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針對當前建筑平面設計之中的相關制約因素加以分析,是促進設計效果提升和改良的關鍵點。總的平面設計,會受到城市規劃原則、使用的功能性、場地現狀以及技術條件等因素限制。所以在設計過程當中還需要解決實際的矛盾及問題,對方案進行反復調整及改良,以完成基本設計目標,為今后工作打下堅實基礎。
首先是城市規劃的要求,城市規劃對于平面設計影響較大,諸如用地的性質限制、布局結構形式的限制等,均以規劃條件書的形式對相關工作形成了影響,其中,建筑的密度、用地范圍、建筑周邊的綠化率、建筑的停車庫建設、日照系數、建筑高度等,也是不容忽視的層面。建筑周邊的交通設計和場地的形態,也是巨大的影響因素。此外,相關設計規范和設計的要求對于最終設計效果的影響也較大,其最終的限制屬于技術以及功能方面的,諸如我國的民用建筑設計規則之中,對建筑的相鄰關系、紅線關系、建筑物的突出設計以及道路的設置等,均進行了嚴格的規范,對于建筑周邊的綠化率以及管線的敷設形式,也進行了深入的規定,以確保建筑在采光以及通風方面可以有較好效果。在平面設計之中,還需要充分的考慮到消防以及建筑防火間距等等要素,事實上上述問題也是平面設計的基本要求。對于相關專業,也有著嚴格的要求,諸如建筑的專業設計結構形式、柱網的尺寸、建設的地下室工程狀況以及基礎形式等等,均是不小的影響,此外,空調機房的布置形式、場地的排水建設、各種類型管網的建設以及室外架空管網的設計等,也是不容忽視的重要因素,還需要充分的對上述問題加以分析,以促進平面設計效果和總體質量的增強。
二、建議及對策
根據上文平面設計在建筑應用過程之中的制約因素進行綜合性的分析,可以對實踐工作開展過程當中需要重點把控的部位和需要全面加強的項目有著全面的了解。下文將針對實踐操作之中平面設計理念的完善和基本設計思想等進行細致的探究,旨在促進建筑設計質量的增強。
首先,是建筑的總平面設計布局形式,其中包含有實體的布局、場地分區、綠地的建設安排以及交通建設的安排規劃。需要確定各個元素之間的形態關系,同時還需要注重場地的基本形態。結合場地的使用功能,對其內容進行分區,采用集中式的布置形式,對各個項目的功能內容進行設計,并且還需要突出上述元素的三維形態,突出其特征,進而形成一個基本的建筑空間方案雛形。此外,還需要在每一個設計環節之中對各個元素的特點進行反復推敲,對方案設計思想及理念進行不斷的調整,進而確定出最佳的方案。在平面設計的前期,需要積極的與業主進行溝通與交流,充分的了解業主設計思想,在理解了任務和規劃方案的基礎之上,對各個場地的功能性要求進行明確,在最大程度之上利用建設的場地,對各個場地的功能性需求進行確定,熟悉建筑方面的專業知識,對施工的方案進行不斷的研究與分析,加強平面設計設置方案的科學性,對功能進行改善。此外,還應當逐步的對設計思路進行調整,從多方的利益著手,實現最佳的設計效果,通過上述步驟,全面的增強建筑平面設計效果。詳細平面設計主要工作內容有場地內道路骨架布置,停車場布置、豎向布置、管網布置、園林綠化布置等,這一階段多是具體性和實在性的工作,偏重技術性和規定性。是總平面布局的細化量化過程。總的來講,建筑平面設計的思想理念革新,是促進工作進步的關鍵點,故應加強重視。
三、結束語
關鍵詞:公路路線;計算機;設計系統
Abstract: This paper focused on line plane, longitudinal and cross-sectional survey design process, design theory and method of calculation in the road route design, introduced some specific treatment for the problems in highway route design. It focuses on the basic theory of the highway route design, the basic approach, as well as computer-aided design program developed processes and algorithms ideas.Key words: highway routes; computer; design system
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:
1概述
本文的研究目的,在于針對工程實際,對公路路線設計中有關問題的設計理論和實用算法進行一些基礎應用方面的研究,同時從實用角度出發,開發具有自主版權、功能相對齊全、實用的公路路線輔助設計程序。在程序開發過程中,借鑒了目前國內一些新的關于設計理論和計算方法的研究成果,結合作者在多年公路勘測設計第一線工作實踐中對公路路線設計理論與方法研究的結果和實踐經驗的總結與體會,應用計算機技術,解決路線設計中平面、縱斷面、橫斷面設計計算、工程數量計算、設計圖表繪制等具體問題。
所開發的應用程序,可直接應用于公路工程設計,特別適合中小型設計單位采用常規設計方法進行公路路線設計,本程序可完成較復雜的平面線形設計,提高計算精度,一定程度上提高線形設計質量、縮短設計周期,為設計單位提供一套實用的設計工具。同時,本程序也可用于大中專院校有關課程的教學過程,通過教學演示,直觀地展示路線設計的步驟和方法、以及路線設計的主要成果。
本文著重討論在公路路線勘測設計過程中有關路線平面、縱斷面和橫斷面的設計理論和計算方法,介紹了在公路路線設計中一些具體問題的處理方法。在總結、引用相關算法的基礎上,編制實用的公路路線輔助設計程序。對于計算機軟件工程方面的問題,如系統結構、編程技術與技巧、數據結構與數據傳輸等問題未作更深入的探討和介紹,程序設計的指導思想亦將能夠實現預期的計算、繪圖功能作為基本要求,因此,從軟件工程角度來看,尚不夠完善和成熟。
2程序流程及算法
2.1程序整體工作流程
在公路路線輔助設計程序的編制過程中,為了與用戶的設計習慣相吻合,應用的步驟基本與常規的勘測設計過程相一致,程序整體工作流程如圖1所示。
圖1程序整體工作流程
2.2平面設計
根據測設階段和數據采集方式的不同,平面設計可分為實地定線和紙上定線兩種方法。采用實地定線時,路線導線和各種線形要素―直線、圓曲線、緩和曲線已通過外業測量敷設于實地,各設計參數均已確定,因此,平面設計系統的任務只需將有關數據輸入計算機,驗算各線形要素和控制點位置。采用紙上定線時,平面設計系統的任務是:路線導線計算,人機交互設計線形要素,推算控制點樁號。不論采用何種方法,定線都是前提工作,也是最關鍵和最復雜的工作,需要由工程師根據規劃意圖,結合實際地形、地物、地質、水文等自然條件和其它社會經濟條件綜合協調,最后確定路線位置。定線所涉及的因素多且復雜,需要由工程師來做出決策,即由人工完成。目前平面線形智能化設計和優化以及采用三維空間線形設計的方法尚處于研究開發和完善階段,因此,目前公路平面計算機輔助設計的任務主要還是利用計算機快速計算來取代人工繁重的計算與繪圖工作,本文中程序設計也是以此為出發點的。
平面設計的流程與工作方法有直接的關系因此其流程也可分為實地定線和紙上定線兩種情況,兩者主要區別在于數據收集的方式不同,反映在程序系統中則為輸入數據的不同,而后續的計算內容基本上是相同的,平面設計的工作流程見圖2。
圖2平面設計流程
2.3縱斷面設計
目前,國內多數CAD系統仍采用人工方法設計縱斷面,通常是由計算機將輸入的縱斷面地面高程資料處理后,在屏幕上顯示或由繪圖儀繪制縱斷面地面線圖,由工程師設計縱坡,設置豎曲線計算參數,并將有關設計參數輸入計算機,由計算機程序完成縱坡計算、豎曲線計算以及設計高程、填挖高度計算等內容,輸出設計圖表。本文亦采用這種方法,考慮到在屏幕上顯示縱斷面地面線不如以圖紙方式輸出直觀,因而在程序中設置了輸出《外業縱斷面圖》的模塊,供設計人員試坡使用。
本程序中縱斷面設計流程見圖3。
圖3縱斷面設計流程
2.4橫斷面設計
與縱斷面地面數據的采集方法相似,橫斷面地面線數據亦可通過現場實測、在地形圖上人工讀取或通過DTM自動產生。不論采用什么方式,橫斷面地面線都被描述為一條折線,為便于計算機存儲和處理,其數據以各折點坐標的方式輸入,坐標原點定義在中樁位置,并且將中樁左、右兩側分別建立直角坐標系。上述坐標數據如果由人工鍵盤輸入,工作量非常大,而且容易出錯,對于傳統的數據采集方法,利用數字化儀將實測橫斷面圖轉化為坐標數據是一種較好的解決辦法。
圖4 橫斷面設計流程
基于導線的平面設計模型
中線設計是公路平面設計的核心問題,其設計模型應與生產實踐緊密結合,同時涉及到系統的易用性、數據管理的統一性和人機交互實現的可能性,因此中線設計模型也是公路CAD系統研究的一個重要問題。目前己在設計中應用的方法有:基于導線的設計、基于曲線的設計和基于基本元素的設計等方法。其中第一種方法屬于直線型設計方法,也稱為“導線法’,是我國傳統的平面線形設計方法,后兩種方法屬于曲線型定線方法,適用于復雜地形條件下的道路線形設計以及互通立交匝道的線形設計,目前已逐步得到應用并不斷發展、完善。
“導線法”設計模型由于簡單易行、便于掌握,仍被很多設計部門和工程技術人員所采用。它首先定出一系列直線組成的折線,作為公路中心線導線,然后對每一個轉折點配以適當的曲線,形成道路中心線。平面線形組成的基本元素為直線、圓曲線和緩和曲線,在公路設計中常用的緩和曲線形式主要是回旋線。采用“導線法”進行平面線形設計時,由于先定直線,后定曲線,容易造成曲線與直線的匹配不夠合理,在受地形地物限制的情況下需要布設比較復雜的線形組合時,采用“導線法”也往往顯得不夠靈活。本文著重討論采用“導線法”布線時,幾種常見線形組合形式在算法上的一些改進和處理方法,以提高采用這一方法時的靈活性,并進一步提高計算精度。
結論
本文主要討論了公路路線設計的基本理論、基本方法,以及計算機輔助設計程序開發的主要流程和算法思路。其主要內容仍以公路路線常規設計理論為基礎,在此基礎上,引入了作者對線形設計理論研究探討的成果,特別在平面線形設計理論方面,著重研究了采用“導線法”布設平面線形時,卵形曲線線形設計的數學模型和計算方法以及放樣坐標的計算方法,在分析過程中,以非對稱基本型曲線的計算方法為依據,較好地解決了卵形曲線等復雜線形設計、放樣的實際問題,并且借助適當的計算機算法,可以實現高精度的計算。
本文提出的卵形曲線計算模型,有著較高的靈活性和適應性,由于從基本型曲線的算法出發,因而其設計概念較清晰、數學模型也較簡單,而且在線形組合方面涵蓋了復曲線的組合形式,與本文所述的其它的曲線形式相配合,從而使得在“導線法”布設平面線形的情況下完成各種復雜線形組合的設計成為可能。從這個意義上講,在平面線形設計中,傳統的“導線法”和曲線型設計方法并無本質上的差別,其主要的區別在于控制曲線線位的約束條件不同,根據約束條件確定曲線參數時的操作手法不同,而曲線的線形實質并未變化。在實際應用中,“導線法”和曲線型設計方法各有所長,有各自的適用條件,要根據具體情況選用。這一點對于采用常規方法設計、放樣的基層設計、施工單位以及低等級公路建設項目來說,有著較為重要的現實意義。
在平面線形設計理論的探討中,有一個很重要的特點,就是對于由直線、圓曲線、回旋線三要素組成的平面線形,直線和圓曲線的線形較簡單,處理起來較為方便,而回旋線的應用以及與直線或圓曲線的配合則是主要矛盾,因此不論是何種形式的線形組合,都要基于對回旋線幾何特性的深刻理解和認識,本文在討論卵形曲線計算時,也是從這一點出發,并且借鑒了曲線型設計方法中“模式法”的有關數學模型進行處理。在本文中,各種曲線形式的計算和處理方法,最終都是以非對稱基本形曲線的算法為基礎,這樣使得線形設計的概念較為清晰,而且也為程序系統的設計提供了方便。
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關鍵詞 總圖運輸 水泥廠設計 影響
中圖分類號:S611 文獻標識碼:C
從工業設計來看,總圖專業大致分為五個階段:廠址選擇、項目立項、總平面設計、豎向設計及管線綜合設計。五個階段相互影響又各自獨立,因此在進行每一階段的工作時,必須謹慎思考,縱觀全局。
一、廠址選擇的影響力
廠址選擇是一項十分慎重的工作,特別注意經濟合理性和土地的節約性做好深入細致的調查研究和經濟技術分析,進行多方案比選,提出選址報告。水泥工廠根據其生產性質,要注意原物料及成品運輸的要求,交通便利的要求,工廠用地面積的要求,工程地質、水文地質的要求,電源水源的要求,保護環境的要求,消防安全的要求等。
廠址選擇是重要的戰略步驟,是影響企業發展的重要決策,即是項目的第一步,也是最關鍵的一步。廠址選擇一般是由業主組織勘察設計單位、地方主管及相關部門共同進行并最終確定的。
二、總圖布置的影響力
水泥工廠選址確定后,設計單位要依據業主的要求做總平面布置方案,一般要做出幾個不同的總圖方案,并詳細說明各個總圖方案的優缺點,供業主選擇。
總平面布置是總圖設計中最重要的階段,某種程度上也是總圖專業的象征,往往人們談論起總圖專業,往往想到的就是總平面布置。
廠址選擇往往被作為一個宏觀概念,其充分考慮的是政策性和地域性。而總平面布置已經從宏觀走向了微觀領域。是一個既注重技術性又注重經濟性的階段。這個階段,總圖設計人員需要根據水泥生產的工藝要求,合理布置場地內的各項建筑物。總圖設計中應在貫徹“節約集約土地”的同時,滿足廠區及功能分區內各項設施的布置。
在項目建設中總平面布置具有三個層次的意義。
1、總平面布置是確定全廠總體布局的重要步驟。通過總平面布置,合理分區,組織協調區塊內各建(構)筑物之間的關系,滿足生產線工藝流程相互的關系,做到工藝簡潔流暢。總平面布置給人的是直觀的感受。通過對總圖方案的調整,可以給工藝專業提出優化工藝方案的建議。根據工藝、消防、環境的要求確定水泥生產線、輔助生產設施及生活福利設施的布置。明確功能分區和物流方式,便于業主對總體布局作出正確的選擇。
2、總平面布置是向各級主管部門報審的重要資料,廠區的占地面積、建筑面積、建筑密度、容積率以及綠化率等等指標均在平面布置上有所體現,這是規劃部門審批項目的重要依據。總平面布置圖上還體現出廠區內有工藝連接的子項之間的間距,原物料的存放區域,水泥成品的裝車運輸,出入口的設置等,這也是消防檢查的重要內容。需要對總圖進行審核的部門還涉及消防、環保、勞動衛生及各所涉及到的企業等。對需要鐵路和碼頭運輸的企業還要向相應的主管部門提供所需資料。
3、總平面布置圖的確定對整個設計流程有重要的作用,無論是可行性研究、總體設計還是施工圖階段,總圖專業是各專業設計的基礎。因此,總圖設計必須慎之又慎,應在總圖設計的初期充分考慮和體現各個專業的要求,避免在設計過程中進行大的調整,對整個工程設計造成影響。
從以上的三點看,一個布局合理的總圖設計方案,能夠為業主節省投資,降低運營成本,避免不必要的變更,縮短設計周期。
三、豎向設計的影響力
很多水泥工廠選擇建設在山區,自然地形坡度很大,總圖豎向設計就顯得相當重要。豎向設計首先要滿足生產的工藝連接,各個建(構)筑物及場地排水的設計標高,還要考慮交通,在規范允許和實際使用的要求下設計道路和場坪,連接所有的生產建筑。這樣就需要對廠區范圍進行場地整平,把廠區分成若干個臺段。通過道路來連接這些臺段,使之能夠適應總圖布置的要求,滿足工藝及交通技術條件。
豎向設計是為總圖布置服務的,應與總平面設計同時進行。通過合理的豎向設計,也能改變總圖布置,使之更加適合地形條件。生產工藝之間可以利用豎向設計的臺段,減少物料運輸距離,從而降低生產運行費用。
四、物流運輸設計的影響力
水泥工廠的運輸方式通常包括公路、鐵路、水路和設備運輸。每一種運輸方式均對應適合的物品經濟運量。因此在進行物流規劃時,總圖設計人員必須對運輸的產品及其運量有清晰的認識,在綜合分析的基礎上再作選擇。運輸方式的不同對裝置布置和整個總平面也有影響。因此,在設計的任何階段,都不能忽視物流運輸設計對其的影響。
五、管線綜合的影響力
實際上,管線綜合不是僅僅總圖專業的工作,他是總圖專業把各專業的管線按一定位置排好,盡量減少碰撞。管線綜合的過程中,要協調水、暖、電、壓氣、蒸汽等各專業的外管線,盡量解決各專業的矛盾,從中取得一個相對的平衡,才是管線綜合的影響力。
綜上,總圖運輸專業在工程設計中是一個以協調為主的專業。工廠建設是一個復雜的系統工程,需要各個專業互相配合,總圖專業在這個過程中發揮了應有的作用。
(作者單位:新疆凱盛建材設計研究院)
參考文獻:
關鍵詞:VI設計;VI系統;企業形象系統;數字化;計算機
VI設計是當前平面設計領域的一個熱點和焦點,也是廣大企業爭相追逐的目標,因其與企業的形象系統、市場營銷等內容密切相關。隨著計算機技術的快速發展,信息技術與計算機的融合進一步改變了人們的生活方式,推動了平面設計的發展,這其中以VI系統設計表現的最為明顯。具體到VI設計的內容,計算機和信息技術的參與直接帶動了數字化設計的趨向,為設計的內容、形式和方向的變革提供了全新的路徑,也值得深入的研討和解析。
1信息化浪潮推動VI設計的數字化發展之路
VI可以直譯為視覺識別系統,即透過視覺設計作品的呈現,為企業的形象打造和展示提供更便捷的途徑,幫助企業建立市場形象和美譽度。從VI設計的本質來研判,其根本目的是圍繞具體企業的核心價值觀和核心訴求,建立企業完整的形象系統,即視覺識別系統。在具體設計過程中,傳統的手工設計、紙媒設計已經難以滿足市場化的需求,也很難取得競爭的優勢。因此,現代VI設計的主體是計算機,深層次的內涵可以歸結為“信息化的VI設計”。也就是說,與信息技術的深度結合,輔以計算機技術、網絡技術、多媒體技術等多種現代先進技術的優勢,可以展現出VI系統的功能性優勢,進而得到更多企業的親睞。對于專業從事VI設計的公司、人員來說,借助信息化的浪潮和技術特點來提升設計的品質,不僅是當下的必然選擇,也是未來的大趨勢。
在現今這樣一個信息化時代,信息的數字化更加引人關注,即數字化信息時代和信息社會的技術基礎,構成了數字計算機的基本樣式。以我們重點談到的VI設計為例,借助數字化技術手段,計算機自動整合錯綜復雜的設計信息,將其轉化為可以度量的數字和數據,再以數字和數據為基礎建立對的數學模型,主要是設計模型和模板,進而實現設計的快速、高效率和高質量。因此,以數字化技術為基礎的現代VI設計已經呈現出方興未艾的勢頭,并且在未來必然可以取得更大的發展。VI系統的基本要素和應用系統都需要大量的數據和信息的轉換,都可以借助數字化技術手段實現,這其實體現了二者的完美嫁接和融合。
2數字計算機技術的演變將引領VI設計的進一步變革
其實,現代計算機已經可以具備多樣的設計功能和處理效果,比如基本的圖像識別能力、數碼設計技術等,這些都為平面設計尤其是VI設計開辟了全新的路徑。值得一提的是,就VI系統的兩大主要分支來說,基本要素的設計和應用系統的設計,現在都已經全面“數碼化、計算機化”,歸根結底就是“數字化”。當今的計算機可以完成全部的VI系統設計步驟和內容,這在計算機剛剛引入到設計領域的時候幾乎是難以想象的。例如,VI應用系統的設計需要大量的基礎設計素材,也需要諸如顏色、字體、肌理、形象等多種元素,而計算機網絡技術可以同時調動這些元素,建立完善的素材庫,為設計者提供極大的幫助。因此,一個獨立的VI設計師可以借助一臺計算機完成一系列VI系統的設計,這體現了數字技術和計算機技術對VI設計的巨大推動力。
從未來的發展趨勢來看,計算機技術、信息技術和數字技術的發展必然更加綜合化,更具實踐性,可以為VI設計提供更快捷、更有力的幫助。未來的計算機軟件技術的變革式發展也必然推動平面設計的飛躍,進而帶動VI設計走向科技化、數字化的道路。再有,網絡的發達和新型數字技術的成熟將引領平面設計更穩步的前進,以VI系統設計為代表的形象設計將融合多樣行業、企業和技術的優勢,展現出強大的生命力和發展動力。例如,現代數字技術可以自動檢查VI設計稿的文字錯誤、圖像編排、區域組合等內容,為設計者節省了大量的時間,這正體現了數字化對VI設計的巨大推動作用,而這種隨著技術的不斷發展也會在未來走向更加縱深的方向。
3數字化引領VI設計走向科技化、藝術化、實用化的未來
VI系統設計需要借助數字化的技術優勢,需要完成信息技術、計算機技術和網絡技術的融合,在未來比較引領VI設計邁向科技化、藝術化、實用化的道路。具體來說,未來的VI設計必然借助計算機完成,其設計方式和處理路徑都是數字化的形態,這其實就是設計科技化的基本趨向,即科學技術的應用為設計打開了一扇窗戶。其次,VI設計是基于基本元素和企業應用系統開展的一項設計工作,其植根于平面設計,同時融合了現代設計的多重理念和要素,其優劣衡量標準就是設計作品必須符合藝術化的基本特征。也就是說,只有藝術化水平較高的VI系統,才能獲得企業的親睞,才能在設計領域占據一席之地。
另外,未來的數字化VI設計必然更加實用,更加貼合企業發展和形象推廣的需求。簡言之,企業的形象系統關乎企業的市場形象和營銷外延,與企業的可持續發展緊密相關,而借助數字化技術開展的企業VI系統設計,必須符合企業的訴求,真正做到“實事求是,因地制宜”。總之,VI設計在未來必然更加數字化,更加貼近設計的本質和企業形象推廣的需要,而這也恰恰是VI設計發展的生命力所在。
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關鍵詞:總圖設計重要性
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
總圖運輸專業產生于計劃經濟年代,當時的總圖設計師是完全按照國家的政策,法規去貫徹執行的先行者,是國家工業企業建設投資的把關者,這個專業的最大優勢是用長遠、發展、求實的眼光和手法去有計劃、分步驟地處理城市和廠礦企業遠期和近期的發展規劃和具體解決綜合性設計、施工等工程技術問題的。總圖專業人員素質要求很高,知識面也要視野開闊,思路敏捷及博學多才,具備融會貫通、觸類旁通的創造力,并且貫徹執行國家政策性強、綜合協調能力強等,因此總圖設計是工程建設中必不可少的組成部分。但是由于總圖專業畢業生的數量滿足不了社會的需求,因而大部分民用設計院一般都沒有專門的總圖專業,而是由建筑專業代替,或者把總圖專業的工作由其他專業分解承擔,建筑師代替總圖專業的總平面設計以及道路豎向設計,給排水專業代替總圖專業的管線綜合設計,環境景觀專業代替總圖專業做場地設計和綠化設計。這些專業分工雖然很細致,但是卻都是各做各的,缺乏全局觀、發展觀以及清醒的經濟頭腦,未將各專業聚合在一起發現并解決問題,沒有綜合考慮工程建設的合理性、經濟性以及可實施性,出現了建筑專業做的總圖設計不到位、不全面,各專業之間不聯系,不協調、不整合,特別是場地排洪、排水及土方平衡設計無人去做,使國家、企業、設計公司以及人民大眾都受到很大的經濟損失,而且是不可避免的損失。由此可見,總圖設計是建筑設計的基礎,必須加以重視。
不管是工業總圖設計還是民用總圖設計,都是對場地內各種建筑物、道路、綠化、管線及其他構筑物和設施所做的綜合布置與設計。反映了建筑的位置,朝向,標高,道路和綠化的布置、地形、地貌以及原有環境的關系和臨街情況等,與設計對象的性質、規模、使用功能、場地自然條件、特征及城市規劃要求等因素緊密相關。它是各專業進行設計的基礎,其內容涉及面廣,需要建筑、結構、設備等各專業協調配合,其設計好壞直接影響到建筑設計的成功與否。
在項目的方案階段,民用設計院的總圖方案一般由建筑專業完成,往往出現對設計前期的準備工作不足,只重視建筑方案,忽略了場地的自然條件、建筑條件的差異以及建設項目的不同,總圖設計的工作內容可能因具體情況而有所側重。盡管建筑方案也花費了建筑師不少的心血和時間,做出了令建設單位滿意的建筑設計方案,但由于缺乏建筑與結構、建筑與設備以及建筑與環境等相關問題的考慮,以致以后的設計和施工過程中產生諸多直接影響使用與工程造價之間的矛盾,為了解決這些矛盾,建筑師不得不對原設計方案做了一次又一次的大“手術”進行修改,甚至原設計方案。這樣不僅花去大量精力,而且嚴重影響了建筑師的工作熱情,且延誤了工程進度。或者把相關矛盾留給結構及設備專業采取非常規手法予以解決,則勢必提高工程造價甚至影響功能使用。
“總平面圖”作為建設工程設計圖中比較特殊的一張圖,一般都是項目開始的第一張圖紙,具有對整個項目的開展起著指導性作用。因此總平面報審是建設項目審查的一個重要內容。設計人員要了解、熟悉常用的法規、規范,以及土地、規劃、消防、公安、交通、環保、市政、園林和文物等部門的相關規定,以防止出現原則性問題。在設計時既要有前瞻性,又要考慮到設計細節的實施可能性,使得項目順利進行。因此這張總圖既要清楚反映建筑工程各建筑之間的相互關系,也要反映建設基地與其周邊交通、豎向環境等的各項關系。如在消防報批中,建筑師也注意了防火間距、消防車道、消防撲救面、消防水源和室外消火栓布置等,但是缺乏道路方面的知識,特別是在消防作業面位于地下車庫樓板頂面時,沒有與結構專業溝通,預留車荷載,使得建成后出現消防作業面不能使用。總之,設計人員要多了解相關文件、規定、規范、全面細致考慮,才能順利進完成民用設計的總圖專業報批工作。
室外工程一般會在建筑單體施工圖完成后進行,但是在民用建筑設計中,由于前期階段總圖專業是由建筑專業代替的,為了趕進度,只進行建筑物單體定位,只定建筑物單體正負零,未全面考慮相互之間的關系,在進行室外工程時需要注意以下幾個方面的問題:
⑴在總平面定位上,只反映了建筑物的輪廓,遺漏了建筑物出入口,殘疾人坡道、地下車庫出入口等建筑物其室外其他附屬部分在總平面中的位置,可能造成后續專業返工,使得建筑物與道路之間距離減少,損失建成環境的質量。
⑵在場地豎向設計時,為了趕進度,只定了單體的標高,并未全面考慮單體標高與周邊市政道路、原始地形的關系,在室外工程時,再對場地豎向進行細化時,發現場地土石方量增大,與周邊市政道路銜接不合理,使得室外工程設施的投資增大。
⑶協調綜合各類管線時,要事先與相關專業溝通管線走線,以及管線覆土要求,特別是遇到管線需要在地下車庫頂板敷設時,更需要與建筑、結構專業協調頂板覆土深度,確保管線的埋設深度。
因此,總圖設計是民用建筑設計的重要組成部分。它包含的信息量大,是反映項目的重要載體,也是報建審批的重要設計文件(包括規劃報建、單體報建、初設審批、消防報建等),同時也是施工圖及竣工圖編制的重要依據。即使是一棟建筑物也要研究總平面的設計問題,要將建筑設計做好,就必須處理好建筑與地形道路、綠化、相鄰建筑和周圍環境等之間的關系。尤其是在山地等地形復雜的地區,它需要各專業緊密配合,無論項目大小,均應特別重視,否則,花費了大量時間精力精心設計的方案就可能因為實際無法實施而不得不倉促修改,甚至重新設計,設計由主動創造變為被動應付,其設計質量和水平將大打折扣。可見,總圖設計是影響建筑取得最佳經濟效益、社會效益及環境效益不可缺少的重要環節,必須高度重視總圖設計。
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【關鍵詞】港口;泊位;設計
0 引言
中國是一個海岸線與江河岸線資源豐富的國家,有著大量的優良海灣與河灣來建造港口,同時港口對于城市的發展與國民經濟的促進作用也十分巨大。同時港口投資往往是十分巨大的,通常需要十數年的時間才能落成。如果沒有詳細而有效的規劃,往往既浪費了投資又可能發生造出的港口不能滿足國內外貿易的發展需求的情況。因此需要總結凝煉港口設計的基本方法。
1 港口的設計資料
要想擴建或者新建港口需要有港口的有關資料,包括港口的現狀,港口所在地的地形地質條件、水文氣象條件、設計船型、施工隊的施工能力、主要投資項目單價。其中主要的投資項目單價包括挖泥單價、填土單價、征地動遷、港內鐵路、港外道路、生活辦公設施、水電供應等等。這些將成為最后港口投資的主要內容。
2 港口建設規模確定
第一步,我們先用時間序列法預測港口的吞吐量,再根據設計船型的平均裝卸量、泊位的日裝卸效率來算出船流密度。然后由M/M/S排隊模型算出各類碼頭的最優泊位數作為港口的設計泊位。M/M/S排隊模型精髓為:
其中Ns為船舶在港船數,Cs 為船舶在港日均費用,Cb為泊位日平均營運費
第二步,我們用海港總平面布置規范中的公式計算港口庫場、堆場面積。
第三步我們得先計算防波堤長度,計算中我們用到水文學知識用波浪繞射原理對其進行估算。
計算公式為H1=Ho*Kd,Kd為繞射系數。防波堤是一個港口能否安全運行的重要屏障,不容忽視。
3 總平面設計
總平面設計包括水域、陸域。
1)水域具體有泊位水深、泊位寬度、泊位長度、碼頭高頂程、港池底高程、航道底高程、航道寬度、港池寬度、防波堤口門寬度和回旋水域等參數。這些數據的計算方法在《港口規劃與布置》一書中有詳細的說明。下面就泊位水深的計算給出范例:
船舶停泊水深按下式確定:
式中:k ――船舶吃水系數;Z1――龍骨下最小富裕深度;Z2――波浪富裕;Z3――船舶因配載不均勻而增加的船尾吃水值;Z4――備淤富裕深度;Z5――浚深富裕
2)陸域具體有碼頭集疏運布置、碼頭前沿線、堆場的具體布置形式、以及碼頭上運輸機械的種類與數量、生產生活輔助區等地區的布置。其中集疏運布置根據后方交通條件以及港口性質進行布置;碼頭前沿線根據泊位數量按規范進行平均分配;至于運輸機械則根據港口規模來確定。最后生產生活輔助區則按照《海港總平面設計規范》進行設計。
4 建設計劃
4.1 碼頭泊位
我們首先要確定泊位建設的時間,這個時間不是隨便定的。我們得根據歷年的吞吐量繪制吞吐量直線圖并以此來確定各個年份的吞吐量。然后再根據每個泊位的通過能力,來確定具體哪一年原有泊位數不滿足要求,這就是泊位投資的年份。
4.2 防波堤
港口的防波堤往往較長,有的能達幾千米而且受于施工能力的限制往往每年只能建兩三百米。因此,我們必須得對防波堤的具體施工年份進行設計,既要避免投資過于集中,節省流動資金;又要使防波堤建設不妨礙港口興建泊位的時機以及泊位運行的安全。
4.3 其它
建設過程中我們需要考慮港口陸域的吹填;港口水域的疏浚以及倉庫和堆場的同步建設,我們要在保證碼頭泊位正常投產使用的前提下盡量使投資合理。
5 投資估算
碼頭岸線、防波堤、圍堰護岸、陸域形成、倉庫堆場、裝卸設備集疏運設施、疏浚和水電等生產生活輔助投資都要根據其具體的工程量,按照其各自的單價計算,算出每一項的投資后將其相加并平均平攤到每一個泊位上。然后根據每個泊位的投資時機進行動態分析。
6 結語
按照以上步驟進行港口設計就可以有效的對港口進行設計,可以幫助初學者方便的掌握設計技巧與思路。
【參考文獻】
關鍵詞:給水工程 ; 管線設計 ;施工管理
中圖分類號:TU99文獻標識碼: A
市政給排水工程是城市基礎設施重要組成部分,做好城市市政給排水規劃設計與管理工作,對建設一個良好城市人居環境意義重大。城市的進步離不開科學合理的城市供水系統,而市政給水工程規劃設計則是良好供水系統的重要關節點。近幾年,城市居民數量激增,生活水平提升,工業結構優化調整,經濟發展迅猛,用水需求量急劇增加,這對城市給水系統的調配能力來說是一個巨大的挑戰,需要我們必須認真地思考與研究。
1科學設計市政給水工程
1.1管線設計
設置工程名、管線平面設計、標高設計、平面標注、縱斷面圖和節點詳圖設計是市政管線給水設計的幾個重要步驟。
1.1.1管線平面設計
管線平面設計需要熟練掌握該工程的設計軟件,根據軟件提供的各種指示命令,首先完成管線的平面布置設計,定義道路樁號,準確定位閥門井和消火栓井,選擇相應的管代號和管材,根據提示命令進一步完成水管線的布置。其次,在準備核定管線節點位置后,根據設計要求準備布置閥門井,室外消火栓等。第三,選擇規格一致的管道,定義管徑規格。第四,在軟件中對管線的位置進行整理與修改。最后,對管線中的各個閥門井和節點進行統一或逐個編號。
1.1.2管線標高設計
管線標高設計需要從地面標高和管線標高兩方面入手,設計軟件中對兩種標高的確定方式有多種。其中地面標高多采用路標高計算,這種方式比較嚴格,即根據道路中心地面標高及其到管線處的高差或橫坡等參數定義節點。管線標高一般采用管中心埋深定標高的方式,然后采用控制點定標高的方式,根據管道長度計算出管道各端點的標高。
1.2工程造價控制
1.2.1項目決策階段的控制要點
給水項目的前期投資估算和工程造價管理是否準確直接關系到后期施工的實際建設。市政給水工程因涉及范圍廣、社會影響大、區域環境不同、施工條件差異大、資金數字龐大等因素要求決策方務必要對項目的合理性進行深入研究,制定一項科學嚴謹的可行性方案,為決策層提供一個準確判斷。
1.2.2工程設計階段的控制要點
造價核算人員應積極與項目設計人員保持聯系,互相配合,讓設計人員積極參與到造價管理當中。同時,項目組需要設計人員樹立現代經濟核算理念,不僅要做到積極參與造價管理,而且還要對施工各個階段進行監督,一旦發現實際施工與設計圖紙存在差異,應該及時溝通,確定需要更改后,再次與造價管理人員核實,重新計算該部分的成本費用,要對增減情況做出詳細準確記錄。
1.2.3控制好招投標環節
給水工程工期龐大,環境復雜,突發性狀況較多,這些不可預見性的因素對投標單位要求非常嚴格,更需要招標方秉著認真負責公平公正的態度做好招標工作。首先,認真核實投標單位的資質,堅決杜絕轉包或分包現象發生。其次,認真考察投標單位的綜合實力,如人力資源、施工設備、技術水平、資金狀況、社會信譽等硬性條件。最后,招標方要兼顧招投雙方的利益,同時雙方根據各自情況科學合理進行工程報價,做到公開透明公正,這也有利于達到用最小的成本獲得最大利益的目標。
1.2.4工程實施階段的控制
工程實施階段是實現項目價值的最主要階段,許多書面上的東西要變成實體而運作,這個階段工期長,過程繁縟,要落實到每一步,每一細節,所以對這個階段造價控制有著不可替代的意義。
1.2.5竣工結算階段的控制
工程接近尾聲后,根據建設單位提交最后的造價清單,包括施工期間出現的一些材料替換、設計調整以及合同條款中包含的各項費用和出現違約費用等,要認真核實審查,并委托具有相應資質的單位審計工程最后的總金額,防止重復計算或高估冒算。
2市政給水工程合理施工與管理
2.1施工的準備工作
從組織人員方面講,落實法人負責制,工程建設、工程監理人員落實到位。從施工環境方面講,在施工前一定做好線路現場排查工作,熟悉了解施工場地周邊的自然環境及社會環境,對地上地下的障礙物要有所統計標注,避免施工時發生事故。從施工過程方面講,首先,根據掌握的施工場地資料制定合理的施工方案;其次,設計圖紙一定要做到最后會審,進行圖紙技術交底;第三,施工要嚴格遵守工期及程序。第四,做好原材料的篩選工作。第五,生產部門也要做好信用計劃,經由總部審核通過后,物資部門再做統一發放。最后,動工前一定要根據提供的測量控制點及精度要求,對所提供數據和資料的準確性再次進行深入核查。
2.2施工中質量監督與技術保障
2.2.1做好施工質量監督工作
完善組織質量保證體系,明確責任制,必須做到專人專管,責任落實到個人,對每一道工序做到嚴格把關。各個工種的工作人員必須做到持證上崗,做好施工記錄和技術交底,真正做到“三檢”聯合的檢驗評定工作,即自檢、專檢、聯檢。
另外,項目經理要組織人員做好現場施工安全檢查工作,增強工作人員的安全意識,組織工人定期學習《安全技術操作規程》,定期做好排查工作,一經發現安全隱患,應及時上報處理。
2.2.2做好技術保證工作
技術力量的強弱除了需要優秀的各工種技術人員,同時也需要先進的施工設備。施工經驗豐富、責任心強的技術人員如果能夠聯合管理人員,做好設計文件和圖紙的核對和測量等重要工作,將會成為技術工作的堅實后盾。同時,各部門應協調配合,有效合理地組織施工,做好施工保證工作,落實施工內部監理制度,保證工程質量,如期完成施工。
3結語
綜上所述,作為城市的重要基礎設施的給水工程 ,成為居民生活、工、農、商發展最直接的制約因素。如何建設出高質量的城市給水工程,科學的設計方案,合理的造價成本,完善的管理措施,先進的技術保障等是其重要環節,因此,我們要嚴格遵守,保證質量,打造出一流的給水工程。
參考文獻:
[1]張錦兵;羅安達市給水工程設計與施工[J].水利科技與經濟,2007(06).
關鍵詞:高層建筑,防火設計;疏散設計
高層建筑的使用功能復雜,設備種類繁多,人員集中,起火因素多,而人的安全疏散及撲救滅火的困難都較大。為了保證安全,防災于未然,要特別重視高層建筑的防火設計。我國的高層建筑設計必須遵守我國現有防火規范的有關規定。
一、高層建筑的防火設計要點
做好防火設計,可以盡量減少或避免高層建筑火災所帶來的巨大危害,保障城市建設和人民生命財產的安全。防火設計中應把樓內人員的生命安全放在首要位置來考慮,立足于以防為主,防火與滅火相結合。在進行高層建筑的防火設計時,應著重考慮以下幾方面問題:
(1)總體布局要保證通暢安全。處理好主體和附體部分的關系,保持與其它各類建筑的防火間距,合理安排廣場、空地和綠化,并提供消防車順利接近高層建筑的良好條件。
(2)合理進行防火分區。采取每層作水平的分區(以防火墻劃分)和垂直的分區(以耐火的樓板劃分),力爭將火勢控制在起火單元內加以撲滅,防止火災擴散。
(3)構造設計要使建筑物的基本構件(墻、柱、梁、樓板、防火門等)具有足夠的耐火極限保證火災時結構的耐火支持能力和分區的隔火能力。
(4)安全疏散路線要簡明直捷。在靠近防火單元的兩端布置疏散樓梯,控制最遠房間到安全疏散出口的距離,做好疏散樓梯的防火封閉和排煙措施,以保證人員安全迅速地撤離險區。
(5)盡量作到建筑物內部裝修、隔斷、家具、陳設的不燃化或難燃化,控制可燃物的貯放數量,以減少火災的發生和降低蔓延速度。
(6)做好建筑物室內、外消防給水系統的設計,保證足夠的消防用水量和最不利點的滅火設備所需的水壓。采用先進可靠的自動報警和滅火系統并正確地處理安裝位置。還應設旨消防控制室,控制和指揮報管、滅火、排煙、疏散等。
二、耐火構造設計與防火設計
為了爭取高層建筑主體在火災后基本保持完整,減少損失、高層建筑應有一定的耐火能力。耐火構造設計要按結構方案選取各種材料和做法,確保構造厚度及保護層厚度。高層建筑的主要構件基本采用鋼筋混凝土結構和鋼結構,可以我國規范為主要依據,根據燃燒性能和耐火極限確定不同部位、不同種類的鋼筋混凝土或鋼結構構件的保護層厚度。玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻等填充墻的材料應用非燃燒材料。如外墻面采用耐火極限不低于1h的非燃燒體時,其墻內填充材料可采用難燃燒材料。無窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻,應在每層樓板外沿設置低于80cm高的實體裙墻,或在玻璃墻內側每層設自動噴水保護其噴頭間距不宜大于2m。另外,高層建筑內的裝修往往采用各種可燃材料,一旦火災發生,這些內裝修可能成為火勢的助燃物而擴大災情。所以,內裝修的不燃、難燃與阻燃是關于防火設計的重要研究方向。
預防失火或減少火災損失的具體目標就是早期發現、早期發出警報,不待火災擴大即早期撲滅,同時,使人員迅速疏散到安全地段、消防車能迅速靠攏,消防隊員能迅速到達火災現場救火。為達到上述目標,防火、滅火的每一個步驟必須充分重視,任何一點疏忽,都會貽誤時機,擴大災情。
1、總平面布局中的消防問題
選址應在交通便捷處。根據城市規劃確定的高層建筑位置應有方便的道路通達。要求既宣靠近干道,便于高層建筑中大量人流的集散,又便于消防時的交通組織與疏散。在進行總平面設計時,應根據城市規劃要求,合理確定高層建筑的位置、防火間距、消防車道和消防水源等。高層民用建筑不宜布置在火災危險性為甲、乙類廠(庫)房,甲、乙、丙類液體和可燃氣體儲罐以及可燃材料堆場附近。高層主體建筑的底部至少有四分之一的周邊長度不應布置與其相連的高度在5m,進深在4m以上的附屬建筑,且在此范圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。建筑物周圍應設環形車道(可利用交通道路)。如設環形車道有困難時,可沿建筑物的兩個長邊設置消防車道。當建筑物的總長度超過220m時,應在適中位置設置穿過建筑物的消防車道。保持建筑間的防火間距。為了保讓登高消防滅火操作的要求,及防止火勢蔓延,高居建筑總體設計應保持建筑間的防火間距。
2、防火、防煙分區和建筑構造
高層建筑的體量大,有的標準層面積也很大,為了將火勢控制在發生的單元,阻止向各處蔓延,一般都規定防火分區。防火單元是由防火墻和耐火樓板、防火門窗劃分的。在設置有困難的開門部位,也可采用水幕保護的防火卷簾,在火警時,由消防中心指揮防火卷簾自動降下,執行防火分區的功能。
高層建筑防火分區的水平劃分,應在滿足防火規范的前提下,結合建筑物平面特征進行,力求協調使用功能合理分區、疏散方便、便于自救、撲救和火災蔓延。當建筑物內部設有上下層相連通的走馬廊、開敞樓梯、自動扶梯、傳送帶等開口部位時,應按上下連通層作為一個防火分區,其面積之和不應超過規定;當上下開口部位設有卷簾水幕等分隔設施時,則可按分層計算防火分區面積。在防火分區設計中,還需注意水平管道的耐火構造和垂直防火分區。穿過防火單元及防火墻的水平管道應由不燃材料制作,其中,為防止風管竄煙竄火,不宜穿過防火墻,必須穿過時,應在兩側設防火閥。
三、疏散設計
發生火災時,人員往往還在遠離地面的高層,將他們全部迅速地疏散到安全地帶是防災的重要環節。安全疏散設計是高層建筑交通設計中不對忽視的組成部分。疏散設計的原則是路線簡單明了,便于人們在緊急時進行判斷。同時提供從室內任何位置向兩個方向疏散的可能性。
平面布局中的安全疏散問題,即表現為水平面合理疏散線路組織。火災發生時,人流通過精心組織的水平通道順暢到達疏散樓梯、電梯口,如旅館中要求人們從著火房間或部位跑到公共走道、再經過公共走道到達疏散樓梯間,當人們向一個方向疏散(如常用,熟悉的出口等)遇到煙火阻礙時,將會掉頭尋找另一條出路,設計上提供另一方向的疏散口成為必要。保證水平面有兩個以上的安全疏散,它將貫穿在任何樓層平面設計中。一般,水平通道組織即是圍繞兩個疏散口(或逃生口)布置來進行。
消防電梯可以在火災發生時供運送消防人員相消防器材以及搶救受傷人員。火災時,普通客梯應立即降到首層停駛。但為了消防隊員能迅速進入火場,及時運送消防器材和救護傷員等,必需設置一定數量的在失火能保證安全運轉的消防電梯。
目前,許多建筑物中,消防電梯是單獨設置的,但設計中采用以下幾種情況:①位置上與其他電梯分開;②位置上雖與其他電梯并排,但層門不朝向公用的候梯廳,有單獨的消防前室,并且操作是獨立的。此外,人們在緊急避難時具有“歸巢”本能,即首先選擇最熟悉的。設計時可以使平時交通流線與緊急避難流線完全結合起來,從而使乘客電梯在火災時變成快速高效的安全疏散工具。
參考文獻
【關鍵詞】公路;路線;GIS;應用;設計
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
公路線路的選線通常是指依據公路的使用任務及其具有的性質,根據有關的技術標準要求,以及制定的公路路線設計可行性的方案,并且跟實際的水質地質環境條件相結合,從全局出發,從細節入手,綜合全盤地進行考慮,采用GIS系統技術手段選擇合理的公路路線。本文采用GIS系統技術條件下,公路路線的應用進行設計與分析,并簡要敘述GIS在公路路線平面設計當中的合理應用。
二.GIS在公路路線設計中的應用背景分析
1.在目前情況下,我國的公路設計的設計模式以及其設計方法,技術的科技含量相對較低,尤其是其中的高科技含量明顯不足,在設計方向上,并沒有突破傳統的設計模式以及設計方法,比較嚴重地影響著我國的公路設計測設水平以及效率;為了進一步的提高公路規劃、勘察設計的效率、及其質量與科學性,亟待于通過采用計算機技術、光電技術以及電子信息技術等高新技術,來對公路規劃、及其設計的傳統技術構成進行改造,以確保公路勘測設計自動化的實現。雖然在“七五”、“八五”期間,我國公路交通部門對公路航測電算技術進行了研究和開發,進行了大量的試驗,并對若干公路路線CAD系統已開發完成,但是這些CAD系統功,其表現盡管對人工擬定路線平及縱設計方案之后的計算、制表、繪圖等確定性過程的作業效率進行提高,以及對其成果質量上有所提高,然而在擬定原始設計參數、選擇路線方案、對設計成果進行評價及優化等方面,卻在設計者人機交互式的適時決策方面更缺乏支持,現行的CAD系統的運行,在對公路勘測設計時前期的公路規劃以及對其可行性研究方面,則更顯很不得力。要切實解決對公路可行性研究以及對公路路線方案進行選定等諸因素的控制問題,這類問題又涉及到工程、環境、還有經濟等領域,而且又對公路建設投資綜合效益產生很大影響的空間多個目標進行決策的問題,必需以理論為依據、從數據采集、決策技術方法手段、支撐平臺以及空間模型的分析、還有3S技術集成方面進行深入研究以及探索,對這一系統工程進行研究的課題,其本身是一項極為復雜的而且是龐大的,這就要求有關的公路主管部門應積極組織力量,大力開展對這方面方面的研究工作。
2.以交通部制定的《公路、水運交通科技發展的“九五”計劃及到 2010 年的長期規劃》規定為指導,又要與我國公路規劃、設計及建設實際情況緊密結合,又對現行公路路線CAD 系統尚不足給以關注,來對公路可行性研究、路線方案選定這類多目標空間決策問題進行解決,改變其現狀,同時還要引入有關的地理信息系統理論、以及其方法和技術分析手段,特別要對其空間分析功能著重利用,經過理論分析,建立模型以及對影響因子進行選定、還有對數據庫的開發、應用程序進行設計等步驟,并基于GIS的公路數據庫管理系統,建立一個公路路線方案決策支持系統,在系統功能上保證達到對公路可行性研究及公路初步設計階段的路線方案進行選定,提供得力的決策支持。在這基礎之上,再進一步在該決策支持系統、現行公路路線CAD 系統、以及同樣基于 GIS 的公路數據庫管理系統中,對其中三大系統的數據共享和系統集成問題進行研究。
三.GIS在公路選線設計中的應用
GIS是以計算機軟件及硬件為支持,通過運用系統工程以及信息科學的理論,來對具有空間內函的地理數據進行科學管理和綜合分析,來為公路的規劃、工程的管理、決策以及研究提供所需信息的一項技術系統工程。GIS不僅具有圖庫管理系統功能,特別重要的是它還具備空間分析功能,包括空間特征的幾何分析、以及對數字地形模型分析、影像分析和網綽分析、還有對地理變量的多元分析等眾多方面。具備這些空間分析功能可以為用戶提供了多種有效解決問題的手段,從而為人們從宏觀的、科學的角度來對世界認識,作出決策提供有力的幫助。對公路選線的GIS系統,其所需的輔助數據主要包括:與路線方案有關的計劃、規劃、以及地質、水文和氣象資料以及相關的統計資料、還具體包括水文、地質、氣象資料以及各種比例尺的地形圖和地質圖。根據以上這些采錄的信息,GIS就可以順利地生成數字地形模型就是田DTM,可以為設計者從宏觀地認識整個沿線地區提供幫助;并對各個因素給路線選擇帶來的影響程度進行綜合地分析評價;依據公路設計技術標準的有關要求,經分析確定出控制點,以人機交互的方式來對路線進行適宜地選擇,并且顯示在DTM上。。
四.GIS用于公路路線平面設計
所謂公路的平面線形,其具體是由直線、圓曲線以及緩和曲線而組成的。圓曲線半徑為R表示,可通過橫向力系數為L、設計車速為v、以及超高率為i、利用公式R=v2/(127*(L+i))來進行計算。當L、i取設計最大值的時侯,R就存在最小值。這就是公路上在圓曲線上存在的最小半徑。在公路設計時,在地形條件允許的情況下,應盡可能地采用較大的曲線半徑,只有在某些場合特別困難的條件下,才能考慮適當采用最小半徑。
在直線和圓曲線相互之間進行插設緩和曲線,可以使公路曲線更加和汽車在行駛時的重心軌跡相符合,為了對行車安全性以及舒適度給予有效的保證,大多采用回旋線的形式。在兩條線段的轉角點,對緩和曲線長度進行確定,還要對緊接的圓曲線半徑進行確定之后,緩和曲線各要素(圖2)就可利用公式進行推算的。在直線和圓曲線之間進行插設緩和曲線,還必須將原有的圓曲線向內側做些移動,才能保證緩和曲線的起點位于直線上。圓曲線向內側進行平行移動的方式,通常采用圓心不動的而進行的平行移動,所以,只需要對圓曲線端點以及緩和曲線端點的坐標是否相同進行相應的判斷,就可以順利完成這相工作。
在路線設計過程中,經常遇到受地形、地物限制的非常情況。由于地形地物限制較大,常常要進行多次的試算和比較,才能確定出合宜的公路路線。比如,當拐彎道受一定的限制時侯,可以先通過選擇一處通過點,來進行反算得出半徑,再根據此半徑大小,來計算出圓曲線上各點對應的坐標位置。當這條圓曲線和其他地物處于相切或者相交時侯,就需要重新選擇一處通過點。當所處的地形實在困難時,實在難以適應,可以考慮改用復曲線。復曲線一般先確定出受地形限制較嚴重的一側曲線半徑,接著再根據切線差計算出另一側曲線的半徑值。當兩半徑之比,其值超過1.5時,應在兩圓曲線之間來插設緩和曲線,以使其構成卵形曲線。在這個過程中,可以選擇多種半徑來進行多次試算,選擇其中最適合的。
在傳統設計方法中的平面設計計算工作,很費時的,其計算時間是比較長的。通過采用GIS系統技術,在計算機的得力支持下,所需要的各曲線要素就能夠被迅速地計算出來,并且顯示在計算機的屏幕上,供人們觀察和決策。另外,還可以對所定的平面方案所對應的縱、橫斷面提供有關的信息,并可直接輸出縱和橫斷面地面線略圖:還能夠對多組參數下的圖案進行同時顯示或者輸出,供設計人員比較分析和決策,以選定最佳狀態。
五.結束語:
在我國的未來十五年經濟發展計劃里,同時也為我國的公路建筑工程快速發展帶來了良好的機遇, 伴隨著我國經濟的可持續發展,也會將全國的高等級公路發展推向一個新的階段,并且在現代化建設當中進行全面的鋪設,而對公路規劃和可行性研究以及路線方案的選定策略,直接影響著公路建設投資的經濟效益,也是公路建設中起著關鍵作用的幾項環節,在公路路線設計中,科學地采用GIS系統,可以有效地增強公路路線設計方案決策的科學性及其規范性,會極大的提高公路建設投資的經濟效益以及社會效益,還可以大大地促進環境效益。
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