AutoCAD和CASS软件在高速公路建设路基施工中涵洞施工

AutoCAD 和 CASS 软件在高速公路建设路基施工中涵洞施工放样的运用摘 要：随着城市化的发展，以及城市之间人员、物资流动的日益频繁，高速公 路运输以高速、灵活、安全等优势在主要的运输方式尤其是短距离运输中扮演着 越来越重要的角色。近几年来全国各地在高速路建设方面投入了巨大的物力和财 力。而一条高速公路建设过程中施工测量起着关键性的作用，结合大学所学有关 Autocad 及南方 CASS 软件数字化成图知识，及实习阶段在在建的南渝高速公路 某标段路基施工现场跟随测量工程师的学习，我发现如果将 AutoCAD 及南方 CASS 运用在高速路路基的涵洞施工放样部分环节中，应该比常规方法省时省力，因此 通过自己实践，最终对可以运用并且对能够起到作用的案例作出分析。关键词：施工放样；AutoCAD； CASS；涵洞；平面位置。AutoCAD and CASS software in construction of ExpresswaySubgrade Construction of culvert construction lofting usingAbstract : with the development of the city, and the city between personnel, material flow is increasingly frequent, the highway transportation with high speed, flexibility, security and other advantages in the main mode of transport is especially short distance transportation plays a more and more important role. In last few years throughout the country in the high speed road construction has invested enormous financial and material resources. And the construction of a highway construction process measurement plays a key role, in combination with the University and South on Autocad CASS software digital mapping knowledge, and practice in building the south Chongqing Expressway Roadbed Construction of section measurement engineer site following learning, I found that if the AutoCAD and CASS used in high speed road south roadbed culvert construction lofting in part, should than conventional method can save time and labor, so through their own practice, and ultimately to use and can play a role of case analysis.Key words: construction lofting; AutoCAD; CASS; culvert; plane position.目录摘要1Abstract2第一章 绪 论41.1 施工放样的作用和意义 4 13AutoCAD和南方CASS在涵洞施工放样的运用5第二章AutoCAD和南方CASS在涵洞施工放样中的应用案例与分析 5 案 例 一 5 案 例 二 7 案 例 三 9 第三章 结论与建议 12 参 考 文 献 13 致 谢 14第一章 绪 论1.1 施工放样的作用和意义 施工放样：把设计图纸上工程建筑物的平面位置和高程，用一定的测量仪器和方 法测设到实地上去的测量工作称为施工放样（也称施工放线）。 施工放样主要有：平面位置的放样、高程放样,以及竖直轴线放样。 施工放样在工程施工中起着重要的作用，施工放样贯穿工程进行的整个过程，同 样是工程分布分项开展的前提，准确的施工测量是保证公路施工顺利进行的关 键，施工放样的准确程度直接关系一个工程成败。随着科技发展，施工放样的方法也也来越多，对于如何灵活快速准确的进行施工 放样的研究一直没有间断过，论文中研究课题就是在这种背景下提出。1.2 Autocad和CASS在施工放样的运用AutoCAD 是美国 Autodesk 公司开发生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维 绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。AutoCAD具有良好的用户界面， 通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计 算机专业人员也能很快地学会使用，同时提供基于此平台的二次开发编程，广泛 的用于各类设计及制图中。CASS软件是广州南方测绘仪器有限公司基于AutoCAD平台开发的一套集地形、 地籍、空间数据建库、工程应用、土石方算量等功能为一体的软件系统。运用涵 盖了测绘、国土、规划、房产、市政、环保、地质、交通、水利、电力、矿山及 相关行业，得到了用户的一致好评。施工放样中部分工程结构物往往要求放样人员结合实际情况（主要是实际地形） 灵活变通，根据工程结构物的主要作用，调整平面位置和高程，合理施工。基于AutoCAD软件上进行的二次开发CASS软件在绘制地形图上具有操作简单、 直观和快速等特点，同时大部分的施工设计图都是由 AutoCAD 及其二次开发的 软件制作，这样在施工中将 AutoCAD 软件、 CASS 软件和施工放样结合起来就 起到了省时省力的作用。我就主要对在高速公路路基施工放样中的常见的通过 AutoCAD 软件和 CASS 软 件测量绘制地形图结合线路平面图及征地图相互叠加分析对涵洞平面位置调整 案例，以及有关形状复杂涵洞坐标运算如何转化为 AutoCAD 图形快速运算在作 出自己分析。第二章AutoCAD软件和CASS在涵洞施工放样中的应用案例与分析案例 一 当涵洞与原有地物发生冲突的平面位置调整1 资料准备和操作过程1.1 已有资料： 施工公路线路平面图、征地红线图及线路中的相关参数。 该线路 K52+645 处正交涵洞的设计布置图及相关要求。1.2 目的和要求：通过对涵洞 K52+645 设计图纸的相关要求的阅读，我们了解到涵洞的主要是为公 路左侧水田排水设立，要求对该处涵洞进行施工放样，如果与实际地形不符，适 当调整涵洞平面位置和进出水口高程。1.3 操作过程 根据涵洞设计图纸对涵洞平面位置和高程进行实地施工放样。 实地放样后观察设计涵洞平面位置及高程，发现设计涵洞高程合适，但平面位 置与实际地形不符合，进水口并未在前进方向左侧最低水田中，不仅不能起到良 好的排水作用，修筑涵洞进水口八字墙时还会对已有灌溉水渠产生影响，如果不 对涵洞位置进行调整的话，还需要修改原有灌溉渠路线，加大工程量。 由此判定需要调整涵洞平面位置，现场测量该涵洞左右侧地形后，在CASS软 件中绘制地形图，同时参照线路图和征地图进行比对和分析，因为是同一坐标系， 为了避免对原有图纸，新建空白图形，将三幅图分别复制，在新建空白图形中粘 贴到原坐标即可。图 1.1 路线图及涵洞透视图和测量地形图结合后图形叠加后 结合测绘地形图和征地红线图及路线图，因为是左侧进水口平面位置不适合， 直接将道路中线偏移到进水口一侧，然后将涵洞以中心轴线在进水口终点为基点 复制沿偏移线粘贴到合适位置，标注新中心轴线与原有中心轴线距离，经过分析， 发现如果对涵洞位置作出沿前进方向平移 5.0m 的调整，不会超出红线，不仅能 起到良好排水作用还避免了影响原有灌溉水渠，所以最终对涵洞平面位置作出沿 前进方向平移 5.0m 的调整。图 1.2 对涵洞位置作出调整后图形 确定调整后，进行再次施工放样后，发现满足设计要求。2 结果分析通过实地测量和AutoCAD软件和CASS软件电子绘制地形图的运用，结合已有 路线图和征地红线及涵洞平面位置图的比对，对涵洞平面位置作出了调整，达到 涵洞设计要求起到排水的作用，同时避免了对灌溉水渠的影响，减少了工程量， 节约了建设成本。3 讨论 通过实际操作我们不难发现，工程测量人员在施工放样中往往不能光根据图纸生 板硬套，必须根据实际地形灵活变通，做到因地制宜，而利用 AutoCAD 软件和 CASS 软件在绘制地形图和分析问题上具有操作简单、直观和快速等特点，将施 工测量和地形测量良好的结合起来，节约同时成本，同时发挥结构物的作用。案例 二 当涵洞原有沟渠连接难度较大时涵洞平面位置的调整1 资料准备和操作过程1.1 已有资料： 施工公路线路图、征地红线图及线路中的相关参数。 该线路 K53+220 处正交涵洞的设计布置图及相关要求。1.2 目的和要求：通过对涵洞 K53+220 设计图纸的相关要求的阅读，我们了解到涵洞的主要是为连 接原有灌溉水渠设立，要求对该处涵洞进行施工放样，如果与实际地形不符，适 当调整涵洞平面位置和进出水口高程。1.3 操作过程 根据涵洞设计图纸对涵洞平面位置和高程进行实地施工放样。 实地放样后观察设计涵洞平面位置及高程，现场观察，发现设计涵洞高程合适, 但平面位置与实际地形不符合，连接原有灌溉水渠时，由于设计涵洞位置在陡坎 上，施工难度较大、工程量也较大。 由此判定需要调整涵洞平面位置，测量该区域后绘制地形图，同时参照线路图 和征地图进行比对和分析，方法与案例一相同。图 2.1 路线图及涵洞和测量地形图叠加后图形 结合测绘地形图征地红线图及路线图，分别将道路中线偏移到进出水口一侧， 然后分别将涵洞以中心轴线在进出水口终点为基点复制沿偏移线粘贴到于偏移 线与原有水渠的交点上，标注新中心轴线与原有中心轴线距离，对比分析，发现 按照进水口平移最优，如果对涵洞位置作出沿前进方向平移12.5m的调整，不会 超出红线，而且连接原有灌溉水渠时工程量减少，所以最终对涵洞平面位置作出 沿前进方向平移12.5m的调整。图 2.2 对涵洞位置作出调整后图形 确定调整后，进行再次施工放样后，现场观察很好的达到设计要求。2 结果分析通过实地测量和AutoCAD软件和CASS软件电子绘制地形图的运用，结合已有 路线图和征地红线的比对，对涵洞平面位置作出了调整，达到涵洞设计要求起到 连接原有灌溉水渠的作用，减少了工程量，节约了建设成本。3 讨论 通过实际操作我们不难发现，工程测量人员在施工放样中往往不能光根据图纸生 板硬套，必须根据实际地形灵活变通，利用AutoCAD软件和CASS软件在绘制 地形图和分析问题上具有操作简单、直观和快速等特点，对于如何熟练掌握软件AutoCAD 软件和 CASS 软件，并运用软件分析处理问题的研究有重要意义。案例 三 当涵洞形状复杂如何利用 AutoCAD 软件进行坐标运算标注1 资料准备和操作过程1.1 已有资料： 施工公路线路图、征地红线图及线路中的相关参数。 该线路 K52+870 处斜交涵洞的设计布置图及相关要求。1.2 目的和要求：通过对斜交涵洞 K52+870 设计图纸的相关要求的阅读，我们了解到涵洞的主要是 为排水和当地百姓穿越高速路设置，要求对该处涵洞进行施工放样，如果与实际 地形不符，适当调整涵洞平面位置和进出水口高程。1.3 操作过程 阅读该斜交涵洞图纸时，我们发现该涵洞比一般正交涵形状复杂，一般情况下 涵洞轴线与道路前进方向都是垂直的，计算坐标方法比较简单，但是该斜交涵洞 涵洞中心轴线与前进方向不垂直的情况下，出水口八字墙与涵洞中心轴线又存在 一定角度，观察测量工程师计算坐标后，发现可以按常规方法可以计算该里程中 心坐标和左右边桩坐标，但是计算出水口八字墙坐标时就比较麻烦，而且在计算 过程很容易出错，就想用AutoCAD软件和CASS软件绘图的多种优势在计算机 上进行坐标运算。 首先按常规方法计算出涵洞中桩坐标和左右边桩坐标，将计算出的坐标通过输 入点命令的方式将计算出的三个点添加到软件中（注意： AutoCAD 软件中坐标 输入顺序是先Y后X）,三点连接成一条线，仅仅打开对象捕捉的垂直捕捉，绘 制过中桩的垂直线也就是前进方向线。 根据图纸标注涵洞中心轴线与前进方向夹角，以该桩号中桩为基点，进行旋转 （注意：AutoCAD软件中旋转方向是逆时针的）确定涵洞中心轴线的方向，按 照图纸标注长度尺寸绘制该涵洞中心轴线。 按照图纸在绘制好中心轴线以后用同样方法，绘制涵洞轴线的垂直线，然后按图纸尺寸进行延伸、移动、复制等操作，绘制好涵洞主体墙身，盖板，基础边线。图 3.2 K52+870 绘制好主体盖板、墙身、基础边线后图形 用类似的方法绘制出水口八字墙，绘制好后还可以利用 CASS 进行坐标标注。图 3.3 标注坐标后的涵洞出水口八字墙图形 标注坐标后与测量工程师按几何运算出的坐标进行验证，证实坐标无误，输出 成图。 根据成图进行施工放样后，现场观察符合实际地形。2 结果分析通过 AutoCAD 软件和 CASS 软件电子绘图的运用，结合涵洞设计图，对涵洞出 水口八字墙各部分进行快速坐标运算。3 讨论通过实际操作我们发现，工程测量人员在施工放样坐标计算中当面对复杂几何运 算时，如果灵活运用 AutoCAD 和 CASS 制图软件结合图纸，大大提高工作效率， 不仅可以节省时间，快速运算出坐标，同时可以和传统方法计算结果比对验证， 如果出现不一致，分开检查运算过程，找出出问题的地方，可以有效避免错误。 但是在这里不得不重复AutoCAD和CASS制图软件进行操作时应该注意的问题:1. 软件中添加点时，坐标输入顺序与一般坐标表示方式是相反的，先 Y 后 X。2. 软件中进行对象捕捉时，必须将不需要捕捉的对象关闭，例如：捕捉垂足时关 闭最近点捕捉等，一定要捕捉到位。3. 软件进行角度旋转时，旋转方向是逆时针的，如果计算出的角度结果是需要顺 时针旋转，当系统询问旋转角度时则需要输入相反数。4. 不需要再次使用的辅助线及时删除，避免影响下一步制图。第三章 结论与建议在此我只是列举涵洞相关案例的分析，但是我们不难发现在高速公路路基施 工放样中，由于各种因素，设计工作者一般都是根据外出测绘的地形图在室内完 成设计，除了大型的桥梁、隧道等会多次实地勘查，而一些中小结构物不可能逐 一实地勘察，设计结果可能与实际地形存在一定的误差，因此在部分设计图纸上 也明确提出要求实际施工放样中测量者对平面位置和高程作出适当调整。而通过 AutoCAD 软件和 CASS 软件电子绘制地形图与施工放样的结合，利 用 AutoCAD 软件和 CASS 软件反映地形地物直观、准确，操作简单的优点，同 时直接可以在原有设计路线上调整平面位置的优点，可以快速的对结构物平面位 置作出调整。同样通过电子制图绘制绘制复杂结构物直观、准确，操作简单的优点，避免 了复杂几何运算中容易出现的角度转化的错误，而且能快速自动运算并且标注出 坐标。因此灵活的将AutoCAD软件和CASS软件软件运用在施工放样中，可以为 工程测量人员减少了工作量、节约了时间，减少了错误率，同样为工程节约了建 设成本。参考文献：1 中华人民共和国交通部JTB B01-2003,公路工程技术规范S , 2004-01-29.2 中华人民共和国交通部, JTB B62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范S , 中华人民共和国交通部,2004-01-29.3 徐晶，公路测量员一本通S,中国建材工业出版社2009-1.4 王军德，工程测量M,哈尔冰地图出版社，2007-12-01.5 邹永廉，测量学M,人民交通出版社1990.6 陆润民，计算机辅助绘图基础(AutoCAD 2006)，清华大学出版社，2006-5.