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1、,公路工程CAD,第一章 概述,一、公路CAD技术简介1、公路CAD的定义。2、公路CAD的设计范围。3、公路CAD的内容。4、公路CAD系统应具备基本的条件。5、现代公路CAD系统的先进功能。6、公路CAD技术人员的基本要求。,公路CAD的系统工作流程图,二、公路CAD的发展概况 单纯解决计算问题-计算机绘图功能的开发-系统化、集成化、商品化阶段-多媒体技术、网络技术、可视化技术。交通部“九五”科技攻关项目路线设计集成系统的特点。,三、公路CAD发展趋势 可视化 集成化 智能化 网络化,第二章 公路CAD基础,一、公路CAD的支撑环境1、公路CAD的硬件。目前常用的CAD硬件系统。（四大类）
2、2、硬件支撑环境衡量主机性能的三项指标。外存储器。输入装置。输出装置。,3、软件支撑环境计算机系统软件。CAD支撑软件。CAD应用软件。4、公路工程CAD系统的选型选型原则。硬件系统的选型。软件系统的选型。,二、公路工程数据1、公路工程数据的特点复杂实体的处理变长数据实体的处理动态模式的修改和可扩展数据类型图形数据的处理和数据库版本 管理长事物及并发控制,2、数据采集公路设计原始地形数据的来源：（三个方法）利用航测方法采集地形数据。全数字化测图 遥感技术地形数字化。数字化仪 图形扫描仪野外实测采集地形数据。,野外实测采集地形数据：利用全球定位系统从野外采集地形数据。利用全站仪在野外采集地形数据
3、。利用常规仪器在野外采集地形数据。,3、数据处理 航测数据采集的质量保证措施。地形图数据处理。地形图的数字化输入。野外数据采集数据处理。,5、数字地面模型及应用 概念：DMT，是一个表示地形特征的、空间分布的、有规则的数字阵列，也就是将地形表面用密集的三维坐标X、Y、Z表示的一种数学表达式。数字地面模型的种类及特点：规则数模 半规则数模 不规则数模,第三章 图形支撑软件,一、AutoCAD基础知识1、AutoCAD概述 AutoCAD的主要特点 AutoCAD的功用 辅助设计功能 开发定制功能,2、AutoCAD的工作界面,3、AutoCAD的基本概念,点和坐标系图形单位和比例图形极限和图形范
4、围图形实体图层、颜色和线形体特征,图形插入和外部引用模型空间和图纸空间AutoCAD视图视区系统变量图纸集,4、AutoCAD基本操作,命令输入方式：键盘输入、菜单输入、工具栏输入、对话框输入、重复命令、透明命令。数据输入方式数值、坐标、距离、角度、位移量,5、AutoCAD基本绘图功能,二、设置 AutoCAD的绘图环境,1、设置系统参数相关文件路径设置显示性能设置文件打开与保存方式设置打印和发布选项设置系统参数设置用户系统配置设置草图设置三维建模设置选择模式设置配置文件,2、图层、线型、线宽及颜色设置,图层处理是将一张复杂图形分解为几组相关的实体，并分别放在不同图层上，以便分别进行处理与输
5、出。图层的作用图层的功能与操作方法 线型 线宽 颜色,3、精确绘图的定位方法,捕捉、栅格与正交对象捕捉自动追踪使用CAL计算功能,4、图幅布置和输出设置,模型与图纸空间创建和管理布局布局的页面设置使用布局样板打印设置,三、文字、尺寸标注与图案填充,1、文字标注文字样式STYLE单行文字控制符创建多行文件MTEXT修改文本国际中关于字体的要求与配置,2、尺寸标注,尺寸标注的组成：尺寸线、尺寸界线、尺寸文本、尺寸箭头尺寸标注的类型：尺寸标注的方法：尺寸标注的样式管理：,3、图案填充,定义：在工程绘图中，常常需要对图中的某些区域或剖面填入阴影线或图案，用来表示构成物体的材料或区分物体的各个组成部分，
6、这一过程称为图案填充。与图案填充相关 基本概念：阴影图案 边界定义 图案填充处理图案填充的方式：一般方式 外部方式 忽略方式,图案填充的方法：图案填充的注意事项：图案边界的封闭性 图案边界被其他线条分割,4、图块及数据交换,图块的概念：图块是组成复杂形体的一组实体。图块的功能：使用图块建立图形库 节省存储空间 便于修改图形图块的使用方法：图块的定义 图块的引用图块与图层的关系,第四章 AutoCAD的二次开发技术,一、AutoCAD的二次开发的主要内容与工具1、AutoCAD的二次开发的主要内容 AutoCAD的二次开发指在已有图形支撑系统AutoCAD进行道路绘图和设计方面 开发工作。应满足
7、功能和开发两个方面要求。内容：P79,2、AutoCAD二次开发的主要工具,二、AutoCAD的二次开发技术,Auto LISP开发环境Auto LISP程序设计Visual LISP集成开发环境Visual LISP编辑和调试工程管理器与应用程序生成,第五章 公路测设外业CAD,一、数字化测量技术简介,定义：就是在测量过程中得到的用于表示点位置的参数、说明地物地貌点位性质的符号说明以及绘图的综合取舍技能等都以数字形式表示，亦即最终以“0”、“1”构成各种参数、指令表示，并存放在相应的存储器中。又称“数据采集”！意义：实现绘图的自动化 实现测量与设计的一体化常用数字化测量技术：全站仪测量 GP
8、S定位测量,1、全站仪测量简介,定义：测量人员站在对地面点的平面位置和高程进行同时测定的方法。类型：光学速测法 半站光电速测法 全站光电速测法全站仪基本结构原理：P107全站仪的基本功能：测量功能 参数输入储备功能 计算与显示功能以及测量的记录 通信传输功能,全站仪的使用,2、GPS测量简介,时距导航系统-全球定位系统GPS系统基本构成三大部分：空间卫星座 地面监控 用户设备GPS测量方法：绝对定位法 其他定位法,二、坐标换带,1、公路测设所采用的坐标系统:平面直角坐标坐标系统 高斯平面直角坐标系统2、坐标换带的计算方法：间接换带计算法 直接换带计算法,三、导线测量计算,1、导线计算方法2、导
9、线计算程序,4、路线放样,路线放样就是纸上所定路线中路线设计的内业成果敷设到实地上去，简称放样。1、路线放样的方法及放样计算：传统方法 全站仪或红外测距仪按极坐标法进行路线放样2、路线放样程序及应用,第六章 公路路线CAD,一、路线平面设计平面设计：是路线设计中一项重要的内容，主要包括平面曲线要素和平曲线主点桩号的计算，以及路线中桩逐桩坐标的计算。1、平面设计计算 导线法平面曲线要素计算 逐桩坐标计算,2、路线平面交互设计,交互式平面设计：把已初步拟定的，部分的平面线形（一般为间断的圆曲线或直线）输入计算机，通过交互式的手段直接在屏幕上捕捉这些片断的图形单元（如圆曲线或直线）用回旋曲线将各个片
10、断的图形单元连接起来，以构成符合规范要求的理想的平面线形。交互式平面设计的基本计算形式 直线与圆弧连接 同向圆弧连接 反向圆弧连接,二、路线纵断面设计,1、纵断面设计计算2、路线纵断面交互设计3、路线纵断面程序化设计,三、路线横断面设计,1、横断面设计及土石方工程量计算2、路线横断面交互式设计3、路线横断面程序化设计,四、路线优化设计,路线优化设计的目的：在满足给定的约束条件下（如控制点、路线几何设计标准等），通过优化技术确定路线方案的最优位置，从而，使公路建设项目的社会、经济效益最大化。1、路线优化设计的过程及方法 平面设计 纵断面设计,方法：对于平面或纵面各种比较方案，利用数字地面模型和路
11、线计算机辅助设计软件，快速准确地完成路线设计，并计算出各方案的总费用和各项指标，由设计者根据自己的经验选出最佳方案。根据某一路线的初始方案，利用最优化理论的数学方法，由计算机自动寻找最优设计方案。即输入一个可行方案，通过数学迭代方法来完成最优方案的求解。,路线优化设计数学模型的建立：明确决策变量、目标函数、约束条件路线优化设计的一般算法：直接法解析法用线性规划或二次规划逼近的方法把非线性规划问题转化为无约束极值问题，通过一系列无约束问题的求解来逼近非线性规划的解。,2、路线平面优化设计宽带平面优化中带平面优化窄带平面优化3、路线纵断面优化设计初始纵断面方案的形成优化方法4、路线三维可视化设计,
12、第七章 路基、路面及交通工程,一、路基边坡及挡土墙设计1、边坡稳定分析高路堤边坡稳定性分析：直线滑动面法 圆弧滑动面法陡坡路堤边坡稳定性分析按滑动面形状不同分为直线和折线两种检算方法深路堑边坡稳定性分析路基边坡稳定性分析程序设计,2、挡土墙设计与计算挡土墙土压力设计挡土墙强度与稳定性验算挡土墙设计软件的编制挡土墙绘图程序设计,二、路面结构设计,1、柔性路面设计2、刚性路面设计,三、道路交通工程设计,1、道路交通工程CAD概述2、高等级公路交通工程CAD系统简介,第八章 桥梁与涵洞工程CAD,一、中小桥涵CAD系统 总体设计1、系统的设计目标与功能2、系统的结构,二、中小桥梁设计及图形实现,1、中小桥梁结构设计与计算2、桥梁设计图的自动绘图三、涵洞设计与图形的实现1、涵洞设计软件的结构及功能2、涵洞设计软件的开发,四、国内桥涵设计软件简介,1、高等级公路桥梁CADJTHBCADS2、拓普桥梁结构分析软件3、桥梁集成CAD系统BRCAD4、桥梁博士系统（Dr.Bridge）5、涵洞CAD系统GCuLD,
