【干货】纬地道路横断面设计技巧及横断面土石方量“计算错误”原因，瞬间解决难题！
纬地
横断面设计一直是公路、城市道路和铁路项目设计中比较复杂的设计环节。对于地形相对平缓、断面型式（包括边坡、边沟以及防护形式等）变化较少的项目，纬地软件中的“横断面设计绘图”是依据控制参数（文件）、快速批量化自动完成横断面“戴帽子”设计并输出图纸成果的利器。无论对于几公里、几十公里，还是甚至几百公里的项目，上百万个横断面批量化设计、自动绘图也不会超过一根烟的功夫。但是，如果不熟悉，有时也挺抓狂的……
标准横断面的多种快速创建方式
对于横断面型式变化非常频繁的项目，“横断面设计绘图”则显得自动化有余、灵活性稍显不足了，主要体现在地形、地质条件相对复杂的铁路和部分公路设计项目中。为了适应此类项目复杂横断面设计任务的需要，包括满足铁路行业中路基专业设计特点、习惯等需要，纬地软件开发推出了基于“智能模板设计技术”的“纬地横断面详细设计”功能。
纬地软件根据横断面中行车道、路肩、边坡、边沟等专业特点，开发了各类横断面组件，用户通过多种方式自定义这些组件，并进而组合成适应于各类复杂设计条件的标准横断面（模板）。系统将根据标准横断面（模板）和用户指定的适用桩号区间，自动完成横断面详细设计、绘图和工程量计算输出了。实际上，“标准横断面”就是适用于公路或铁路项目中，某一路段、特定地形、地质条件下的典型横断面而已。
在实际的运用中，大部分公路设计工程师都能对横断面设计中的各个功能运用的得心应手。但对于较少接触或初次使用横断面详细设计的工程师来说，可能会感到无从下手，看完适用教程之后又感觉东西太多，难免会产生茫然的感觉。但是，一旦着手自行创建一个标准断面、完成一个设计任务、掌握了操作要点，再回头看看横断面设计，就不会再有这种茫然的感觉了。
1、创建方式一：依据控制参数自动创建
即根据控制参数文件（.ctr），利用“自动绘制标准横断面-BZDM”命令，生成标准横断面。这种标准断面的创建方式相对简单，主要试用于项目变化相对简单、工程师已经在控制参数文件（*.ctr）数据中设置好相关控制数据，或首次使用横断面详细设计模块，没有相关基础资料的积累（如相似的项目、标准断面等），创建过程如下图所示：
2、创建方式二：根据某一横断面设计图创建
此方式适用于在项目设计过程中，直接根据指定的某一个横断面设计成果（图形）来创建一个新的标准横断面。即指定已经完成的、设计路段中的某一个横断面设计图，作为后面与之条件相似的、但尚未完成设计的路段的标准横断面模板。具体的操作方法是：在进行详细横断面设计的过程中，把主窗口切换到标准横断面模式状态，然后在下方的横断面预览窗口选择一个逐桩横断面，双击该横断面；系统即会提示“是否使用所选桩号建立新的标准横断面”，选择“是”，系统即可将该横断面作为标准横断面添加到标准断面数据中；随后再指定该标准横断面的桩号区间就OK啦。如下图所示：
3、创建方式三：复制相似的标准横断面创建
即复制之前已经完成的某一个项目的标准横断面、或者本项目中已经完成设计的路段的标准横断面，来创新当前项目和路段的标准横断面。该方式的具体操作非常简便，仅使用常用的键盘“复制”组合命令（“Ctrl+C”）和键盘“粘贴”组合命令（“Ctrl+V”）即可完成。对于一个项目有多个标准横断面的情况，我们可以复制粘贴已经定制好的标准横断面模板，然后在CAD特性参数中将桩号改为需要的数值即可，如下图所示：
4、创建方式四：导入其他项目的标准横断面
即打开以前完成横断面详细设计的其他项目，将该项目的标准横断面保存为单独的dwg图形文件。打开当前项目，直接导入该DWG图形文件创建标准横断面。
具体的操作方法：打开设计项目，选择“设计”菜单下的“横断面设计”命令，切换到横断面详细设计界面。根据当前项目进展，分为以下两种情况：
1）、当前设计项目没有标准横断面数据。首先打开之前保存的dwg图形格式文件（其中带有标准横断面的模板），系统会提示“打开DWG图形文件包含有标准横断面，是否将其中的标准横断面添加到本项目”，选择“是”，即可将dwg图形文件中带有标准断面的模板添加到当前项目中来了。
2）、当前设计项目已经有标准横断面数据。首先打开之前保存的dwg格式文件（带有标准横断面的模板），系统会提示“打开DWG图形文件包含有标准横断面，是否将其中的标准横断面添加到本项目”，选择“是”，系统会继续弹出来下一个提示“本项目已经包含有标准横断面，是否清除原有数据”，选择“是”，即将本项目原有的标准横断面数据清除，导入我们之前打开的标准横断面模板；选择“否”，本项目原有的标准横断面数据依然存在，同时也将之前打开的标准横断面模板导入当前项目。如下图a.b.c.所示
工程师在具体设计中，完全可根据项目的具体情况，灵活选择其中的某一种或者多种组合方式来创建“标准横断面”，进而快速完成横断面设计。
1.路基结构层的设置
经常会有设计人员问道：结构层的形式不是一般的矩形，需要设置为梯形样式，如何实现？如图1-1：
So easy！只需选中标准横断面结构层，在特性参数中修改其起点或终点坡度，如需延伸至某个固定宽度，设置其起点或终点附加宽度即可。如图1-2,1-3：
2.标准断面路基部件复制粘贴
对于标准断面的路基部件，设计者通常是分别对路幅两侧的各路基部件编辑修改，那么问题来了：编辑完一侧部件后，另外一侧的形式与之相同，重复对另外一侧再编辑修改就显得很麻烦，如何提取已编辑好的一侧信息并快速应用于另外一侧呢？
答案：“Ctrl+C”“Ctrl+V”，即复制、粘贴，简单而高效！如将标准断面左侧已编辑好的边坡部件复制后，CAD提示指定插入点时，将边坡起点位置靠近右侧坡脚位置粘贴即可，如图2-1：
再比如将挖方标准断面左侧截水沟复制，只需将插入点选择右侧坡口外地面线附近，系统即可自动识别其位置并粘贴截水沟，如图2-2：
3.逐桩断面样式复制粘贴
横断面戴帽子生成逐桩断面，逐桩断面的细部修改也是一项主要工作。如果纯手工修改，对于路线长达几十公里甚至几百公里的项目，这个工作量让人望而生怯。纬地横断面设计模块的批量复制粘贴功能成功解决了这一难题。但是又有人问：我只想粘贴某一个或者某几个部件样式，批量粘贴后把其他的样式都覆盖了，怎么办？
答案：“部分粘贴功能”。如图3-1，只把地面线挖台阶复制粘贴到其他断面，在桩号树该桩号右键选择复制断面样式，特性窗口即可出现粘贴横断面样式选项，只选择粘贴左右侧地面样式，在批量粘贴对话框中设置桩号区间，即可批量粘贴成功，如图3-2，批量部分粘贴只是将挖台阶样式粘贴，其他部件样式保持原有样式不变。
纬地“横断面设计绘图”中土石方量“计算错误”的诸多原因，来看看你是不是有遇到过？
1、清表对“横断面设计绘图”土石方量的影响
常规“横断面设计绘图”是纬地早期研发的横断面设计绘图戴帽方式，也是当时最主流的参数控制设计法，适用于各等级公路项目。清表参数在“数据”菜单下“控制参数输入”里的“清除表土”中，可根据设计需求进行“分段桩号”、“增加宽度”以及“厚度”的设置。
（或项目中心进行设置，如下图所示）
完成之后，我们在进行“横断面设计绘图”进行戴帽时，可以在“土方控制”窗口勾选“计入清除表土面积”（如图所示）。
这样，在横断面土石方量的填方面积中就会增加清除表土的面积。
至此，关于清表的设置说明白了，关于清除表土处理的两个“盲点”详细说明：
a) 问题一：清除表土设置之后横断面戴帽完成，挖方的土石量怎么没有变化？我设置了清除表土，按理说挖方的土石量应该减少才对呀。
答：一般来说清表工程量是要单独计算的，不参与土石方调配，所以清表的量不计入挖方总量，而清掉表土之后，我们需要在填筑的时候将该部分土填上，所以只有填方总量上会增加相应清表的工程量。
b) 问题二：我把地面线向下偏移清表参数所设置的厚度，算出来的清表面积怎么跟程序中算出来的不一致？
答：您可能没有注意看帮助文档说明，横断面设计绘图中，横断面清表面积是按照“（清表宽度+增加宽度）*清表厚度”来计算的，多年以来，实际工程中对清表量的统计一般采用的都是这种填方部分宽度正投影面积计算方法得来的；
横断面设计绘图中的清表量，是两坡脚（纯填方）或坡脚线至设计线与地面线交界（半填半挖）正投影的宽度*清表厚度来计算的，如下图所示。
坡脚范围内清表量为6.3494*0.3=1.90482。如果有增加宽度，比如到坡脚了，还要继续清表，需算上增加宽度部分的清表面积（如果是纯填方断面，坡脚两侧均应增加清表宽度），即1*0.3*=0.3，那么总清表面积=1.90482+0.30=2.20482。而从图中我们可以看出，清表后填方面积增加的量4.91‐2.71=2.2，与计算得到的面积相差的只是小数取位的量，若系统输出采用原数据计算的话，将分毫不差。
2、路槽结构层对“横断面设计绘图”土石方量的影响
常规“横断面设计绘图”是纬地早期研发的横断面设计绘图戴帽方式，也是当时最主流的参数控制设计法，适用于各等级公路项目。路槽结构层参数一般先在设计向导“路幅及断面形式”中进行各路幅单元路槽深度的设置，如图所示：
如此设置完成之后，若有必要修改细化，可在“数据”菜单下“控制参数输入”里的“路槽”中，可根据设计需求进行“分段桩号”以及“分隔带路槽深度”、“行车道路槽深度”等路幅宽度各路幅宽度组成深度的进一步细化，如图所示：
（或项目中心进行设置如图所示）
完成之后，我们在进行“横断面设计绘图”进行戴帽时，可以在“土方控制”窗口勾选“填方扣路槽”以及“挖方加路槽”如图所示：
这样，在横断面土石方量中就会依据路槽参数的设置将路槽面积计入。
至此，关于路槽结构层的设置说明白了，下面我们就日常技术支持中，用户关于计入路槽面积的几个易混淆的地方进行详细的说明：
路槽结构层设置之后，横断面戴帽完成，横断面的土石量是怎么变化的？
纯填方断面：
①路槽结构层完全在地面线以上时，用整个填方面积减去结构层面积即为扣除路槽后的横断面填方面积，如图所示：
21.9935-4.6500=17.3535，刨除小数点保留误差，即为系统所得填方面积17.34。
②地面线穿过路槽结构层时，同样用整个填方面积减去路槽结构层面积即为扣除路槽后的横断面填方面积，但注意此处的路槽面积并非全部路槽面积，而是除过地面线以下路槽面积之后的面积，如图所示：
即6.9998-4.4849=2.5149，刨除小数点保留误差，即为系统所得填方面积2.51；深入地面线以下的路槽结构层将计入挖方面积为0.1650。
纯挖方断面：①路槽结构层完全在地面线以下时，用整个挖方面积加上结构层面积即为扣除路槽后的横断面挖方面积。
54.0647+5.1300=58.1947，刨除小数点保留误差，即为系统所得挖方面积59.19。
②地面线穿过路槽结构层时，同样用整个挖方面积加上路槽结构层面积即为扣除路槽后的横断面挖方面积，但注意此处的路槽面积并非全部路槽面积，而是减去地面线以上路槽面积之后的面积。
即（2.7650+7.1245）+4.5782=14.4677，刨除小数点保留误差，即为系统所得挖方面积14.47；而地面线以上的路槽结构层面积不进行计算。
半填半挖断面：
此种情况下地面线一般会穿过路槽结构层：
这时的地面线成为“黄金分割线”，将路槽面积一分为二，地面线以下的路槽结构层面积为挖方面积，即15.4198+3.1816=-18.6014，刨除小数点保留误差，即为系统所得挖方面积18.60；地面线以上的路槽结构层面积不进行计算，即填方面积4.8869。
3、支挡防护对“横断面设计绘图”土石方量的影响
常规“横断面设计绘图”是纬地早期研发的横断面设计绘图戴帽方式，也是当时最主流的参数控制设计法，适用于各等级公路项目。支挡防护构造物的设置有两种办法，一是通过路线软件“设计”菜单下的“支挡构造物处理”进行设计添加，设置完成，点击保存按钮，系统自动生成支挡构造物*.dq文件，并保存至项目路径下。
二是通过“纬地挡土墙设计”软件进行设计添加，设置完成，点击保存项目，系统自动生成挡土墙设计文件*.DQD文件，并保存至项目路径下。
支挡构造物处理或者纬地挡土墙设计完成之后，返回纬地道路软件中，可在“项目管理器”中查看到其对应的*.dq或者*.DQD（如下图所示），横断面戴帽时系统将自动调用这两个文件，出图时在横断面图上增加挡土墙断面并自动计算其土石方量。
（注“支挡构造物处理”和“纬地挡土墙设计”布设挡土墙之后，横断面戴帽完成，均可准确计算出添加挡土墙后的横断面土石方量，但“支挡构造物处理”绘制出的挡土墙是示意性的，不能计算出挡土墙的尺寸、圬工量等）
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来源：筑龙路桥设计
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