《道路CAD实验指导书》路桥.docx

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《道路CAD实验指导书》路桥

《道路工程CAD道路CAD》

实验指导书

林思能

广东工业大学土木与交通学院

二０一六年三月

实验一

实验项目名称：

道路路线设计

（一）

实验项目性质：

综合

所属课程名称：

道路CAD

实验计划学时：

3

一、实验目的

用专业的公路CAD软件纬地三维道路辅助设计系统（HintCAD），练习平、纵、横设计的全过程，了解HintCAD软件的功能，掌握HintCAD的基本使用。

二、实验内容和要求

通过一个简单的公路路线设计实例，练习平、纵、横设计的数据整理与准备、了解文件格式、设计参数与设计方法的选择、掌握平、纵、横设计的基本步骤，能够正确的应用HintCAD软件进行施工图设计。

三、实验主要仪器设备和材料

纬地三维道路辅助设计系统（HintCAD），计算机网络。

四、实验方法、步骤及结果测试

基本过程：

原始数据预处理→录入数据、建立数据文件→确定设计参数→平面设计计算→纵断面设计计算→横断面设计计算→图纸与表格输出

按所给出的设计资料，在计算机上进行平面设计、纵断面设计、横断面设计；对给出的设计资料未作限定的内容可以自己根据具体情况确定。

本实验项目已在外业期间现场进行平面线形设计，内业设计步骤如下：

1.新建设计项目，并指定项目名称、路径。

2.根据外业平面设计资料，应用“平面交点导入/导出”功能，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。

）

3.点击“项目管理器”中的“文件管理”属性页，在“编辑”菜单（或鼠标右键菜单）中点击“添加文件”菜单项，将平面导入生成的平面交点文件添加到项目中。

4.启动“主线平面设计”便可自动打开交点数据，“计算显示”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）。

将地形图作为外部参照插入，准确叠加后，进行平面分图，若需要，进行曲线表消隐。

5.使用“生成直曲线表”功能生成路线直线、曲线转角表；

6.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；

7．使用“控制参数输入”功能，为当前项目设置桥梁、涵洞等参数；使用“支挡构造物处理”功能，为当前项目设置挡墙；

8.使用“生成逐桩表”功能生成路线逐桩坐标表；

9.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）、设计参数控制数据文件（*.ctr）；

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

11.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；

12.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；

13.进行“横断面设计绘图”，同时直接输出土石方数据文件；

14.修改设计参数控制数据文件中关于土方分段的控制数据，输入土石方数据文件，计算输出土石方数量计算表；

五、实验报告要求

针对一个简单的公路路线设计实例完成实验报告（可参照“参考格式”）。

打印输出：

图纸:

路线平面图（第1页）、纵断面图（第1页）、横断面图（第1页）

表格:

路基每公里土石方数量表

要求制作统一格式的实验报告封面，图、表和试验报告封面、文字内容全部用A3图辐横式打印，按上面列出的图纸、表格顺序装订。

图、表上必须有设计者姓名。

每个实验有各自的封面，三个实验装订成一本。

电子版：

复制出软件产生的图和表格（见下表），每班汇总刻录一张光盘（或汇总网传）上缴。

路线平面图

逐桩坐标表

路线纵断面图

路基设计表

路基横断面设计图

路基土石方数量计算表

直线、曲线及转角表

路基每公里土石方数量表

纵坡、竖曲线表

六、设计的基础资料

图形（电子版）：

地形图、标准横断面图；

数据文件：

交点线（.jdw）、中桩地面高程（.dmx）、中桩横断面地面线（.hdm）、控制参数（.ctr）；

七、参考资料

［1］朱照宏，《公路计算机辅助工程》，人民交通出版社，2000年

［2］许金良，张雨化《公路CAD技术》，人民交通出版社，1999年

［3］许金良，黄安录，《道路与桥梁工程计算机绘图》，人民交通出版社，2004年

［4］潘兵宏，张驰，《公路路线计算机辅助设计与实例》.人民交通出版社，2007年

［5］郭腾锋等，《道路三维集成CAD技术》，人民交通出版社，2006年

实验二

实验项目名称：

道路路线设计

（二）

实验项目性质：

综合

所属课程名称：

道路CAD

实验计划学时：

3

一、实验目的

用专业的公路CAD软件海地（HARD）公路工程辅助设计系统，练习平、纵、横设计的全过程，了解专业海地CAD软件的功能，掌握海地CAD软件的基本使用。

二、实验内容和要求

通过一个简单的公路路线设计实例，练习平、纵、横设计的数据整理与准备、了解文件格式、设计参数与设计方法的选择、掌握平、纵、横设计的基本步骤，能够正确的应用海地专业CAD软件进行施工图设计。

三、实验主要仪器设备和材料

海地HARD2006公路优化设计系统，计算机网络。

四、实验方法、步骤及结果测试

基本过程：

原始数据预处理→录入数据、建立数据文件→确定设计参数→平面设计计算→纵断面设计计算→横断面设计计算→图纸与表格输出

按所给出的设计资料，在计算机上进行平面设计、纵断面设计、横断面设计；对给出的设计资料没作限定的内容可以自己根据具体情况确定。

第一步：

项目管理

设置路线总体信息

建立项目设置图框格式

→设置基本信息→

打开项目设置文字形式

设置参数精度

说明：

1、在项目管理中可以建立新项目或者打开以前已经存在的项目。

2、设置路线总体信息包括路线名称，路线等级，行车速度，高程设计线位置，路面宽度等基本信息。

3、图框设置中用户可自定义图框式样，同时定义图框中输出的各种文字信息的坐标（图框的坐标范围是：

0，0~420，297而文字信息的坐标为此范围内的绝对坐标），系统会依据用户设定的坐标位置，将相应的内容输出到图纸中，定义后存储，系统会自动存储文字信息的坐标，随图框一同调用。

4、设置文字形式中用户可自定义文字形式，包括WINDOWS字体和矢量字体。

建议用户在设计时采用矢量字体，这样可以增加设计速度，而在打印成图时可采用WINDOWS字体，是图纸美观大方。

5、参数设置中可定义角度、高程、里程和各种设计参数在计算和出图时的精度（既保留位数）。

第二步：

平面设计

1平面定线即交点线的输入→2平面设计即使用交点法设计平曲线→3平曲线检查→4路线超高加宽计算→5生成平面设计图→6生成曲线要素表→7生成直曲表→8生成逐桩坐标表等等。

说明：

1、用交点法进行平面线形的设计。

调入已经形成好的交点线文件*.JDX，并给定路线起点桩号，选择平面设计的方法：

精确算法，常规算法。

精确算法是指计算T长（控制交点法设计的主要参数）时利用积分的方法得到，而常规算法为计算T长时利用简化的公式得到。

逐个选择交点并输入该交点的曲线参数如：

R、LS或LZ等，点“生成”按钮得到其他设计参数的计算结果以及对应的图形，通过“输出文件”按钮得到平曲线文件*.PQX，该文件保存了平面设计的过程以及相关的信息。

2、平曲线检查是用来检验你的设计是否符合规范的各种要求，就象单位里的总工一样，起到把关的作用，对于违规的处理，系统并不参与，只是提出何处违规的报告，至于是否需要改正就看用户的意愿了。

3、路线超高加宽计算是系统根据规范并结合设计要求所选择的加宽、超高的各项参数，进行超高加宽的计算并输出相应的文件。

4、生成平面设计的各种成果，如平面设计图、直曲表等等。

第三步：

纵断面设计

1输入地面高文件→2地面高文件检查→3打开拉坡控制资料→4交互拉坡→5竖曲线设计→6生成纵断面图→7生成纵坡表→8生成路基设计表→9生成平纵缩图

说明：

1、通过交互方式输入外业测量所得到的地面高数据，并生成文件*.DMG。

2、地面高文件检查，用于对地面高文件（*.DMG）检查，系统在相邻两棵桩的高差>30米时提示您可能输入错误。

系统会自动提示并报告错误发生在何处。

3、调入拉坡控制资料，是向系统提供拉坡所必需的资料，是拉坡前必须完成的操作。

4、交互拉坡，用户在所选路线的地面高程图上，根据设计要求通过鼠标的托动并结合命令栏控制参数的输入进行交互式的拉坡。

用户可以通过屏幕左下角的动态的信息窗口参考坡度坡长、填挖高度、桩号等参数的变化，使拉坡的过程做到心中有数。

5、竖曲线设计，用户可以采用半径R、切线长T、或者外距E来控制竖曲线的设计，并反算出其他参数。

系统通过屏幕左下角的动态的信息窗口适时显示T、R和E的变化。

6、生成纵断面设计图，路基设计表等等。

第四步：

横断面设计

1输入地面线文件→2地面线文件检查→3横断面基本资料输入→4帽子定制→5戴帽子→6交互修改→7横断面布图→8三维全景模型图→9三维全景透视图→10土石方计算→11边坡面积表→12水沟、边坡以及挡墙等防护工程数量表等等

1、横断面外业资料的录入，系统提供交互录入的方式完成地面线文件（*.DMX）的录入，这里用户应重点注意在输入前必须选择地面线的形式，系统提供平距和高差组合的共6种形式，对于应用抬杆法测量的地面线，其形式应该为平距相对高差相对，在*.dmx文件的第一行的参数应为：

2。

2、地面线文件检查，用于检查地面线文件中平距和高差是否成队，以及纵断面和平面是否配合。

如有错误会自动提示并报告错误发生在何处。

3、横断面基本资料输入是向系统提供横断面设计所必需的各种基本信息，包括平曲线、纵断面、路基宽度及坡读、外业的地面高、地面线等，是戴帽子前必须完成的操作。

4、帽子定制，用户自由定制标准横断面，她包括分隔带定制、边坡定制、水沟定制、扣路槽定制、挡墙定制和清理地表厚度定制六项内容，您可根据要求选择其中几项进行定制，定制完成后，一定要存储帽子定制，以便下次调用。

对于初学者来说可以先简单的定制边坡和挖方边沟，因为这两项是必不可少的。

5、戴帽子，完成地面线和标准帽子的结合，输出相应的成果文件。

6、对于不合适的或有问题的帽子，无论是边坡、挡墙、断面面积还是水沟等都可以进行交互式修改，修改完成后点一下“重算”断面将得到更新，并可通过图形预览区适时看到修改的结果。

当全部修改完成后点“确定”系统将更新与横断面有关的全部信息文件。

7、横断面布图用于将横断面图，按照设定的比例和条件逐个布置到图框中，系统自动分页。

8、三维全景模型图将根据横断面设计结果生成全三维的仿真图，并可以在HARD3D系统中进行三维动画制作。

9、选择立地点桩号生成透视图，系统可以同时生成多张透视效果图。

10、土石方计算包括挖方土石比例计算（对于公路部门由于外业不进行地质线的测量，所以此功能用不上，可以跳过）、土石方基本资料、动态土石方调配、调配后土石填缺挖余分布图、远运借方及弃方文件生成、生成土石方表五个命令。

生成土石方表：

（1）生成土石方计算表，逐桩土石方数量，如果进行了调配，系统将自动完成土石方调配的示意。

（2）公里土石方计算表，逐公里土石方数量计算表，每一公里进行合计。

（3）公里土石方运量、运距表，HARD2006系统依据《公路概预算定额》等将运距划分为：

20米以内，20~100米，100~500米，500米以上四个等级，此表将反映公里的运距和运量，为公路概预算设计提供依据。

其中运距项为加权运距。

（4）生成每公路土石方表，系统按整公里统计数量。

（5）生成土石方区间汇总表，系统将按照您给定的区间进行计算土石方数量，当然您可以按照标段进行，这样更利于您的造价预算工作。

11、边坡面积表功能用于生成边坡面积表，对于防护的计算提供基础数据。

边坡长度值采用路基边缘的长度，长度计算为精确计算。

12、自动生成水沟、边坡、挡墙等防护工程数量表。

五、实验报告要求

针对一个简单的公路路线设计实例完成实验报告。

内容包括：

实验目的与要求、设计参数的确定、路线平面图的生成步骤、横断面帽子定制、输出的图纸与表格（见下表）、结论、问题与讨论。

路线平面图

路基设计表

路线纵断面图

路基横断面设计图

直线、曲线及转角表

路基土石方数量计算表

纵坡、竖曲线表

路基每公里土石方数量汇总表

逐桩坐标表

打印输出：

图纸:

路线平面图（第1页）、纵断面图（第1页）、横断面图（第1页）

表格:

每公里土石方汇总表

要求制作统一格式的实验报告封面，图和表全部用A3图辐打印，按上面列出的图纸、表格顺序装订。

电子版：

复制出软件产生的图和表格，每班汇总刻录一张光盘（或汇总网传）上缴。

六、设计的基础资料

图形（电子版）：

地形图、标准横断面图；

数据文件：

交点线（.jdx）、中桩地面高程（.dmg）、中桩横断面地面线（.dmx）、构造物（.gzw）、水准点（.szd）、地质概况（dzk）、断链（.dl）、挖方土石成分比例（.wbl）、纵断面（zdm）；

七、参考资料

［1］朱照宏，《公路计算机辅助工程》，人民交通出版社，2000年

［2］许金良，张雨化《公路CAD技术》，，人民交通出版社，1999年

［3］许金良，黄安录，《道路与桥梁工程计算机绘图》，人民交通出版社，2004年

［4］西安海地软件公司，HARDSOFT2006使用手册，2010年

［5］潘兵宏，张驰，《公路路线计算机辅助设计与实例》.人民交通出版社，2007年

实验三

实验项目名称：

道路路线设计（三）

实验项目性质：

综合

所属课程名称：

道路CAD

实验计划学时：

2

一、实验目的

用鸿业市政道路设计软件HY-SZDL，练习公路（市政道路）平、纵、横设计的全过程，了解鸿业市政道路设计软件的功能，掌握鸿业市政道路设计软件的基本使用。

二、实验内容和要求

通过一个简单的公路（市政道路）路线设计实例，练习平、纵、横设计的数据整理与准备、了解文件格式、设计参数与设计方法的选择、掌握平、纵、横设计的基本步骤，能够正确的应用鸿业市政道路设计软件进行施工图设计。

三、实验主要仪器设备和材料

鸿业市政道路设计软件HY-SZDL，计算机网络。

四、实验方法、步骤及结果测试

基本过程：

原始数据预处理→录入数据、建立数据文件→确定设计参数→平面设计计算→纵断面设计计算→横断面设计计算→图纸与表格输出

按所给出的设计资料，在计算机上进行平面设计、纵断面设计、横断面设计；对给出的设计资料未作限定的内容可以自己根据具体情况确定。

实验步骤:

1设置

新建项目：

将原始数据文件复制到\Hywork\下的一子目录下，指定工程名和文件名，文件名可采用如“GH”这样的字母，原始数据文件最好也改用统一的文件名。

2平面

●选平面曲线数据导入导出…，读取*.hjd文件

●选中心线定义，定义中心线

●选桩号——定义桩号，起点桩号：

14240；选桩号标注设置，不选“破桩只标尾数”

●选桩号——自动标注桩号

●选线转道路，一级公路，60km/h，板块参数见标准横断面图

●选超高加宽设计，注意按标准横断面定义横断面形式（起、终点断面的定义需一致）

●选布局裁图——页面定义

●选自动裁图，裁图后在模型空间用外部参照插入地形

3纵断面

●选纵断面设计，可进行拉坡（本实验不要求拉坡）

●选纵断面绘制，可绘制纵断面图

4横断面

●选横断——边坡参数定义，因实验路段是城市道路，可不定义边坡，直接保存

●选横断——横断面出图设置

●选横断——横断面计算绘图

5表类

输出所选表格

6了解软件其他功能

五、实验报告要求

针对一个简单的道路路线设计实例完成实验报告。

内容包括：

实验目的与要求、设计参数的确定、输出的图纸与表格、结论、问题与讨论。

打印输出：

图纸:

路线平面图（第1页）、纵断面图（第1页）、横断面图（第1页）

要求制作统一格式的实验报告封面，图和表全部用A3图辐打印，按上面列出的图纸、表格顺序装订。

六、设计的基础资料

图形（电子版）：

地形图、标准横断面图；

数据文件：

交点文件（.hjd）、中桩纵断面自然标高文件（.bgz）、中桩横断面自然标高文件（.bghn）、纵断面设计标高文件（.bgs）；

七、参考资料

［1］朱照宏，《公路计算机辅助工程》，人民交通出版社，2000年

［2］许金良，张雨化《公路CAD技术》，人民交通出版社，1999年

［3］许金良，黄安录，《道路与桥梁工程计算机绘图》，人民交通出版社，2004年

［4］潘兵宏，张驰，《公路路线计算机辅助设计与实例》.人民交通出版社，2007年

［5］鸿业市政道路设计软件HY-SZDL视频教程