线路设计模块提供了专业化的功能,可实现平曲线、纵曲线的绘制,并将平曲线与纵曲线合成,生成三维的道路中心线。绘制平曲线与纵曲线时,软件内根据设计规则可进行动态的设计检查。
进行设计之前,应在系统中定义设计规则,并由系统在绘制过程中检查是否符合设计规范要求。设计规则用于在创建线路时检查设计的合规性,在data setup中设置,并存储于CATIA客户端安装路径下\B420\win_b64\startup\Civil\Alignment样本文件Alignment design rule sample。
设计规则帮助设计者检查以下设计要素是否符合要求(图7-9)。
圆曲线半径;
缓和线、圆曲线和回旋线长度;
纵坡。
图7-9 线路检查规则定义
设计规则可基于设计车速和道路类型分类(如国道、省道、县道、乡道等)。例如:在法国,道路分类有R60、T80等,数字代表设计车速(km/h),R代表公路,T代表快速路,L代表高速路。
7.3.1 平曲线设计
基于线路平曲线是位于与XY面平行的平面上的二维草图,包含二维几何元素,一般绘制平曲线的流程如图7-10所示。
图7-10 平曲线绘制流程
根据3D投影创建点命令创建线路点,并通过线路点创建平曲线(图7-11)。在线路助手面板上设置“动态检查”,可在创建平曲线过程中由系统自动根据规范进行检查并提示。此外,创建的平曲线能自动生成里程点标注。
图7-11 绘制平曲线
7.3.2 纵曲线设计
纵曲线是沿着线路展开在草图平面(该平面与XY面垂直)上的,纵曲线设计(Z轴方向变形,基于多个地质层的开挖计算)的一般流程如图7-12所示。
图7-12 纵曲线绘制流程
使用线路轮廓命令创建线路纵向轮廓(图7-13)。
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图7-13 纵曲线绘制
在纵曲线绘制过程中,可根据绘制的纵曲线计算挖填方(图7-14)。挖填计算的目标可设定为最小化挖填体积、平衡挖和填的体积、决定建造价格。影响挖填量的因素有地形表面的起伏、线路断面轮廓、挖填角度等。
图7-14 挖填方计算
3D的道路中心线通过以上绘制平曲线和纵曲线结合而成。
7.3.3 创建道路曲面
道路曲面是根据道路中心线,由软件自动生成的曲面。生成道路曲面时,可根据三种方式设定道路曲面的横坡,即自动方式、法则方式和固定角度方式。其中,自动方式将道路曲面的横坡设定为根据系统定义的规范文件变化;法则方式将道路曲面的横坡设定为根据创建法则曲线自动变化;固定角度方式是将生成的道路曲面横坡设定为固定坡度(图7-15)。
图7-15 创建路面曲面
7.3.4 横断面设计
横断面设计采用草图绘制的方式创建横断面,分为填方和挖方两部分绘制(图7-16)。绘制的横断面存储在结构树上,也可存放在数据库中,并可根据需要随时调用。
图7-16 横断面绘制
7.3.5 道路初步设计
道路初步设计是根据横断面模板创建带状的道路曲面,包括边坡挖填将道路曲面与地形曲面合并,生成完工的地形曲面(图7-17),并可进行快速土方挖填量计算。
图7-17 道路边坡处理
7.3.6 交叉口处理
道路交叉口使用参数化模板功能实现。首先创建交叉口的参数化模板;然后在交叉口处理时,将道路曲面和道路中心线作为输入条件,交叉口的处理方式可在模板中进行细化完成;最后在实际项目中通过模板调用,即可自动根据模板的逻辑进行计算,对现有道路曲面进行处理(图7-18)。
图7-18 交叉口处理
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