坡以洞口所处桩号提取横断面地面线作为初始值，用户在此基础上进行编辑。

3．端墙式洞门设计

1）功能：

绘制端墙式洞门，设置端墙样式、起终点桩号、端墙设置、洞顶截水沟，还需要完成洞外参数设置、洞顶横坡、端墙平面、明洞衬砌结构设计，没有作明洞结构设计无法完成绘图；

2）洞外设置：

洞外设置包括洞外的标准路面、挖方边坡，明洞开挖边坡参数设计，这些参数即可用户输入，也可从路线数据项目中直接读取。

3）洞外横坡：

洞顶横坡以洞口所处桩号提取横断面地面线作为初始值，用户在此基础上进行修改。

4）端墙平面

端墙平面设置，设置端墙顶部和两边的台阶，分为左墙顶、右墙顶、左边墙、右边墙；

边墙控制：

在设置左边墙和右边墙时，利用控制参数，控制边墙与边坡的距离，改变边墙台阶数，用户可在程序自动算出满足条件的数值的基础上进行编辑修改。

4．洞门模型和出图

1）绘图

选择洞门方案，点击“出洞口图”，生成设计图，出图控制，参照图纸输出。

2）生成模型：

必须设置了地面三角网（*.dwg）文件，纬地生成的地面模型，图形dwg文件中包含的3dFace实体；

选择进出口，在菜单中选择生成洞门模型，通过读取图形dwg文件中的3dFace实体，与洞门设计数据共同构建洞门模型用户通过AutoCAD的三维浏览操作可以直观浏览出洞门设计完成后与地形的配合情况，便于用户优化洞门设计。

3）保存洞口设计文件：

在菜单上选择“保存数据”，将洞门设计参数保存在（*.TDK）文件中。

第六章图纸输出

1．绘图设置

1）字体设置

2）图层设置

2．标注设置

设置标注样式，使用默认样式，选择图中已建样式，或根据已有样式修改并创建。

3．输出图纸

完成设计后，选择衬砌分段，在菜单中选择需要绘制的设计图，也可一次绘出该段衬砌设计图。