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二、運行機制
路橋勘察設計采用系企一體的運行機制,教師雙師雙職。依據企業生產要求,結合教師的專業特長及專業發展愿望,對專業教師進行專業歸口管理。專業系主任兼任實體負責人,專業教師兼任實體員工,體現出“系級負責人有‘老總’,專業帶頭人有‘總工’,骨干教師有‘能工巧匠’”的特色。
三、特色亮點
(一)另類模式,打造實訓基地路橋勘察設計為學生提供了一個獨具特色的、移動式的、穩定的實踐教學基地。學生在學習完專業課后,測設處從各班抽取一定比例的同學參與公路勘察的全過程,從測繪儀器的準備、校檢到外業勘察,學生被分成橫斷面組、中線組、水平組、地質組、調查組、內業組等,每組由專業教師帶隊指導,在測設過程中定期輪換,各組的同學都在實戰的環境中進行職業訓練,如中線組進行RTK、全站儀放線;地質組進行小橋涵手搖地質鉆探、繪制地質剖面、采集土樣和一些現場土工測試;內業組進行數據復核、輸入、縱斷面點繪、小橋、涵洞、擋墻設計等。野外勘察大多都是在自然條件十分惡劣、人煙稀少的艱苦環境下進行的,有時還常要借宿老鄉家,在每一次的實踐鍛煉中,學生深入社會,了解社會各階層,無不受到生動的國情、省情教育,感受到社會責任感,經歷一次次精神的洗禮。通過真實的公路勘察設計任務,對學生進行生產性實訓,培養學生的工程測繪和專業識圖能力。多年來結合教學實習,路橋系學生直接參與測設工作達2000多人次,深受用人單位的歡迎,在貴州交通職業技術學院“人才雙選會”上,貴州省公路勘察設計院、貴州省公路工程總公司、貴州省橋梁工程總公司等用人單位就點名要參加過勘察設計實踐的同學。
(二)穩定專業教師隊伍、促進師資成長
學院的發展離不開優秀的師資隊伍,但是,在交通大發展,行業優勢和收入差距不斷加大的背景下,優秀的畢業生大都選擇收入高、待遇好的施工企業,而具有實踐經驗的一線工程人員更難引進到學校。不僅如此,相關單位也瞄準了學校的人才,常常在專業師資隊伍中“挖人”,學院派到施工企業實踐的專業老師就曾出現過流失,路橋系專業教師隊伍不穩定,成為一段時間以來一個不爭的事實。如何應對人才饋乏的挑戰?如何提升專業教學質量?結合實際情況,學院進一步明確了背靠行業、瞄準市場、打造路橋特色優勢專業,以積極的姿態參與市場競爭的思路,通過參與公路勘察設計,以優質的測設質量和良好的后期服務獲得路橋系專業實踐的品牌效益,使教師在參與生產的過程中獲得相應的報酬,收入的增加穩定了教師隊伍,更使本專業具有了生命力,測設項目不斷找上門來,優秀的專業人才也隨之而來,形成良性循環。從1992年至今我們教師收入逐年增加,縮小了行業收入差距,教師心態趨于平衡,安心教學,這對吸引人才、穩定教師隊伍起到了較大的作用。在公路勘察設計及施工后期服務的過程中,師資隊伍得到優化,專業教師技術水平和動手能力得到提升,理論和實踐相結合,及時了解、掌握行業發展的新技術、新設備、新資料,“雙師”素質教師比例漸趨合理,骨干教師得到強有力的實踐鍛煉。路橋系目前“雙師”素質教師比例已占全系專任教師的100%,骨干教師大多數在測設工作中承擔項目負責人或分項負責人工作,50多名學生在校就考取監理員、試驗員等國家執業資格證書;25名教師分別考取注冊監理工程師、注冊造價工程師、注冊巖土工程師、公路(水運)試驗檢測工程師等執業資格證書。
(三)互幫互學,特色助教小組
路橋勘察設計帶出了大批具有較強的實際操作能力和崗位職業能力的學生,他們大多成為了學習骨干,在同學中具有較強的帶頭和示范作用,同時在公路測設中,實習學生還配合老師進行相應的土工實驗、巖石實驗。借此,成立由品學兼優、有較強的動手和組織能力的同學組成的助教小組,由實踐教學口指派教師專門指導,建立完善的規章制度和管理制度,配合實訓老師負責全系學生的實驗室實驗、實訓項目課外開放的管理和指導工作,路橋系實驗室每周對外開放3天,讓學生有一個提高技能訓練、相互交流和展示自己的舞臺,為“多證書式”教學改革發揮積極的作用,同時助教小組還積極協助老師組織全系學生的實踐技能比賽和各種文體活動,如全省職業技能大賽、全院技能大賽、路橋系技能大賽、迎新晚會、演講比賽、金秋文藝晚會等,他們的身影活躍在課外活動的各個環節,成為我院一道亮麗的風景線。助教小組成立以來,每屆同學互幫互傳,一直延續,至今已16個年頭。助教小組同學不僅學習能力強,專業知識過硬,還可深造,讀本、讀研、甚至個別突出的同學讀博,他們的優秀表現,在學生中形成了良好的你爭我趕學習氛圍,激發了學生們“學知識、比技能”的熱情。
(四)系企一體,教學實踐相融
貴州交通職業技術學院路橋勘察設計,并未與系部脫離單獨成立勘察設計公司,而是系處一體,專業老師既是勘察設計的的一員,又是系部上課老師,既在施工一線擔任設計代表,又在課堂傳授知識,這樣做十分有利于將勘察設計中的新思想、新規范、新標準、新工藝、新方法等教學資源在第一時間傳授給學生;十分有利于理論教學與實踐教學的緊密結合。參與勘測設計的專業教師人數從2006年的21人增加到36人,教師專業業務水平不斷提高,技術服務的成果轉化為教學資源,促進人才質量的提高,豐富的實踐經驗又大大充實了教學內容,教師上課得心應手,工程實例信手拈來;學生通過這些生動的案例教學,學習興趣大增。
四、實施效果
(一)促進專業可持續發展,專業教學成績斐然
路橋勘察設計這項以路橋系教師為主體的實踐教學改革,為師生提供了優質的實訓平臺,鍛煉了教師隊伍,大大強化了學生技能。經過多年的實踐探索,逐漸形成了路橋獨有的“五合一”,即:教師與企業員工身份合一、學院課堂與施工現場合一、教學內容與生產任務合一、職業能力培養與生產活動合一、教學評價與完成生產任務合一的工學結合人才培養模式。依托路橋勘察設計項目,團隊成員核心期刊發表專業論文13余篇;普通期刊發表專業論文21余篇;完成了9門課程的課程資源建設及教材出版;獲得了兩門國家級精品課程建設任務;一門國家級共享資源庫建設任務,2013年道路橋梁工程技術教學團隊獲得“貴州省省級高等職業教育教學團隊”稱號;道路橋梁工程技術專業畢業生近年來就業率均在96%以上,取得了學生、學校、企業三滿意的好成績。
(二)依托項目,走“產學研”之路
通過外聯內引,路橋勘察設計無論在勘察任務還是在技術上都得到了充分的保證和支持。至今完成公路勘察設計100余條,累計達1500多公里,設計完成通車高速公路里程300多公里。承擔廳級科研項目5個,其中廳級科研《山區高等級公路橫斷面測量新技術研究》獲得2012年貴州省公路學會科學技術二等獎。
官山路位于肥西縣西南部地帶,起點位于國道G312與官亭街道交口處,終點省道S311楊桃路山南鎮汽車站,路線全長22.210km,三級公路,設計速度30km/h;荷載標準為公路-Ⅱ級;路基寬7.5米,路面寬6.5米。免費論文。
1 選擇改建、擴建設計的要求
當公路交通量接近或達到飽和時或對行車安全有影響時,應對公路改建、擴建與新建進行充分比選論證。采用改建、擴建時應符合以下規定:
(1)改建公路應遵照利用與改建、擴建相結合的原則,按規定公路級的技術指標,合理、充分地利用原有工程。
(2)公路改建、擴建應符合相關等級公路標準的規定。利用有公路的局部路段,因提高設計車速而可能誘發工程地質病害時經過綜合分析和技術經濟論證并報主管部門批準后,可維持原型計速度設計,但長度不宜大于相應設計路段長度。改線路段按新建公路標準執行。
(3)其它公路改建、擴建時,應做保通設計。并確保既有公路通行安全。
(4)公路改建、擴建設計必須遵照“遠近結合、設計要有預見性”的原則。改建、擴建設計時,應為為后續改建、擴建留有余地和創造有利條件。
2 平面線形設計
2.1 平面方案
官山路改建工程自北向南布設,起于國道G312與官亭街道交叉處,經官亭街道后在K2+179處上跨寧西鐵路;至K5+150處下穿合武高速鐵路;在K10+699下穿肥西水利渡槽;擬合磨墩水庫壩上現狀公路中心,在K21+260大房莊處向南改線,終點位于省道S311楊桃路山南汽車站處。本項目牽涉到街道段的利用、下穿鐵路和渡槽的處理、水庫段的老路加寬和利用,老路的局部改線處理等諸多影響公路平面方案確定的因素,具體我們都根據現場和設計要求進行設平面設計和調整。
2.2 路線方案的確定
官山路改建工程由于終點路段老路兩側房屋較多、線形較差,如其沿老路改建方案存在安全隱患,且局部路段侵占河道。為了合理布設路線線位,首先在1 / 10000 地形圖上進行紙上定線。布設在1 / 2000 的地形圖上,針對路線平、縱面進一步優化和多方案比選論證,選擇合理方案。經過方案比選,確定采用K21+260~終點路段線位改線方案作為推薦方案。
改線方案的優點:拆遷房屋減少1000平方米;減少侵占河道150米;消除終點交叉口山南路、山雙路與省道S311交點錯開36米的安全隱患。
2.3 平面線形設計
2.3.1設計一般原則
平面線形設計時,應以老路為主要控制物,充分利用老路,同時還應將大型建筑物、大河等作為控制點。在一般較為順直的路段,盡可能采用較高的指標進行調整,以求改建、擴建后的良好行駛條件下;在較困難路段,應充分利用規范允許的曲線組合,在滿足技術指標的前提下,充分利用老路;穿越城鎮區時,應注意結合地方發展,盡量與城鎮規劃相協調。
2.3.2 直線及其應用
現行規范對長直線沒有具體規定,本次設計中長直線控制為20V,即72秒的行程,使線形更趨合理。平曲線間最小直線長是基于保證線形連續性考慮。按公路路線規范規定,官山路設計時,我們通過計算,并參見相關設計經驗,針對官山路設計速度30 km/h;同向和反向曲線間直線最短長度取50m ,這對司機調整方向盤和心理感受基本不會有影響。在達曲線間直線達不到上述要求時,將其設為復曲線。
2.3.3 圓曲線及其應用
目前規范針對大半徑小偏角問題。在官山路定線時,一般將轉角控制在7°以上,平曲線長度控制在150m以上,最小值也在50m,這對提高老路利用率十分有幫助。S形曲線的設計中,充分使用以反向曲線為主的曲線線形。本段路線在定線過程中,對S 形曲線的轉角、圓曲線半徑反復進行了調整,將相鄰圓曲線半徑之比控制在1 ~1 / 3 范圍之內,全線線形組合成一條整體美觀的水波線形。官山路設計緩和曲線均采用了回旋曲線,其長度基本與圓曲線等值。
3縱斷面線形設計
老路改建、擴建項目的縱坡設計,追求路線的提高老路的利用率。在可能的情況下,盡量擬合老路縱坡,減小公路的平均高度,降低工程造價。免費論文。免費論文。
3.1 縱斷面設計
本項目縱斷面設計時盡量利用老路的路面作為新建結構層的底基層,以減少對老路的破壞,降低工程造價。根據對老路面彎沉的檢測,通過驗算確定老路的最小補強厚度。在路線縱坡設計時,本著最大限度地降低路基高度、減少工程造價的原則,對路線縱坡反復進行了調整,從而達到平縱組合較好、整體線形在視覺上連續的效果。
3.2 平縱線形組合
平縱線形組合原則為:合理設置平曲線內變坡點位置及變坡次數,在視覺上能自然地誘導駕駛員視、線,保證平面、、
縱斷面線形指標大小均衡。老路改建、擴建公路變坡點較多,平縱線形組合不容易達到一一對應的要求規范規定,駕駛員在任一點所看到的縱面線形起伏一般不超過5 個。
4 先進技術設計手段
在路線設計中,大力推廣新技術、新工藝和計算機輔助設計CAD軟件技術。將GPS 全球定位系統用于公路勘察設計全過程,極大地提高了平、縱、橫斷面的測量速度和線形組合設計的合理程度。設計中運用了眾多的設計軟件。其中有中交第一公路勘察設計研究院和西安海德公司的緯地三維道路CAD系統、廣州阿安畢路橋軟件公司的RoadCAD路線設計軟件及東南大學的路面結構分析軟件成圖系統等。
5 結束
老路改建、擴建公路線形設計是一項非常復雜的綜合性工作。官山路的設計經過反復地平面定線、縱斷面設計、橫斷面檢查、平面調整及技術經濟比較,經過多次優化設計、方案比選,才設計出經濟上合理、技術上適用的路線方案。對于老路改建、擴建工程應靈活運用線形設計指標,在困難地段適當調整,在滿足線形要求的前提下,充分利用老路。以上為筆者的一點淺顯的認識。
參考文獻:
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[2] 李嘉.公路設計百問.北京:人民交通出版社
1、概況
寶蘭線客專為一次雙線,武威路中橋位于R=2000的圓曲線上,線路高度受站場布置控制??缭礁拭C省蘭州市武威路,跨越角度為87°42′14″,武威路為城市道路,瀝青路面,現狀寬度為12.0m,較為繁忙。
2.主跨結構及設計資料
2.1橋梁跨度LP=80.0m,矢跨比1/5,拱軸線方程。吊桿間距6 m,采用雙吊桿。系梁混凝土采用C55, 橋面寬,拱腳處16.60m,跨中15.00m。
拱腳處梁高3.1m,跨中梁高2.5m,截面形式采用單箱三室。拱肋采用外徑為1.0m 、壁厚為20mm鋼管形成拱肋,綴板厚度20mm,綴板外間距70cm,鋼管外間距2.8m,拱肋矢高16.0m,鋼管的鋼材采用Q345D,拱肋內灌注微膨脹C55混凝土。
2.2二期恒載 包括線路設備重,人行道欄桿及扶手,電纜槽、擋碴墻、豎墻、防水層及保護層。取200kN/m計算。
2.3溫度力 按整體升溫25℃,降溫25℃計算。
2.4限界計算: 表1
3.系桿拱計算分析
3.1拱肋計算
3.1.1拱肋截面換算
拱肋采用鋼管混凝土啞鈴形截面,兩側各設置1道“K”撐和“一”撐。
圖2 拱肋截面圖
考慮綴板,拱肋及拱肋內混凝土的換算容重:
=23.8kN/m3
考慮鋼管內其余桿件:23.8×1.3=30.94 kN/m3
3.1.2拱肋的穩定檢算
平面內穩定參照《鐵路橋涵設計基本規范》(TB10002.1-2005)第5.2.13條計算。
計算得平面內穩定系數為33.8
平面外穩定采用MIDAD Civil2012軟件計算,計算得平面外穩定系數為7.5
3.2系梁計算
3.2.1系梁縱向計算
采用橋梁結構分析系統BSAS軟件對系梁部分進行計算分析,主要控制條件及計算結果:
表2
3.2.2系梁橫向環框計算
1、單元劃分及加載圖示,縱向采用1m長
4.結語
本橋受制于城市道路及鐵路線路高程控制,結構高度嚴重受限。采用一跨跨越的系桿拱結構,造型美觀,結構簡單,施工環節較少,施工方便,工期短、成橋快。文中詳細設計過程,計算分析了結構、截面、穩定性等,對站場附近同類橋梁起到很好的借鑒參考作用。
參考文獻
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Abstract: The engineering geological investigation in China professional after nearly twenty years of efforts, has realized to the development direction of geotechnical engineering investigation of geotechnical engineering, technology progress in exploration, prospecting means, whether from the exploration equipment, technical investigation of digital or technical staff knowledge of the breadth and depth have made rapid development. In this paper, the author through analyzes the present development of geotechnical engineering survey technology, and discusses the method of technology for investigation of geotechnical engineering, for reference.
Key words: geotechnical engineering investigation; development trend;
中圖分類號:P25
一、我國巖土工程勘察技術的現狀
1.樁基技術方面
在高層超高層建筑中,樁基技術應用最為廣泛。如混凝土預制方樁和預應力管樁由于具有單位承載力投資省、質量有保證、施工速度快等特點,近幾年得到快速發展;混凝土灌注樁及其后壓漿技術由于樁長和樁徑范圍選擇大,提供的承載力幅度大,地層適用性強等特點,發展也很快。為合理利用樁間土承載力,復合樁基技術的理論研究與應用得到了較大的發展。
2.地基處理技術方面
我國軟土地基處理現已接近國際先進水平,同時在天然地基的合理利用方面,開發了大量的復合地基新技術。強夯法、預壓法、排水固結法、堆載預壓、水泥土樁、碎石樁、以CFG樁和靜壓砼預制小樁為代表的剛性樁復合地基技術,得到廣泛使用和研究。復合樁基和剛性樁復合地基中樁土相互作用的理論和研究成果逐步被采用。
3.深基坑工程及邊坡支護技術
我國深基坑及邊坡支護技術是近20年來隨著高層建筑的大量興建發展起來的一項新技術,是集巖土工程和結構工程為一體,包括支擋、防水、降水、挖運土、監測和信息化施工的系統工程,具有工程地質復雜多變,區域性和個性強的特點,已成為施工中的熱點和難點問題。
4.環境巖土工程方面
與環境關聯的巖土工程及與巖土有關的環境工程的廣義環境巖土工程的概念逐步為學術和工程界所接受。環境巖土工程的概念和理論逐步深入人心,地基處理與深基坑工程對環境的影響問題的認識與處理,要求將地基處理與深基坑工程作為相互影響和相互作用的整體問題一并考慮成為環境巖土工程的新思想。
5.巖土預測與控制方面
從采用傳統理論力學和計算土力學計算方法發展到采用灰色理論、損傷力學、神經網絡技術等人工智能方法和動態滾動預測方向發展;控制技術從單一手段朝著多樣、復合的方向發展。
二、巖土工程勘察技術的方法
隨著計算機信息技術的不斷發展,巖土工程勘察數字化技術得到廣泛應用。下面就與傳統勘察方法進行對比, 加以論述。
1.傳統巖土工程勘察技術方法研究
勘察資料過于地質化。由于部門長期的條塊分割, 勘察、 設計分散作業, 加之巖土工程規范制定和新技術、 新方法應用的滯后, 以及專業設置過細, 巖土工程本身的特殊性等原因, 設計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現,而且勘察也較難參與設計的全過程;設計人員也因知識的局限, 很難深層次理解巖土工程勘察信息, 因而勘察成果在設計中的轉化率較低, 造成許多不應有的浪費和損失數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據,由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟,與 CAD 設計軟件的接口不匹配, 很難順利實現對接, 設計系統不得不重新將勘察資料數字化, 影響了設計系統 CAD 的推廣應用??辈煨畔底只潭鹊???辈觳块T提供的勘察信息往往以圖紙、 表格、 文字等形式為主,內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解, 另一方面造成對勘察信息處理、 利用上的困難。
2.數字化勘察技術研究
數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、 數據庫技術、 計算機技術、 網絡通信技術和 CAD 技術, 通過計算機及其軟件, 把一個工程項目的所有信息有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化 CAD 技術轉變,作到數據采集信息化、 勘察資料處理數字化、 硬件系統網絡化、 圖文處理自動化, 逐步形成和建立適應多專業、 多工種生產的高效益、 高柔性、 智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點, 把勘察、 設計的圖紙、 圖像、 表格、 文字等以數字化形式存貯。
3.數字化勘察技術關鍵優勢
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面
模型法的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料, 包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據, 然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面, 常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法, 本論文主要討論圖示模型法。 常用的圖示模型法有邊界表示法、 規則格網法、 等值線法、 不規則格網法等, 其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法, 將做詳細分析討論。不規則格網法是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。 區域中任意點落在三角面的頂點、 邊上或三角形內,如果任意點不在頂點上, 則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到,所以 TIN 是一個三維空間的分段線性模型, 在整個區域內連續但不可微。有許多種表達 TIN 拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、 邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針, 邊的記錄有四個指針字段, 包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段,分別存儲 X,Y,Z 坐標。這種拓撲網絡結構的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。對巖土工程勘察方法實施改進, 逐步過渡到數字化勘察技術, 并推廣其廣泛應用, 這是勘察工程發展的必然趨勢, 但是這其中還有一段很長的路要走,不僅僅是因為其中還有一些關鍵技術問題尚未完全攻克,而且我國目前在數字化勘察、勘探方面的專業人才也很匱乏, 因此, 必須加大數字化巖土工程勘察技術人才的培養, 并加快該技術的研究應用,以真正實現巖土工程的數字化勘察的廣泛應用。
4.數字化勘察技術的應用
我們在進行道路、 橋梁、 隧道的測量設計經常遇到地形復雜交通不便的情況。如線路在丘陵山區,經常是各種樹木生長茂盛、 溝壑縱橫,難以通視,傳統的測量手段很難解決,經常令測量工作人員吃盡了苦頭。傳統的測量手段數據處理往往用手工方法記錄儲存,不僅數據顯得零亂,而且在數據后續處理中,往往手工處理,工作量大,容易出錯,測量數據不易校核。 由于處理枯燥,需要耗費的重復勞動也就相當多,內業處理出錯率較高。通過調查研究, 在我國大多數單位在公路設計測量工作中采用的方法傳統,速度慢、 精度差,數據不易保存校核,所以難以適用當前推進公路建設自動化、 信息化建設的要求。采用現在傳統的測量方法存在許多弊端,例如測量數據多,易出錯,測量完畢不易校核和保存,采用數字化地形圖可有效解決這一問題。 采用專業數字化地形圖測繪,經過處理后,可以滿足公路規范的需求,每條公路的地形圖可以形成永久保存的電子檔案,勘測成果在圖上一目了然,可重復利用,并可不斷補充調整。 公路設計引入專業勘測的電子地形圖,勘測效率大大提高,勘測費用降低很多,勘測設計周期會大大縮短,而且數據精確,易于保存,數據直接導入利用,免去人工錄入的繁瑣和失誤,可以重復利用,一舉多的,可以紙上選線、 定線,測量數據可以視實際情況,隨時補充調整。測量成果可以直接與國家控制網轉化,以便與其他測量行業的數據共享。測量完畢或公路施工后能長久保存測量成果,并進行校核,推進公路測量的數字化進程。
三、結束語
總而言之,巖土工程勘探是工程質量的重點,目前我國的巖土工程勘察技術方法較多,且眾多勘察方法、技術發展的成熟程度不盡相同,所以我們要在實際勘察設計工程中積累經驗、重視有效性的發展、時刻應用新科學新技術來發展我國的工程勘察技術,把我國的勘察技術提高到一個更高的水平。
參考文獻:
中圖分類號:[TE132]文獻標識碼:A文章編號:
1、理論與經驗的關系
巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學的理論、工程地質理論、工程力學理論等,這些工程理論都是一種半科學半經驗的理論,很多理論是建立在經驗的基礎上的,如很多公式都是經驗公式。在學習和運用理論的過程中,一定要注意隱藏在公式和規律背后的背景知識和真正實際內涵及其假定邊界條件。而積累經驗的過程可分為分析與預測現場觀測對分析、預測和現場觀測結果進行比較、分析、評估和總結3個過程,可見積累經驗的過程也離不開理論的支持。筆者認為:理論與經驗在巖土工程勘察中具有同等的地位,過分強調哪一點都是不合適的。筆者討論此問題,目的在于目前很多巖土工程技術人員過分強調經驗,而對理論的學習和運用不足,這種現象對巖土勘察技術的發展不利;同時用于對年輕技術人員的傳、幫、帶上,不利于年輕技術人員的成長,甚至會出現以訛傳訛。 2巖土工程勘察方法概述
2.1傳統的巖土工程勘察方法存在的問題
2.1.1勘察資料過于地質化。
由于部門長期的條塊分割,勘察、設計分散作業,加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后,以及專業設置過細,巖土工程本身的特殊性等原因,設計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現,而且勘察也較難參與設計的全過程;設計人員也因知識的局限,很難深層次理解巖土工程勘察信息,因而勘察成果在設計中的轉化率較低,造成許多不應有的浪費和損失
2.1.2數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。
地形圖是設計系統的底圖或基礎數據,由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟,與CAD設計軟件的接口不匹配,很難順利實現對接,設計系統不得不重新將勘察資料數字化,影響了設計系統CAD的推廣應用。
2.1.3勘察信息數字化程度低。
勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主,內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解,另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。
2.1.4數字化勘察技術概述
數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術,通過計算機及其軟件,把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變,作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化,逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點,把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯,供各專業設計使用。
2.2巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據,然后利用數據解釋結果重構地質體界面??梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩园凑找欢ǖ囊巹t連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法,本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等,其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法,將做詳細分析討論。
2.3數字化巖土勘察工程數據庫系統
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據,數據來源包括:
2.3.1基礎地理數據這些數據主要包括:
①自然區劃圖。
該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。
②地形、地貌圖。
該圖反映被研究區域的自然地貌情況。
2.3.2巖土工程勘察數據這些數據主要包括:
所研究區域的工程地質勘探資料。經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。各類建筑場地的地層信息,比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。
3數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術
3.1 巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據,然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性點按照一定的規則連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法,本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等,其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法,將做詳細分析討論。
不規則格網法(TIN)是將區域內有限各點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內,如果任意點不在頂點上,則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內則用三個頂點的高程),所以TIN是一個三維空間的分段線性模型,在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針,邊的記錄有四個指針字段,包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段,分別存儲X,Y,Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。
3.2數字化巖土勘察工程數據庫系統
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據,數據來源包括:
3.2.1巖土工程勘察數據這些數據主要包括:
經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。
各類建筑場地的地層信息,比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。
結合上述分析,數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建:
①巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。
巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型,將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來,僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系,并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。
②數據庫建立實現。
中圖分類號:TU198+.2
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2009)13-0298-01
1 引言
巖土工程勘察是工程設計的先決條件。一般巖土工程信息,包括地形地貌、地層界面、斷層、地下水位、風化層厚度以及各種物探、化探資料,這些資料只是一些離散的數據,巖土工程技術人員較難直接利用它們再去分析場地中工程地質參數的分布規律,更何況傳統的巖土工程資料分析和解釋一般都局限于二維、靜態的表達,這種表達描述空間構造起伏變化的直觀性差,往往不能充分揭示它們空間變化的規律,難以使人們直接、完整、準確地理解,也就越來越不能滿足工程的空間分析要求。
隨著計算機圖形處理技術的完善,已經完全可以集成以巖土工程建模、巖土工程數字化、巖土工程數據庫管理、巖土工程特性分析、巖土工程地質解釋以及空間分析和預測、地學統計和圖形可視化的一體化系統,繼而發展成為現代化、信息化為一體的巖土工程勘察數字化新體系。本論文就將主要對數字化的巖土工程勘察進行簡單的探討,以期和同行分享。
2 巖土工程勘察方法概述
2.1 傳統的巖土工程勘察方法存在的問題
(1)勘察資料過于地質化。
由于部門長期的條塊分割,勘察、設計分散作業,加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后,以及專業設置過細,巖土工程本身的特殊性等原因,設計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現,而且勘察也較難參與設計的全過程;設計人員也因知識的局限,很難深層次理解巖土工程勘察信息,因而勘察成果在設計中的轉化率較低,造成許多不應有的浪費和損失
(2)數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。
地形圖是設計系統的底圖或稱基礎數據,由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟,與CAD設計軟件的接口不匹配,很難順利實現對接,設計系統不得不重新將勘察資料數字化,影響了設計系統CAD的推廣應用。
(3)勘察信息數字化程度低。
勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主,內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解,另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。
2.2 數字化勘察技術概述
數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術,通過計算機及其軟件,把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變,作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化,逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點,把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯,供各專業設計使用。
3 數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術探討
3.1 巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據,然后利用數據解釋結果重構地質體界面??梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩缘狞c按照一定的規則連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法,本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等,其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法,將做詳細分析討論。
不規則格網法(TIN)是將區域內有限個點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內,如果任意點不在頂點上,則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內則用三個頂點的高程),所以TIN是一個三維空間的分段線性模型,在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針,邊的記錄有四個指針字段,包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段,分別存儲X,Y,Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。
3.2 數字化巖土勘察工程數據庫系統
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據,數據來源包括:
(1)基礎地理數據這些數據主要包括:
①自然區劃圖。
該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。
②地形、地貌圖。
該圖反映被研究區域的自然地貌情況。
(2)巖土工程勘察數據這些數據主要包括:
所研究區域的工程地質勘探資料。
經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。
各類建筑場地的地層信息,比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。
結合上述分析,數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建:
①巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。
巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型,將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來,僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系,并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。
②數據庫建立實現。
中圖分類號: U412 文獻標識碼: A
一、前言
隨著社會經濟的快速發展,公路建設逐步向山區延伸,而山區地形、地質復雜,公路路線布設的限制條件和影響因素很多,山區公路的設計在技術和經驗方面面臨著前所未有的機遇和挑戰。因此,對山區公路的設計進行更深入的研究,探討出新的設計理念以指導山區公路的設計十分必要。
二、山嶺區高速公路線形設計標準的掌握
山嶺區高速公路線形設計標準掌握的合理程度直接影響到工程安全、工程造價和環境破壞,也影響了行車安全和實際運營車速。線形設計中,平曲線指標是視距及行車安全的首要影響因素,而縱坡指標是行車速度的主要影響因素。規范規定了各級公路的設計車速和相應線形設計控制指標,同時也規定了各級公路的適應交通量,這就使線形指標的采用有了很大的選擇范圍。
1、平縱指標的選用盡量結合地形,應拋棄原來追求高指標、大填大挖的設計思路,在“六個堅持、六個樹立”指導思想下,堅持“安全、耐久、節約、和諧”的設計理念,靈活選用。
2、如果一條高速公路沿線地形基本相同,為了在安全前提下保證形式速度的一致性,設計時在一定路段內應注意所采用線形指標的均衡性和一致性,避免平面指標的突變。
3、高速公路分段采用不同設計車速時,宜選擇分離式隧道等路基分合流段、互通立交等交通轉換段、視覺上比較明顯的特大橋段等作為不同設計車速標準的分解點,以達到設計標準的自然過渡,并注意避免不同設計車速過渡段前后平面指標的突變。
三、山嶺區公路選線的特點
山嶺區公路選線的特點是山高谷深,高差大,地形、地質復雜,工程艱巨,可比選方案多。在地形方面,路線平、縱、橫3個方面均受到約束;在地質方面,山區土層薄、巖層厚,巖層產狀和地質構造變化復雜,影響線位布設;在氣候方面,山區暴雨多、山洪急,溪流水位變化幅度大,是公路定線中不可忽視的因素。因此,在山區選線必須深入調查,認真勘測,精心研究,綜合考慮,解決好越嶺的埡口、展線的方案等重大問題,總之山嶺區具有地形起伏大、溝壑縱橫、平面展線位置狹窄、平縱配合困難等特點;具體自然特征如下:
1、山高谷深,高差大,地面起伏大(地面自然坡度一般大于20以上)、地形復雜;
2、石多、土薄、地質復雜,不良地質現象(如巖堆、滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等)較多;
3、氣候條件多變。晝夜溫差大,山高霧大,氣壓較低;
4、水文條件復雜。山區河流曲折迂回,河岸坡陡,水流比降大,洪水短暫,水位漲落變化大,流速快,流量集中,沖刷及破壞力較大;
四、山區優化選線的幾點原則
公路線形是構成公路的骨架,它支配著整個公路規劃、設計和施工。線形設計良好與否,對行車安全、舒適、經濟、協調、美觀等都具有決定性影響。路線設計要綜合考慮平、縱、橫3者的關系,恰當地掌握標準,做到平面順適、縱坡均衡、橫面合理。
1、山區公路選線的特點
山區公路選線的特點是山高谷深,高差大,地形、地質復雜,工程艱巨,可比選方案多。在地形方面,路線平、縱、橫3個方面均受到約束;在地質方面,山區土層薄、巖層厚,巖層產狀和地質構造變化復雜,影響線位布設;在氣候方面,山區暴雨多、山洪急,溪流水位變化幅度大,是公路定線中不可忽視的因素。因此,在山區選線必須深入調查,認真勘測,精心研究,綜合考慮,解決好越嶺的埡口、展線的方案等重大問題。
2、山區沿河(溪)線的選擇
沿河(溪)線的選擇,要處理好河岸的選擇、線位高低和跨河換岸地點3者間的關系。利用有利地形,避開工程艱巨和不良地質路段,如泥石流、滑坡、崩塌、巖溶、巖堆、泥沼、凍土等等??绾訐Q岸時,一般情況下以選擇橫坡平緩的河岸為佳。有些河岸橫坡雖然平緩,但地質不良,巖層傾向于路線,開挖后易產生順層滑塌的病害,而對岸雖橫坡稍陡,但巖層背向于路線,開挖后不易產生順層滑坡,路線走向則應選擇后者。深汕高速公路陸豐路段就出現過這種情況。所以跨河換岸時,要特別注意地質情況的好壞,不能單憑橫坡陡緩來決定采用哪一岸的問題。
3、采用新型技術手段改進設計方法
現代道路勘測設計水平飛速發展, GPS、DTM等勘測手段大大提高了基礎資料的利用率, CARD/1、緯地等現代道路設計軟件極大提高了道路線形設計的效率。在定線過程中,如能充分利用這些現代高科技手段快速調整路線,檢驗路線方案的合理性,設計者的意圖就能夠被充分體現,并且在DTM的支持下,動態可視優化線位,使得設計人員擺脫了煩瑣的計算過程,更加專注于優化線位,方案對比更加充分,使得工程更趨合理。
4、越嶺線埡口的選擇問題
越嶺路線選線時,應結合水文地質情況處理好埡口選擇、過嶺標高和埡口2側路線展線方案3者間的關系[3]。埡口是越嶺線方案的重要控制點。埡口最好選擇與路線總走向一致且標高較低和2側利于展線的埡口,可縮短公路里程。不需展線或少量展線而又靠近路線總走向的較低埡口為最理想。但有的埡口雖然在路線總走向的位置上,但從埡口到山腳間的距離較短,高差也較大,需要長距離展線時,反而不如展線條件好,離開路線總走向稍遠的埡口。有的埡口雖然相對高差較大,但如埡口2側有較開闊的山坡或山谷可用來展線,或可采用稍長的隧道以降低越嶺的海拔標高時,可大大縮短公路運輸里程,營運經濟效益顯著,亦應認真考慮,仔細比選。
5、關于坡長限制
我國規范對各級坡度坡長作出了限制,一般在山區高速公路縱面設計時,為了滿足規范對坡長的限制,習慣上將縱坡設置成臺階坡。實際上,臺階坡的設置未必適宜。臺階坡有時很難與地形符合,往往使平縱組合不當,并造成工程量增加;變坡點增多,駕駛者需頻繁換擋。而對于下坡車輛來說,設置過多的變坡使行車舒適性降低;兩端長陡坡間夾短的緩坡,再配上豎曲線以后,變坡點之間的直線坡段實際上很短或幾乎不存在,汽車在頻繁換擋的情況下也未必能真正得到休息。如果對各路段都加以對應坡度的坡長限制,而強行將縱坡設計成臺階坡,縱面線形未必能得到有效改善,可能與地形不符,反而會造成工程量增大。
6、長大縱坡應做好安全評價
隨著公路建設向山區延伸,長大縱坡引發的交通事故越來越引起人們的重視,八達嶺、107粵北段等多個國家級交通黑點都是此類設計問題造成的。針對不可避免的長大縱坡應對路段的通行能力和服務水平進行檢驗,避免由于通行能力不足導致交通事故增加。分析設置爬坡車道、緊急避險車道、緊急停車帶的必要性。
五、結語
山區公路路線設計是公路設計中非常重要的關鍵環節,路線設計的好壞,影響到公路路網結構的合理、汽車運營的安全舒適、線形指標的合理、工程造價的控制、地形景觀的協調等等。設計中應把握好最佳線形選擇的科學指標,合理采用路線標準,較客觀地選擇出綜合考慮各主要影響因素的公路最佳路線線形方案,使用最短的路線長度實現最大的綜合效果。
參考文獻:
[1] 中交第一公路勘察設計研究院,高速公路勘察設計論文集,陜西人民出版社,2006
中圖分類號: X734 文獻標識碼: A 文章編號:
1 前言
近年來,隨著我國道路交通事業的不斷發展,交通安全問題日益為人們所重視。影響交通安全的因素是多方面的,其中車速是一個重要因素。諸多國內外研究顯示,車速與事故有明顯的相關性,車輛超速或高速行駛已經成為公路交通事故頻發的主要原因。要有效減少事故發生,就必須采取有效措施將超速或高速行駛車輛的速度降下來。目前,道路上使用的車速控制措施種類較多,最基本的是利用交通標志實施危險警告和車速限制。而且,以減速帶為代表的強制控速設施近年來在我國得到了空前廣泛的應用。
2 減速措施分類
控速措施按其警示力度大小可分為非強制性和強制性控速措施:
目前常用的非強制性控速措施:強化路面監控,加強路面管理,如使用雷達測速儀;設置用于交通管理的道路交通標志,如限速標志、視錯覺減速標識、急彎路標志等;在路面上施劃減速標線。
目前常用的強制性控速措施:在路面上噴涂熱塑振動警示減速標線;道釘減速帶;水泥臺減速帶;路面凹形槽減速帶;駝峰式減速帶。
2.1 限速標志
為了行車安全,常常在需要限制車輛速度的地方設置限速標志。實際設立限速標志時可能需要綜合多種因素:(1)道路特征、路肩條件、等級、線形和視距等;(2)路側土地使用和環境;(3)停車需求和行人活動;(4)1個時間段的事故報告。設置的限速標志并不能一勞永逸,尤其對于一般公路,隔一段時間后,應對道路特征或周圍土地使用情況發生重大變化路段的限速標志進行再評估。
2.2 減速帶
許多研究證明了減速帶是一種比較有效的限速手段,甚至有研究表明其事故數和嚴重度的降低能達到50%以上。減速帶在我國應用較多,但還沒有相應研究說明減速帶在我國應用的效果。但無論效果怎樣,應該注意2點:(1)減速帶應全斷面布置,如果只是下坡方向布置(半幅路),車輛為了避免行駛其上的不舒適感,會繞行而占用對向車道,更容易造成車輛對撞;(2)布置減速帶的路段,應提前告知駕駛員,否則駕駛員如果沒有看見減速帶(尤其是夜晚),車速較高也容易發生事故,可以用標志或標線表示。
3 減速措施優缺點
3.1 非強制性控速措施優缺點
1)設置的原則是非強制性的,目的只是對車輛起警示、警告作用,用以規范那些即將有安全隱患的車輛,對以正常速度行駛的車輛干擾會比較小。
2)非強制控速措施實施起來都很方便,不需要大面積的施工,也不會破壞路面,節約了很多道路維修養護資金。
3)缺點是控速效果有限。例如,如果車輛駕駛員不遵守交通法規,交通安全意識差,心存僥幸心理,那么這些措施的效果將大打折扣。根據筆者在內蒙古某省道所作的駕駛員對減速設施減速效果的問卷調查,26.7%的駕駛員選擇減速標志,73.3%選擇減速帶,沒有人選擇減速標線。
3.2 強制性控速措施優缺點
1)控速效果明顯,且較為持久。英國的Webster分析結果為:道路設了減速帶后,85%車速降低了16 km/h,事故數減少了71%,周圍道路事故數減少了8%。
2)在具體實施時需要在路面上做大面積的施工,這樣不僅會造成對路面的破壞,加大道路維修養護工作量;而且在施工過程中,還干擾了車輛的正常通行。
3)在北方地區,由于冬季除雪要求,強制減速措施的設置會影響除雪,且對重型車輛在爬坡時也是一大障礙,強制減速措施在冬季宜撤掉。
4)由于車輛行駛在減速帶上會造成很大的震動,對車輛的車體結構易造成損壞,會嚴重影響人的舒適性。根據筆者在內蒙古某省道所作的駕駛員對減速帶接受程度的問卷調查結果,10%的駕駛員表示非常反感,33.3%的駕駛員表示反感,56.7%的駕駛員認為可以接受。
4 結語
車速是道路交通安全的一個重要影響因素,諸多國內外的研究顯示,車速與事故有明顯的相關性,超速行駛將對行車安全造成巨大的不良影響。在社會發展過程中,我們應注重發展與安全協調發展的原則,為保障我國道路交通安全,采取有效的限速措施將車速降下來,以保證人民出行安全和社會穩定。
參考文獻
[1] 何勇.速度管理[M].人民交通出版社.2008.
[2] 毛恩榮等.《車輛人機工程學》.北京理工大學出版社.2007.2.
[3] 陳永勝.高速公路安全設計基礎理論及關鍵技術研究[D].北京工業大學.2001.
[4] 莫戰春.高速公路減速標線的設計與應用研究[J].湖南省交通規劃勘察設計院.2008.
[5] 劉兆棋.《道路交通安全應用心理學》[M].北京:警官教育出版社,1998.2.
1概述
隨著道路等級的提高,人們對道路線形的審美要求與周圍景觀的協調性越來越重視,從過去的二維圖紙到現在的三維模型空間的分析,計算機輔助設計在公路景觀設計過程中將占有越來越重要的位置,把最新的計算機技術應用于設計工作中將有助于更直觀的反映設計內容,提高設計和周邊環境的協調性,同時還能大幅提高設計效率。
道路透視圖是路線計算機輔助設計系統設計的重要組成部分,它可以使設計者在設計階段獲得形象逼真的道路全貌,用以檢查路線設計的線形質量以及道路與周圍環境的協調程度,并以此作為修改設計的依據。采用先進的計算機輔助軟件系統建立公路三維模型動態透視圖技術可更方便、快速地檢驗和評價公路設計方案,利用動態透視實時漫游系統可提前讓駕駛員感受到在公路上行駛的舒適性及安全性。動態透視圖技術在公路景觀設計中有著廣泛的應用前景,利用該項技術能夠在公路建成之前就對沿線公路景觀有較為真實的反映,對于行車的舒適性和安全性有較為直觀的展示。對公路設計,交通規劃和標志標線設計等也有著參考作用,為領導決策和工程實踐提供了依據。
2動態透視圖系統的主要內容
在外業勘測方面,原始數據主要從航測、遙感、UYS等高新技術的綜合應用進行地形、地質數據的采集與處理;在內業設計方面,主要是三維數字地面模型的建立、公路CAI)一體化技術及道路三維可視化技術等,并將上述技術集成,實現了勘測設計一體化。內業設計階段主要是三維數字地面模型的建立、公路CAD一體化技術及道路三維可視化技術等,并將上述技術集成,實現了勘測設計一體化。
動態三維透視圖的工作主要的工作流程包括原始資料的收集整理、現場調查收集野外圖片資料、通過什算機輔助系統軟件建立三維模型、渲染制作和最終合成等幾個部分。
2. 1原始資料的搜集及數字地面模型的建立
原始資料主要包括公路設計資料、沿線地形資料與沿線景觀素材,采集處理真實準確的原始資料是制作符合實際情況的動態透視圖的基礎。進行公路線形透視圖檢查,首先要建立一個設計公路的立體模型,設計公路模型可分為兩類:一類只是單純地設計公路模型;另一類是含有地形的設計公路模型。第一類模型的建立:直接進人計算機數模管理中,創建一個新的數模編號,然后從橫斷面數據庫及縱斷面數據庫中讀人設計公路的數據,構網、建模即可;第二類模型的建立:在第一類模型的建立基礎上,還要將地形圖數據庫中的地形點讀人數模,并將公路邊界內的俄地形點剔除,然后,用全部點在構網建立模型。
2. 2動態透視圖的一般原理及制作過程所用的計算機軟件
對于道路本身的建模工作,可利用AutoCAl軟件下的二次開發軟件如維地5. 6完成,通過以上構建的數模三角網還可以按照n}格式輸出,該功能可以給第三方渲染軟件如3I?max渲染巨匠( lightscape)等提供數據模型數據。為了更好地建立模型,還需要采集地物、植物、路面等圖質,以建立更接近真實的材質庫,而處理采集的圖像資料一般可采用Photoshop, CORELDRAW等圖像編輯軟件。
三維模型的建立是動態透視圖的核心,一個完整的三維模型應包含完整的三維場景,包含各元素的三維模型和相關的配套材質貼圖。通過有關程序在Au-toCAD下面快速構建公路立體模型,構建公路立體模型可應用相關專業軟件如:HinCADS. 6、海地公路軟件、武漢捷力的公路一體化設計軟件建立。捷力平面三維動畫系統可以在平縱橫一體化設計完畢后根據地模或縱橫地面線文件及路線設計信息自動生成真實三維模型,自動生成欄桿、行車道、中央分隔帶等構造物,任意設定背景材質,直接將模型轉換到3DMAX渲染巨匠(lightscape)軟件做效果處理,最后再生成真實的三維效果圖及動態的AVI文件,很快就可以生成線路透視圖與三維全景圖,利用先進的虛擬現實技術實現公路三維的動態實時瀏覽??砂粗付窂讲シ湃S動畫,從不同角度、高度觀察道路設計效果,對設計成果進行檢查和評價。中交第二公路勘察設計研究院研制開發的公路虛擬景觀實時漫游系統BID- VRS,直接接受數字攝影測量系統產生的正射影像數據,將影像同數字地面模型、公路路線與互通立交三維幾何模型、公路橋梁三維幾何模型形成的綜合模型疊加,進行場景布置,并實時地對公路設計的虛擬景觀進行動態漫游。動態透視圖的真實影像與公路設計相結合,真實、動態地反映公路勘察設計的成果,為設計成果評審和環境保護提供了全新的可視化手段和工具。
海地公路三維仿真系統(Hard3D)是西安海地計算機軟件開發有限公司自主開發研制的一套專門用于公路三維模型制作及動態播放的實時三維圖形生成及渲染系統。它具有使用簡便、制作效率高、畫面清晰以及生成的動畫具有可操作性、能夠真實可靠的反映設計意圖,在實時動態播放過程中,系統能夠逐樁顯示出該斷面的所有技術指標(包括斷面填挖面積、填挖高度、路基寬度、超高、大地坐標等等技術指標),使觀看人員可以隨時掌握各個斷面的信息,在動態播放過程中,用戶可隨時抓取精彩畫面(生bmp文件)并保存到硬盤上,用于制作工程效果圖,系統也可以連續錄制動畫、錄制聲音包括背景音樂以及設計人員的解說,系統自動進行影音合成(生成avi文件)。具有動畫的可操作性、路線各類信息的可動態顯示性以及此系統可廣泛用于公路工程項目的三維演示、效果圖制作、項目評審、工程設計召投標過程當中,能夠盡現您的實力,為工程的合理優化提供強有力的視覺支持等。由于Hard3D所基于3D圖形引擎提供了強大的動態建模、動態渲染和模型管理功能,并且獲益于微軟公司不斷對DirectX圖形驅動性能的升級,從而使Hard3D在圖形的動態渲染和模型的動態測試達到了國內絕對的領先水平,徹底擺脫了用3DMAX預渲染然后播放的傳統做法,使公路三維進人了一個嶄新的階段。
2. 3三維模型的渲染
三維模型的渲染在3DS系列軟件 3DS}MAX}VIZ}中進行,具體的內容包括:設置燈光、架設攝像機、貼材質、設背景、最后渲染成靜態全景透視圖。
2. 4渲染圖的后期處理
后期處理對制作高質量的渲染圖很重要。
2. 5動畫制作和視頻輸出
除了跟靜態渲染圖有相同的要求外,還需要設置攝像機路徑,然后逐幀渲染。渲染后的圖片以每秒一定幀數(可根據汽車的運動速度確定)播放出來就成了動態全景透視圖,最后一步是通過有關軟件對動畫片斷進行剪輯、合成、配音,最終得到成品。
3實際應用
依托西藏自治區那曲地區布龍至比如通縣油路工程,對全線進行了動態透視圖的研究并完成了全線的三維模型和約10 Km的重點路段的動態三維透視圖的工作,在初步設計階段及施工圖設計階段,生成公路復雜地段全景透視渲染圖和模擬汽車行駛的公路動態透視圖,對方案的比選、視距的好壞、平縱組合是否合適等起到指導作用。
Abstract: the subway tunnel waterproof underground method is one of the important factors of success or failure. The leakage of the tunnel is highlighted in tunnel construction quality problems and solve the issues to be further. Type of method with China's rapid development of urban rail traffic, underground mining method tunnel is more and more, this paper aims to analysis in underground mining method in the tunnel construction the characteristics of various auxiliary measures, suitable conditions, the use of waterproof facilities.
Keywords: the subway tunnel; Waterproof facilities; Concealed excavation method
中圖分類號:U45文獻標識碼:A 文章編號:
一:暗挖法定義
暗挖法,是指在軟弱圍巖地層中,以改造地質條件為前提,以控制地表沉降為重點,以格柵和錨噴砼作為初期支護手段,遵循“新奧法”理論,按照“十八字”方針(管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測)進行隧道的設計和施工。暗挖的優點:結構形式靈活多變,對地面建筑、道路和地下管線影響不大,拆遷占地少,擾民少,污染城市環境少等。缺點:施工速度慢,噴射混凝土粉塵多,勞動強度大,機械化程度不高,以及高水位地層結構防水比較困難等。
二:地鐵礦山法隧道所處的環境
通過對多個礦山暗挖法隧道的調查研究,對不同文地質條件,周邊環境下的注漿措施進行分析對比研究結論:在城市地鐵中的礦山暗挖法隧道,需根據工程的周邊環境,隧道埋置深度,工程及水文地質條件,隧道斷面尺寸,結合隧道施工的基本工法,選擇合理的注漿參數,對地層及圍巖進行必要的加固和止水,減少對周邊環境的影響至關重要。
不少地鐵隧道,由于埋深淺,處于第四系各種土層,砂層或巖石全,強風化的軟弱圍巖中,一般地下水位較高,地下水豐富;因此,在礦山法隧道設計和施工中選擇合理的輔助施工措施,圍巖進行加固和止水,保證隧道的施工安全和減少對周邊環境的影響。
三:在礦山暗挖法中排水放在非常重要的地位
但近些年來由于部分建設工作者對地下工程防水存在模糊認識,致使地下工程滲漏水越來越嚴重。為了規范地下隧道工程防水做法,除建議嚴格執行國家有關規范外,特提出以下方案。
1、地下防水工程選材條件
1.1地下工程防水的目的
a、防止水對地下維護結構的侵蝕,保證地下建筑物使用年限。
b、防止水對地下建筑空間的侵蝕,保證地下建筑物使用安全。
c、防止滲漏造成地下水土失衡,影響相鄰建筑物使用安全。
1.2關于防水層在地下建筑物構造層次中的地位
“混凝土的裂縫是不可避免的”,是對混凝土特性的科學評價。因此,《地下工程防水技術規范》中規定混凝土允許裂縫寬度為0.2mm,這也是合乎情理的。但允許有0.2mm裂縫的混凝土仍稱作“結構自防水”是沒有道理的。因為從物理概念上說,水分子的直徑約0.3×10-6,可以穿過任何肉眼可見的裂縫。肉眼可見的裂縫范圍一般以0.005mm為界。那么0.2mm的裂縫肯定要漏水的,被允許有0.2mm裂縫的混凝土,又如何稱得上“結構自防水”呢?所以,防水層在地下建筑物主體結構以外的構造層次中,其作用之重要是第一位的,而不能被視為“附加防水層”。
1.3須考慮防水材料與地下建筑物使用同步
由于地下工程是埋于地下的建筑物,將來防水層失效需要翻修的可能性幾乎沒有。因此,地下工程防水層材料選擇盡可能采用能與建筑物設計使用期同步的材料。因為,合成樹脂片材在不受大氣、臭氧、紫外線、侵蝕的情況下老化非常緩慢。日本、美國等工業發達國家常采用諸如:EVA、PE、PVC防水卷材做復合襯砌防水層。目前已經有35年不失效記錄。
一般地下隧道工程設計使用年限為70年,故隧道工程絕大多數采用合成樹脂片材(包括均質或復合片材)做全外包防水層。
2.采用合成樹脂片材的缺陷和改用埋貼式高分子防水卷材的優勢。
2.1采用合成樹脂片材做隧道全外包防水的缺陷
合成樹脂片材(如HDPE、EVA、PVC)具有耐久、(幾十年不降解)防腐,強度高(不易被戳穿),延伸大等優點。但由于采用合成樹脂片材做防水層與二次襯砌間不發生任何形式的粘著,它們之間是松鋪的,因此,很容易因某個局部破損或不密實而造成竄水、漏水,甚至導致整個工程防水失效。
2.2 改用埋貼式高分子防水卷材做隧道防水層的優勢。
埋貼式高分子防水卷材,是在合成樹脂片材上涂蓋不小于0.5mm厚的自粘膠層而制造的高分子自粘防水卷材。其特點是高分子卷材表面的自粘層與混凝土有很強的粘著力。施工時,先將卷材鋪在隧道支護層上,采用捆綁固定法將卷材固定,卷材搭接部位的高分子片材間熱焊,使高分子片材形成一個整體。二次襯砌施工前,將卷材表面隔離層揭除,在自粘膠粘結面表面涂敷一層水溶膠,當二次襯砌模注完成,達到設計強度并干燥后,便可達到標準要求(卷材與混凝土粘結強度)的粘結強度。
四:高分子防水卷材施工
常用的埋貼式高分子防水卷材為高分子復合片材兩面覆有自粘膠層(即雙面卷材)。在應用時,一面與基面粘結,另一面與結構粘結。埋貼式高分子防水卷材應用于明挖法地下室工程,底板墊層和側墻保護墻是比較平整的,采用外防內貼法;如需采用外防外貼時,可選用單面粘埋貼式高分子防水卷材。
埋貼式高分子防水卷材應用于暗挖法(或礦山法)工程,防水基面是凹凸不平的,施工時是在基面固定自粘片(每塊為150㎜×150㎜,每平方米不少于3塊均布),然后將卷材整體托起,就位,在一邊用25寬鍍鋅壓條固定,再將粘結塊壓緊壓實。卷材主體搭接時可采用墊焊法(卷材可留有搭接邊);也可以采用全粘法(卷材不留墊焊搭接邊)。
五:埋貼式高分子防水卷材暗挖法工程施工
在暗挖法工程防水施工中,埋貼式高分子防水卷材為雙面粘,當施工車托盤將卷材展開托起后,對準基準線就位,然后固定。卷材表面隔離膜(紙)在主體結構澆筑前揭除。底板墊層部位的卷材自粘層表面噴有水溶膠粉,以防粘結。埋貼式高分子防水卷材明挖法工程施工在明挖法工程防水施工中,埋貼式高分子防水卷材可以是雙面自粘,也可是單面自粘。基面基本干燥的明挖法工程可采用雙面自粘埋貼式高分子防水卷材;基面潮濕(無明水)的明挖法工程可采用單面埋貼式高分子防水卷材。
六:結語
隨著國民經濟的發展,路、鐵路隧道工程也越來越多。隧道工程不可避免地要經過含水量較高的地層,以必將受到地下水的有害作用。果沒有可靠的防水、堵漏措施,水就會侵人隧道,響其內部結構與附屬管線,至危害到隧道的運營和降低隧道使用壽命。所以隧道工程的防排水已經成了隧道施工的關鍵工序。對長大隧道和穿過富水地層的隧道,防排水顯得尤為重要。
[1] 鐵道第二勘察設計院.鐵路工程設計技術手冊#隧道。訂版.北京:中國鐵道出版社,1999.