线路设计法论文范文1
1纵梁受力分析
与分析横梁方法类似，如图2所示，取最不利位置，两组道岔处区域，纵梁平行于线路作用在挖孔桩上，假设两列列车同时过桥，纵梁以上荷载有:两列车所产生的中-活载(乘以相应的折减系数)、横梁恒载、小纵梁恒载、3-5-3型吊轨恒载、枕木以及钢轨恒载。拟选取H428×407×20×35型钢纵梁，纵梁与桩之间采用连续梁结构进行模拟。经计算，输出结果为:纵梁变形形状，最大位移1mm，纵梁梁最大弯曲应力57033．6kN/m2=57．0MPa，纵梁最大剪切应力52447kN/m2=52．4MPa，均满足规范。纵梁采用H428×407×20×35型钢。
2线路防护及顶进施工步骤
2．1线路防护施工步骤
新建下穿铁路框架桥位于车站咽喉区，框架桥采用宽翼缘大刚度的H型钢纵横抬梁加固铁路线路。线路防护施工可大体分以下几个步骤［4-6］:第一步:抽换枕木(砼枕换木枕)，木枕尺寸为280cm×16cm×24cm，道岔影响范围内岔枕尺寸应根据实际调整，确保符合轨道施工要求。第二步:对各股线分别设“3-5-3”P43吊轨，道岔区设“3-3”P43吊轨;并在轨底枕木下设置小纵梁，并将一股线路下小纵梁通过横向连接成整体。第三步:施工线间及线路两侧挖孔桩及端部钻孔桩及盖梁。第四步:安装H428×407×20×35型纵梁。第五步:横穿H428×407×20×35横梁及H498×432×45×70横梁。
2．2顶进施工步骤
第一步:箱体浇筑完毕，中继间顶进至箱体前端距第一排桩边缘1．0m处，将横梁稳定支撑于箱体上。第二步:箱体顶进至第一排桩边缘最小距离0．3m处，横梁稳定支承于箱体后，拆除箱体范围内第一排排桩及H428×407×20×35型纵梁，继续顶进。第三步:箱体陆续顶进离第二至八排桩边缘最小距离0．3m处，横梁稳定支承于箱体后，拆除箱体范围内第二至八排桩及H428×407×20×35型纵梁，继续顶进至设计位置。第四步:箱体两侧路桥过渡段回填级配碎石并注浆，确保铁路刚度平稳过度，最后拆除箱体范围外纵横梁及线路加固设施，恢复线路。
3结语
线路设计法论文范文2
关键词：公路路线；计算机；设计系统
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
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：
1概述
本文的研究目的，在于针对工程实际，对公路路线设计中有关问题的设计理论和实用算法进行一些基础应用方面的研究，同时从实用角度出发，开发具有自主版权、功能相对齐全、实用的公路路线辅助设计程序。在程序开发过程中，借鉴了目前国内一些新的关于设计理论和计算方法的研究成果，结合作者在多年公路勘测设计第一线工作实践中对公路路线设计理论与方法研究的结果和实践经验的总结与体会，应用计算机技术，解决路线设计中平面、纵断面、横断面设计计算、工程数量计算、设计图表绘制等具体问题。
所开发的应用程序，可直接应用于公路工程设计，特别适合中小型设计单位采用常规设计方法进行公路路线设计，本程序可完成较复杂的平面线形设计，提高计算精度，一定程度上提高线形设计质量、缩短设计周期，为设计单位提供一套实用的设计工具。同时，本程序也可用于大中专院校有关课程的教学过程，通过教学演示，直观地展示路线设计的步骤和方法、以及路线设计的主要成果。
本文着重讨论在公路路线勘测设计过程中有关路线平面、纵断面和横断面的设计理论和计算方法，介绍了在公路路线设计中一些具体问题的处理方法。在总结、引用相关算法的基础上，编制实用的公路路线辅助设计程序。对于计算机软件工程方面的问题，如系统结构、编程技术与技巧、数据结构与数据传输等问题未作更深入的探讨和介绍，程序设计的指导思想亦将能够实现预期的计算、绘图功能作为基本要求，因此，从软件工程角度来看，尚不够完善和成熟。
2程序流程及算法
2.1程序整体工作流程
在公路路线辅助设计程序的编制过程中，为了与用户的设计习惯相吻合，应用的步骤基本与常规的勘测设计过程相一致，程序整体工作流程如图1所示。
图1程序整体工作流程
2.2平面设计
根据测设阶段和数据采集方式的不同，平面设计可分为实地定线和纸上定线两种方法。采用实地定线时，路线导线和各种线形要素―直线、圆曲线、缓和曲线已通过外业测量敷设于实地，各设计参数均已确定，因此，平面设计系统的任务只需将有关数据输入计算机，验算各线形要素和控制点位置。采用纸上定线时，平面设计系统的任务是:路线导线计算，人机交互设计线形要素，推算控制点桩号。不论采用何种方法，定线都是前提工作，也是最关键和最复杂的工作，需要由工程师根据规划意图，结合实际地形、地物、地质、水文等自然条件和其它社会经济条件综合协调，最后确定路线位置。定线所涉及的因素多且复杂，需要由工程师来做出决策，即由人工完成。目前平面线形智能化设计和优化以及采用三维空间线形设计的方法尚处于研究开发和完善阶段，因此，目前公路平面计算机辅助设计的任务主要还是利用计算机快速计算来取代人工繁重的计算与绘图工作，本文中程序设计也是以此为出发点的。
平面设计的流程与工作方法有直接的关系因此其流程也可分为实地定线和纸上定线两种情况，两者主要区别在于数据收集的方式不同，反映在程序系统中则为输入数据的不同，而后续的计算内容基本上是相同的，平面设计的工作流程见图2。
图2平面设计流程
2.3纵断面设计
目前，国内多数CAD系统仍采用人工方法设计纵断面，通常是由计算机将输入的纵断面地面高程资料处理后，在屏幕上显示或由绘图仪绘制纵断面地面线图，由工程师设计纵坡，设置竖曲线计算参数，并将有关设计参数输入计算机，由计算机程序完成纵坡计算、竖曲线计算以及设计高程、填挖高度计算等内容，输出设计图表。本文亦采用这种方法，考虑到在屏幕上显示纵断面地面线不如以图纸方式输出直观，因而在程序中设置了输出《外业纵断面图》的模块，供设计人员试坡使用。
本程序中纵断面设计流程见图3。
图3纵断面设计流程
2.4横断面设计
与纵断面地面数据的采集方法相似，横断面地面线数据亦可通过现场实测、在地形图上人工读取或通过DTM自动产生。不论采用什么方式，横断面地面线都被描述为一条折线，为便于计算机存储和处理，其数据以各折点坐标的方式输入，坐标原点定义在中桩位置，并且将中桩左、右两侧分别建立直角坐标系。上述坐标数据如果由人工键盘输入，工作量非常大，而且容易出错，对于传统的数据采集方法，利用数字化仪将实测横断面图转化为坐标数据是一种较好的解决办法。
图4 横断面设计流程
基于导线的平面设计模型
中线设计是公路平面设计的核心问题，其设计模型应与生产实践紧密结合，同时涉及到系统的易用性、数据管理的统一性和人机交互实现的可能性，因此中线设计模型也是公路CAD系统研究的一个重要问题。目前己在设计中应用的方法有:基于导线的设计、基于曲线的设计和基于基本元素的设计等方法。其中第一种方法属于直线型设计方法，也称为“导线法’，是我国传统的平面线形设计方法，后两种方法属于曲线型定线方法，适用于复杂地形条件下的道路线形设计以及互通立交匝道的线形设计，目前已逐步得到应用并不断发展、完善。
“导线法”设计模型由于简单易行、便于掌握，仍被很多设计部门和工程技术人员所采用。它首先定出一系列直线组成的折线，作为公路中心线导线，然后对每一个转折点配以适当的曲线，形成道路中心线。平面线形组成的基本元素为直线、圆曲线和缓和曲线，在公路设计中常用的缓和曲线形式主要是回旋线。采用“导线法”进行平面线形设计时，由于先定直线，后定曲线，容易造成曲线与直线的匹配不够合理，在受地形地物限制的情况下需要布设比较复杂的线形组合时，采用“导线法”也往往显得不够灵活。本文着重讨论采用“导线法”布线时，几种常见线形组合形式在算法上的一些改进和处理方法，以提高采用这一方法时的灵活性，并进一步提高计算精度。
结论
本文主要讨论了公路路线设计的基本理论、基本方法，以及计算机辅助设计程序开发的主要流程和算法思路。其主要内容仍以公路路线常规设计理论为基础，在此基础上，引入了作者对线形设计理论研究探讨的成果，特别在平面线形设计理论方面，着重研究了采用“导线法”布设平面线形时，卵形曲线线形设计的数学模型和计算方法以及放样坐标的计算方法，在分析过程中，以非对称基本型曲线的计算方法为依据，较好地解决了卵形曲线等复杂线形设计、放样的实际问题，并且借助适当的计算机算法，可以实现高精度的计算。
本文提出的卵形曲线计算模型，有着较高的灵活性和适应性，由于从基本型曲线的算法出发，因而其设计概念较清晰、数学模型也较简单，而且在线形组合方面涵盖了复曲线的组合形式，与本文所述的其它的曲线形式相配合，从而使得在“导线法”布设平面线形的情况下完成各种复杂线形组合的设计成为可能。从这个意义上讲，在平面线形设计中，传统的“导线法”和曲线型设计方法并无本质上的差别，其主要的区别在于控制曲线线位的约束条件不同，根据约束条件确定曲线参数时的操作手法不同，而曲线的线形实质并未变化。在实际应用中，“导线法”和曲线型设计方法各有所长，有各自的适用条件，要根据具体情况选用。这一点对于采用常规方法设计、放样的基层设计、施工单位以及低等级公路建设项目来说，有着较为重要的现实意义。
在平面线形设计理论的探讨中，有一个很重要的特点，就是对于由直线、圆曲线、回旋线三要素组成的平面线形，直线和圆曲线的线形较简单，处理起来较为方便，而回旋线的应用以及与直线或圆曲线的配合则是主要矛盾，因此不论是何种形式的线形组合，都要基于对回旋线几何特性的深刻理解和认识，本文在讨论卵形曲线计算时，也是从这一点出发，并且借鉴了曲线型设计方法中“模式法”的有关数学模型进行处理。在本文中，各种曲线形式的计算和处理方法，最终都是以非对称基本形曲线的算法为基础，这样使得线形设计的概念较为清晰，而且也为程序系统的设计提供了方便。
参考文献：
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线路设计法论文范文3
关键词：高填方涵洞拱效应理论 太沙基理论 规范土柱法 非线性土压力
中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：
现今我国高等级公路建设发展迅速，为满足高速公路线形要求，高填方涵洞的应用越来越多。现行《公路桥涵设计手册》对于拱顶垂直土压力采用的是土柱压力法,即垂直土压力与填土高度成线性关系,设计人员为了保证涵洞不被压裂甚至压坏,不惜加大安全系数,加大结构尺寸,这就造成了工程上的极大浪费。故本文针对高填方涵洞上土压力的复杂性，综合理论及工程实例分析拱效应理论、太沙基理论、规范土柱法及非线性土压力计算公式在高填方涵洞上土压力计算中的应用，供理论研究和设计参考．
一．高填方涵洞土压力计算典型理论分析
1．卸载拱法
“卸载拱法”又称拱效应理论，以普氏卸载拱理论为基础，普氏认为，岩体中存在许多纵横交错的节理裂隙和各种弱面，并将岩体切割成尺寸不等、形状各异、整体性完全破坏的小块岩体。由于岩体间相互楔入与镶嵌，可将其视为具有一定内聚力的松散体。开控后由于应力重分布，使洞室围岩发生破坏，首先引起顶部岩体塌落，但这种塌落是有限的，当岩休塌落到一定程度后，岩体进入新平衡状态，而这种平衡状态就是形成了一个自然平衡拱，也称其为压力拱。
由普氏理论得到的作用于洞室上的土压力为：
2．太沙基（K.Terzaqhi）地压理论
同普氏理论，在太沙基理论中，也视地层岩体为具有一定内聚力的松散体，便是，对引起地下洞室的压力原因与普氏理论完全不同。太沙基理论认为，地下洞室的压力由地层的应力传递所引起。其计算公式如下：
3．规范土柱法
即土压力大小与涵顶填土高度成正比，
4．非线性土压力理论
杨锡武教授将模型试验数据回归分析，得出高填方涵洞的非线性土压力计算公式，即所谓高填方涵洞的非线性土压力计算方法是以试验结果为依据，根据涵顶土压力随填土高度变化的规律，通过统计分析，找出土压力与填土高度间的统计关系。
模型试验和数值模拟（ansys软件）计算得到的涵顶土压力随填土高度变化的关系曲线表明：在填土较低（0~18m）时，涵顶填土的土压力增长较快，涵顶土压力与填土高度的关系近似成线性变化，在较高填土时则成曲线关系变化。产生这种变化关系的原因是在较低填土条件下，涵洞上方的拱效应不明显，土压力随填土高度的增加成线性增加；当填土较高（>18m）时，涵顶上方的拱效应越来越明显，但由于高填高涵洞上方卸载荷拱具有不稳定性的特点，当涵顶填土高度增加时，仍有部分土压力传递到涵顶，使得土压力不随填土高度增加成线性关系增长。基于这种变化关系，提出采用以下数学模型用于计算高填高涵洞的土压力，从而进行结构设计：
进而考虑诸如不同跨径、不同填料容重、不同结构形式、不同设涵位置等边界条件，以及与其他土压力计算理论和方法的对比，并考虑实际的施工条件，经过回归分析得出具体高填方涵洞的非线性土压力计算公式：
狭窄沟谷沟心设涵：
宽坦沟谷沟心设涵：、
二．设计算例
1．设计资料：
某工程高填土涵洞涵顶填土高度40m，且涵洞位于宽坦地形，涵洞结构形式为盖板涵，跨径为3m，涵台高度为3m，填料为碎石土，内磨擦角，黏聚力，填土容重。
2．应用以上四种理论计算涵洞的涵顶土压力
1）卸载拱法
2）太沙基（K.Terzaqhi）地压理论
3）规范土柱法
4）非线性土压力理论
三．结合理论及算例结果对比分析土压力计算方法
1．在四种方法中，规范土柱法计算所得土压力最大，过于保守，所以在我国《公路桥涵设计通用规范》中的线性土压力计算理论未能全面反映高填方下涵洞的受力机理，造成结构断面尺寸过大。
2．卸载拱理论计算所得土压力明显小于规范土柱法，但仍需强调的是，由于填料是与岩石不同的散粒体，而前述的填土密实要达到稳定的程度也需要相当长的时间。因此，从某种程度上计，高填方涵洞设计按卸载拱理论是不安全的。
3．从算例明显看出，太沙基理论计算所得土压力最小，但通过工程实例分析，填土达到一定高度时压力并不是不再传递，而是以另外一种规律的方式传递，即不再是规范法中的线性传递。
4．非线性土压力计算方法是一种介于普氏卸载拱理论和太沙基地压理论之间的一种深埋式地下洞室的土压力计算理论和方法。其特点是通过计算简单的参数，根据公式求得高填土的土压力，既考虑了“卸载拱法”中的拱效应，又兼顾了其不稳定性的特点，避免了对拱效应过高或者过低的估计，导致涵洞结构设计土压力过大过小，即可以合理确定涵洞结构尺寸，将安全性与经济性综合考虑，达到“安全、经济”的设计原则。因此，考虑了拱效应的非线性土压力计算方法是较合理的高填方土压力计算的理论和方法。
四．对比工程实例分析采用非线性土压力计算方法与公路《桥涵设计规范》方法计算所得涵洞结构设计
某工程高填土涵洞涵顶填土高度：H=23.3m，涵洞结构形式为石拱涵，设计荷载：公路Ⅰ级；
土的容重：，土的内摩擦角；材料容重：圬工采用，拱背填料；建筑材料：拱圈采用M10浆砌40#块石，；涵台及基础采用M7.5浆砌40#块石，。
采用公路《桥涵设计规范》方法
1）计算土压力：
2）涵洞结构设计尺寸如下：（结构形式如图a）
净跨径：2.0m，净矢高：，拱圈厚t=0.9m，净矢跨比：
涵台顶宽a=2.2m,涵台高为2.0m ,基础高t=1.5m.
3）计算所得内力如下：
拱顶弯矩，拱顶剪力；
拱脚弯矩，拱脚剪力，
涵台最大弯压应力，基底最大应力
2．采用非线性方法：
1）计算土压力：
2）所得涵洞结构设计尺寸如下：（结构形式如图b）
净跨径：2.0m，净矢高：，拱圈厚t=0.4m，净矢跨比： ，涵台顶宽a=1.5m,涵台高为1.0m，基础高t=0.6m.
3）计算所得内力如下：
拱顶弯矩，拱顶剪力，
拱脚弯矩，拱脚剪力，
涵台最大弯压应力，基底最大应力
3．结论
通过上述计算及图a,b可以看出，非线性土压力计算方法及规范土柱法计算所得结构设计存在较大差异，由于非线性土压力计算更接近工程实际，而规范土柱法过于保守，因此采用非线性理论更经济合理。
五．结语
结合卸载拱法、太沙基地压理论、规范土柱法和非线性土压力理论四种典型高填方涵洞土压力方法的理论及算例分析，总结得出非线性土压力计算方法是一种较合理的方法。但仅是一种建立于模拟试验之上的理论计算方法，因此仍有待进一步的实验研究和工程实例来佐证，以便更好的应用于结构设计和理论研究中。
参考文献：
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[2]熊启钧．涵洞．中国水利水电出版社，2006．
[3]孟广文，赵卫国．简明公路桥涵设计实用指南．人民交通出版社，2005．
线路设计法论文范文4
关键词：变电所，配电所，存在问题，规范
10、6 kV配电所及10、6/0.4kV变电所设计，是工程建设中非常普通又非常重要的一项工作，其规范性和技术性都很强，许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实。要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程，又要满足当地供电部门的具体要求，否则会出现种种问题，影响设计质量和工程进度。为了做好变配电所的设计，现将本人在我院变配电所设计图纸时发现各种问题中的一部分整理出来，进行简要的分析，与大家相互交流，以便共同提高。
1.对土建的要求在GB50053－94《10kV及以下变电所设计规范》中明确规定了变电所所址选择和对建筑等有关专业的要求，在执行中我们还存在不少具体问题，现仅列举以下几例略加分析，今后设计时应予以重视。
1）牱阑鹛糸埽撼导涓缴璞涞缢选用油浸电力变压器时，有的未在变压器室大门的上方设置防火挑檐。在工程建设标准强制性条文GB50053－94的第6.1.8条，规定“在多层和高层主体建筑物的底层布置有可燃性油的电气设备时，其底层外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐”。
2）牥踩出口：有的设计在长度大于7m的配电室仅设一个出口或设两个出口但靠近同一端。这不符合GB50053－94第6.2.6条的规定，规范要求“长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端”。
3）犃焊撸河械纳杓圃诳悸鞘夷诰桓呤蔽醇萍傲旱母叨取S捎诒渑涞缢的跨度较大，有时梁的高度可达800mm左右，故在提土建条件层高时应考虑梁的高度。
4）犞蛋嗍遥河械纳杓平值班室设在交通不便的里角。这不符合GB50053－94的第4.1.6条规定，该条规定“有人值班的配电所，应设单独的值班室。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门。”
5）牭缋鹿担河械谋涞缢内双排布置的低压配电屏仅在屏底和后侧设置地沟，两排屏的沟之间互不连通。为了方便电缆的进出和今后线路的调整，宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。
2. 推荐选用D，yn11结线变压器最近十年，在TN系统中采用D，yn11结线组别的变压器已很普遍，但还有不少工程仍选用Y，ynO结线组别的变压器，其原因主要是不清楚前者的优点。论文格式，存在问题。在GB50052－95《供配电系统设计规范》中第6.0.7条规定：“在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用D，yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器”。这里“宜选用”的理由，主要基于D，yn11结线比Y，ynO结线的变压器具有以下优点：
1）有利于抑制高次谐波电流。三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成形条件下，可在原边形成环流，有利于抑制高次谐波电流，保证供电波形的质量。
2）有利于单位相接地短路故障的切除。因D，yn11结线比Y，ynO结线的零序阻抗小得多，使变压器配电系统的单相短路电流扩大3倍以上，故有利于单相接地短路故障的切除。
3）能充分利用变压器的设备能力。论文格式，存在问题。论文格式，存在问题。Y，ynO结线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25％熂鸊B50052－95第6.0.8条牐严重地限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分利用；而D，yn11结线变压器的中性线电流允许达到相电流的75％以上，甚至可达到相电流的100％，使变压器的容量得到充分的利用，这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。论文格式，存在问题。因此在TN及TT系统接地型式的低压电网中，推荐采用D，yn11结线组别的配电变压器。论文格式，存在问题。
3.断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种。目前我们使用最多的是断路器，用它来作配电线路的短路保护和过载保护。但是，在选用低压断路器时存在不少问题，其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流，但有的设计者却没有进行短路电流计算，所选短路器的极限短路分断能力不够，不能切断短路故障电流。要确定断路器安装处的短路电流，可按设计手册进行计算，但比较烦杂；也可以采用“短路电流查曲线法”来确定计算电流，比较简便。现将由上海电器科学研究所设计、浙江瑞安万松电子电器有限公司断路器产品资料中提供的一种“短路电流查曲线法”附在后面。通过查此曲线，可以较方便地求得任意安装位置的短路电流近似值。所举例子的短路点仅为假设，实际工程设计中最常用的短路点是选在保护电器的出口端。论文格式，存在问题。
4.断路器与断路器的级联配合低压配电线路采用断路器作短路保护时，断路器的分断能力必须大于安装处可能出现的短路电流。但是有时不能满足此要求。例如：C45N、C65N/H微型断路器的分断能力仅分别为6kA、10kA，但其安装处出口端的短路电流有时可达15kA甚至更高。论文格式，存在问题。这时可用两路办法来解决此问题，第一是改用短路分断能力高的塑壳断路器；第二是仍选用微型断路器，利用其与上级断路的级联配合来实现短路保护。但是，进行级联配合的上下级断路器的选择须满足下列条件：
1）先决条件是上级断路器的固有分断时间比下级断路器的全分断时间短。论文格式，存在问题。也就是说下级断器出口端短路时，下级未来得及切断短路电流，上一级先行切断了短路电流。论文格式，存在问题。
2）下级断路器虽不能切断短路电流，但下级断路器及其被保护的线路应能承受短路电流的通过。
3）越级切断电路不应引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断。论文格式，存在问题。论文格式，存在问题。
4）上下级断路器宜采用同一系列的产品，其额定电流等级最好相差1～2级，或根据生产厂提供的级联配合表来选择。现将施耐德电气公司提供的级联配合表附后。 由此表可见，C65N/H型断路器可与NS100、NS160、NS250型断路器进行级联配合，不能与更大的NS400、N630及以上的断路器进行配合，更不能直接接在变压器低压侧框架式主开关后的母线低压屏上。
综上所述，我们在变配电所设计中还存在各种各样的问题，有待今后改进。本人的简单分析和点滴看法，仅供参考。论文格式，存在问题。不当之处，请予以指正。
线路设计法论文范文5
关键词：安置交点偏角法圆曲线测设
前言
《礼记》有云：大学之道，在明德，在亲民。在提笔撰写我的毕业设计论文的时候，我也在向我的大学生活做最后的告别仪式。我不清楚过去的一切留给现在的我一些什么，也无从知晓未来将赋予我什么，但只要流泪流汗，拼过闯过，人生才会少些遗憾！
非常幸运能够加入水利工程这个古老而又新兴的行业，即将走向工作岗位的时刻，我仿佛感受到水利行业对我赋予新的历史使命，水利是一项以除害兴利、趋利避害，协调人与水、人与大自然关系的高尚事业。水利工作，既要防止水对人的侵害，更要防止人对水的侵害；既要化解自然灾害对人类生命财产的威胁，又要善待自然、善待江河、善待水，促进人水和谐，实现人与自然和谐相处。这种使命，更让我用课堂中的知识用于实际生产中来。特别是这两个月来的毕业设计，我越发感觉到学会学精测量基础知识对于我贡献水利是多么的重要。所以，我越发不愿放弃不多的大学时光，努力提高自己的实践动手能力，而本学期的毕业设计，为我提供了绝好的机会，我又怎能放弃？
刚刚从老师那里得到毕业设计的题目和任务时，我的心里真的没底。作为毕业设计的主体工作，我们主要运用电子水准仪对某幢建筑物进行变形观测与计算，布设控制点进行平面控制测量和高程控制测量；用全站仪进行了中心多边行角度和距离的测量，并用条件平差原理进行平差，通过控制点的放样来计算土的挖方量，还有圆曲线的计算与测设。而我研究的毕业课题是圆曲线测设。
大学的最后一个学期过得特别快，几乎每天扛着仪器，奔走在校园的每个角落，生活亦很有节奏。今天我提笔写毕业论文，我的毕业设计也接近尾声。不管成果如何，毕竟心里不再是没底了，挑着两个多月的辛苦换来的数据和成果，并不断的完善他们，心里感觉踏实多了。
在本次毕业设计论文的设计中要感谢水利系为我们的工作提供了测量仪器，还有各指导老师的教导和同学的帮助。
开题报告
一、研究课题：《微分曲线的应用》
二、学科地位和研究应用领域
1.学科定义
工程测量学是研究地球空间中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。
2.学科地位
测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。该学科无论怎样发展,服务领域无论怎样拓宽,与其他学科的交叉无论怎样增多或加强,学科无论出现怎样的综合和细分,学科名称无论怎样改变,学科的本质和特点都不会改变。
3.研究应用领域
目前国内把工程建设有关的工程测量按勘测设计、施工建设和运行管理三个阶段划分;也有按行业划分成:线路(铁路、公路等)工程测量、水利工程测量、桥隧工程测量、建筑工程测量、矿山测量、海洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量等,几乎每一行业和工程测量都有相应的著书或教材。
国际测量师联合会(FIG)的第六委员会称作工程测量委员会,过去它下设4个工作组:测量方法和限差;土石方计算;变形测量;地下工程测量。此外还设了一个特别组:变形分析与解释。现在,下设了6个工作组和2个专题组。6个工作组是:大型科学设备的高精度测量技术与方法;线路工程测量与优化;变形测量;工程测量信息系统;激光技术在工程测量中的应用;电子科技文献和网络。2个专题组是:工程和工业中的特殊测量仪器;工程测量标准。
工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。
工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。
工程测量仪器的发展工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件,向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。
三、工程测量理论方法的发展
1.测量平差理论最小二乘法广泛应用于测量平差。最小二乘配置包括了平差、滤波和推估。附有限制条件的条件平差模型被称为概括平差模型,它是各种经典的和现代平差模型的统一模型。测量误差理论主要表现在对模型误差的研究上,主要包括:平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断;模型误差对参数估计的影响,对参数和残差统计性质的影响;病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。由于变形监测网参考点稳定性检验的需要,导致了自由网平差和拟稳平差的出现和发展。观测值粗差的研究促进了控制网可靠性理论,以及变形监测网变形和观测值粗差的可区分性理论的研究和发展。
2.工程控制网优化设计理论和方法网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件,解求目标函数的极大值或极小值。一般将网的质量指标作为目标函数或约束条件。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是:根据设计资料和地图资料在图上选点布网,获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行)。值精度,可进一步模拟观测值。计算网的各种质量指标如精度、可靠性、灵敏度。
3.变形观测数据处理工程建筑物及与工程有关的变形的监测、分析及预报是工程测量学的重要研究内容。其中的变形分析和预报涉及到变形观测数据处理。但变形分析和预报的范畴更广,属于多学科的交叉。
(1)变形观测数据处理的几种典型方法根据变形观测数据绘制变形过程曲线是一种最简单而有效的数据处理方法,由过程曲线可作趋势分析。如果将变形观测数据与影响因子进行多元回归分析和逐步回归计算,可得到变形与显著性因子间的函数关系,除作物理解释外,也可用于变形预报。
(2)变形的几何分析与物理解释传统的方法将变形观测数据处理分为变形的几何分析和物理解释。几何分析在于描述变形的空间及时间特性,主要包括模型初步鉴别、模型参数估计和模拟统计检验及最佳模型选取3个步骤。变形监测网的参考网、相对网在周期观测下,参考点的稳定性检验和目标点和位移值计算是建立变形模型的基础。变形模型既可根据变形体的物理力学性质和地质信息选取,也可根据点场的位移矢量和变形过程曲线选取。
(3)变形分析与预报的系统论方法用现代系统论为指导进行变形分析与预报是目前研究的一个方向。变形体是一个复杂的系统,它具有多层次高维的灰箱或黑箱式结构,是非线性的,开放性(耗散)的,它还具有随机性,这种随机性除包括外界干扰的不确定性外,还表现在对初始状态的敏感性和系统长期行为的混沌性。此外,还具有自相似性、突变性、自组织性和动态性等特征。
四、工程测量学的发展展望展望21世纪,工程测量学在以下方面将得到显著发展:
1.测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展,其应用范围将进一步扩大,影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强;
2.在变形观测数据处理和大型工程建设中,将发展基于知识的信息系统,并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合,解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。
3.工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理;
4.多传感器的混合测量系统将得到迅速发展和广泛应用,如GPS接收机与电子全站仪或测量机器人集成,可在大区域乃至国家范围内进行无控制网的各种测量工作。
5.GPS、GIS技术将紧密结合工程项目,在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。
6.大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。
7.数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。综上所述,工程测量学的发展,主要表现在从一维、二维到三维、四维,从点信息到面信息获取,从静态到动态,从后处理到实时处理,从人眼观测操作到机器人自动寻标观测,从大型特种工程到人体测量工程,从高空到地面、地下以及水下,从人工量测到无接触遥测,从周期观测到持续测量。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。
工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境,提高人们的生活质量起重要作用。文献综述
一、圆曲线的详细测设
在各类线路工程弯道处施工，常常会遇到圆曲线的测设工作。目前，圆曲线测设的方法已有多种，如偏角法、切线支距法、弦线支距法等。然而，在实际工作中测设方法的选用要视现场条件、测设数据求算的繁简、测设工作量的大小，以及测设时仪器和工具情况等因素而定。另外，上述的几种测设方法，都是先根据辅点的桩号（里程）来计算测设数据，然后再到实地放样。因此，在实际工作中利用上述传统测设方法，有时会因地形条件的限制而无法放样出辅点（如不通视或量距不便等），或放样出的辅点处无法设置标桩。
在本次毕业设计的论文课题中介绍的几种圆曲线测设的新方法，不仅计算简单、测设便捷，而且可在不需要知道曲线上某点里程的情况下进行，从而避免了按预先给定的曲线点反算的测设数据放样不通视而转站的麻烦。同时，利用本文介绍的新方法，还可以根据线路工程施工进度的要求，灵活地选择性地放样出部分曲线；也可以用于快速地确定曲线上某一加桩的位置；若用于线路验收测量，则更加方便，验测结果更具有代表性、更可靠。
二、全站仪在任意站测设圆曲线及方法交点偏角法测设方法
用全站仪任意站测设圆曲线，安置一次仪器就能完成全部工作。虽然外业计算麻烦，但对于不能设站的转点，可谓方便灵活。但它的不足之处仍然是计算烦锁，对于不熟悉内业的外业工作者，很难实际操作。如果利用一些程序计算器，编制输入：AB的四组坐标和半径、九个数据的程序，可迅速得出放样数据，简化了外业工作。
为了放样工作的便利,可在平面控制网中纳入一些放样点,构成GPS同级全面网。由于放样点间距离较近,在进行同步环和闭合环检验时可仅考虑各分量的较差,而不考虑相对闭合差。因为,用相对闭合差来衡量是不合理的。由于GPS接收机的固定误差,相位中心偏差以及观测时的对中误差均在1mm～5mm之间,对于几十米的短边,其相对闭合差值势必较大。3)平面控制网的设计主要考虑独立基线的选择以及异步闭合环的设计,要考虑构成尽可能多的闭合图形,并将网中处于边缘的观测点用独立基线连接起来,形成封闭图形。
同理，采用上述思路，也可测设缓和曲线。
在道路、渠道、管线等工程建设中，受地形、地质等条件的限制，线路总是不断转向。为使车辆、水流等平稳运行或减缓冲击，常用圆曲线连接，因而圆曲线测设是线路测设的重要内容。在公路、铁路的路线圆曲线测设中,一般是在测设出曲线各主点后,随之在直圆点或圆直点进行圆曲线详细测设。其测设的方法很多,诸如偏角法、切线支距法、弦线支距法、延弦法等。这些方法有一个共同点:均是在定测阶段放样出的线路交点处设站,以路线后视方向定向,在实地定出曲线主点,然后将仪器置于曲线主点(一般是在曲线起点)处,以路线交点为后视方向定向,进行圆曲线详细测设。这些方法在实际施测过程中,由于各种地形条件的限制以及施测方法的特点,可能会出现以下三种情况:
(1)在曲线主点处无法设站。
(2)后视方向太近,定向不准。
(3)误差积累较大。
为此,在交点可以设站的情况下,可以采用一种新的测设方法—交点偏角法。
本文提出的交点偏角法详细测设圆曲线方法,从上述的计算,测设的方法得知,它具有以下优点:
线路设计法论文范文6
关键词：公路 线路设计 技术手段 优缺点评析
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0126-01
公路施工质量的好坏，投资效益的高低，都与公路设计的质量好坏息息相关。一般来说，设计方案对工程造价的影响占到75%[1]，改变设计方案是节约工程造价的最有效手段。同时，在按图施工的模式下，设计方案的质量则直接决定施工质量，直接决定公路建成后能否发挥良好的经济社会效益。因此，有必要对公里设计技术手段进行研究，不断改进公路设计的技术手段，为提供高质量的公路设计方案提供技术支撑。文章对公路设计中常用的设计手段进行研究，总结它们在实践中的应用，以期提高公路设计方案的质量。
1 公路设计的常用技术手段
随着公路设计理论的创新和计算机技术的发展，公路设计的基本理论和方法和计算机软件相结合，使得公路设计的技术手段有了长足的进步和发展。当前，常用的技术手段有如下这些。
1.1 CAD技术
CAD技术是目前在建设工程领域使用最为广泛的技术，也是相对而言比较成熟的技术。早在1992年，便有相关学者对此展开了研究。赵喜安（1992）[2]研究了互通式立交的计算机辅助设计与绘图系统，建立了适合计算机特点又给用户提供了最大自由决策的线元设计法，它能迅速有效地由线元构造出各种复杂线形，并可支距出任意条线性、抛物线或圆弧等有确定函数关系的偏置线。该方法实现了方案的比选和优化设计，可以完成各种型式互通立交的初步没计和施工图设计与绘图的主要工作。
1.2 DTM实现技术
赵永平（2009）[1]在研究如何将传统的公路线路设计中的外业测量和内业作图有机结合起来，以提高路线设计的效率时候，提出把外业测量采集数据的过程通过数字地面模型DTM技术由计算机自动在内业完成，形成集数据采集、路线设计、成果输出等多项任务于一体的设计集成系统。该系统主要包含三个核心技术模块，一是数字地面模型DTM的构建及数据采集技术；二是设计图表自动生成技术；三是HSDIS道路勘测设计一体化集成系统的功能及程序设计方法。数字地面模型DTM是指利用一个任意坐标场中大量选择的已知x，y，z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示。数字地面模型是一个数学模拟的过程，即用地形表面的按一定精度进行观测的大量采样点三维坐标表达地形表面。图表自动生产主要采用的是excel软件和AutoCAD软件以及VB语言编写的源程序，方便其他用户编辑、保存和技术交流。
1.3 三维关联优化设计技术
郭腾峰（2005）[2]在研究山区高速公路设计中路线方案比选和优化等迫切问题时，在数字地面模型技术的基础上，研究和开发了公路平、纵、横和三维模型之间实时关联互动的公路三维关联优化设计技术。该技术用到的核心技术主要有高速三维建模与优化技术、高速数据提取与分段技术、高速数模插值计算技术、平纵横三维图形实时刷新技术、计算机多线程运用技术、三维模型建立与显示技术、网络数据共享技术和三维动态影像处理技术。
1.4 Supermap公路路线辅助决策支持系统
赵建三（2007）[4]针对现行公路路线CAD系统尚不足以解决公路路线方案比选这类多目标空间决策问题的现实短板，将地理信息系统技术应用于公路设计，开发了基于Supermap公路路线辅助决策支持系统。该系统采用面向对象编程语言、数据库技术、Supermap组件式开发工具和DSS技术，建立适用面向空间层次体系的数据结构以及开放式系统结构，提供功能完善的信息查询和决策支持。该系统主要包括数据管理模块、公路选线模块和路线辅助决策模块。该系统包含的主要模型有公路路线决策因子模型、公路路线决策排序模型和CAD数据转换模块。
2 常用技术手段优缺点评析
以上总结的4种常用技术手段，由于发展阶段和所处时代不同，科技发展水平对于这些方法的发展、推广和应用有着重要的影响。现就这些常用技术手段的异同点进行如下的评析。
2.1 4种方法的共同点
从以上对各个方法的介绍中可以看出，这四种方法的共同点有以下这些：①都以AutoCAD技术为基础。AutoCAD作为使用时间最长，在实践中得到广泛应用和不断修正的软件，被很多专业人员所熟悉和接受，在它的基础上进行改进或者和其他方法综合便于业界接受；②三维技术的应用是热点。以上四种方法中，AutoCAD方法中其实本身包含三维建模功能，只是这种功能不能很好的适应公路线路设计的线形需求。其他几种方法，则是将空间数据引入传统的设计工作，使得路线设计工作的外业测量和内业绘图实现某种程度上的整合和衔接，便于后续的改动，以提高工作效率；③多学科、多种方法融合是发展趋势。上述四种方法，AutoCAD和其他学科和方法的融合是设计方法进步的重要来源。其中以AutoCAD和地理信息系统方面的知识和软件相结合最为常见。④计算机技术是这些方法应用的重要保障。这些方法大多依赖于计算机或者软件完成，尤其是其中的一些编程工作是复杂计算和图形导出的关键所在，而这则有赖于计算机技术的成熟，没有相应的计算机技术是无法开发这些软件的，更谈不上进一步的推广和应用。
2.2 4种方法的差异点
AutoCAD方法最为成熟，主要是辅助绘图，其他方面的功能有限。DTM实现技术则将传统的外业勘探和内业绘图结合起来，是在传统的AutoCAD绘图技术上的一种整合和延伸。三维关联优化设计技术则是将绘图和其他功能模块相结合，实现计算、图形建模和三维显示的有效整合。Supermap公路路线辅助决策支持系统的亮点在于将AutoCAD技术和地理信息系统模型有效结合，同时实现了多方案比选的智能化，系统的功能和其他三种方法相比是最强的。
3 研究结论
公路路线设计是一项复杂的系统工程，传统的设计方法和技术手段存在工作量大，效率不高，修改工作任务繁重的问题。公路路线设计技术手段的发展和最新进展是值得从业者关注的一个重大问题，文章对当前公路设计中常用的技术手段进行总结，并对他们的异同点进行评述，指出它们各自的优缺点，以便于业界更好地认识这些方法，促进这些方法的应用，为设计工作的繁荣发展提供参考和借鉴。
参考文献
[1] 赵永平，马松林，王百成.道路勘测设计一体化的DTM实现技术[J].哈尔滨工业大学学报，2009，7（7）：155-159.
[2] 赵喜安，洪德昌.互通式立交计算机辅助设计与绘图系统[J].中国公路学报，1992，5（2）：32-39.
