匝道纵坡设计

14．2．1　A匝道纵坡设计

1）A匝道分、合流鼻处超高过渡

先运行“自动生成超高横坡（SvHp）”命令保存A匝道的横坡，对话框如图14．4所示。

图14．4　“自动保存超高横坡资料”对话框

A匝道起终点为直接式变速车道，分、合流鼻处匝道与主线为同向曲线，则A匝道分（合）流鼻之前（后）应采用与主线相同的横坡。

运行“平面信息查询（PmCx）—坡度（P）”命令，查询分、合流鼻处符合主线的横坡：

F—文件读取／请选取要查询两点间坡度的路线：　∥选取主线K₂；

请用鼠标点取或输入要查询的起点：　∥点取A匝道分流鼻圆心；

请用鼠标点取或输入要查询的终点：　∥从A匝道分流鼻圆心向匝道设计线作垂线；

查询结果：

桩号：K₂＋669．046（2 669．046），设计高：412．426，纵坡：－1．03%，点高程：412．053，横坡：3．00%，距离：13．95。

桩号：K₂＋669．601（2 669．601），设计高：412．421，纵坡：－1．03%，点高程：411．638，横坡：3．00%，距离：27．59。

两点间坡度＝－3．039%。

这样，根据主线K₂的纵横坡查得的A匝道起点分流鼻处横坡为－3．039%，用“平面信息查询（PmCx）—桩号（S）”命令可查得A匝道分流鼻处桩号为AK0＋250．851。用同样的方法可得到A匝道终点合流鼻AK1＋238．375处服从主线K1的横坡为－0．947%。将这组数据填入至A匝道DPF文件的“路面横坡度资料”中，如图14．5所示，表示分（合）流鼻之前（后）采用主线横坡，分（合）流鼻之后（前）采用相对应的超高渐变率逐渐过渡至匝道所需超高。

图14．5　A匝道路面横坡度资料

同时请填写好A匝道DPF文件的“超高类型资料（Cgt）”。

2）A匝道分、合流鼻处纵坡设计

匝道分、合流鼻处纵坡应与主线的纵坡顺适相接，DICAD PRO程序开发了“得到一组桩号高程（Getsh）”命令专门用来设计匝道起终点的纵坡，不但能解决匝道与主线为同向曲线的拉坡，也能解决匝道与主线为反向曲线的拉坡问题。

纵断面拉坡设计的顺序为：①对A匝道进行纵断面初始化（纵断面设计ZdmSJ—新设N）；②运行“得到一组桩号高程（Getsh）”命令，画出A匝道起、终点纵坡；③设定A匝道的控制点（纵断面设计ZdmSJ—控制C），满足交叉处桥跨、通道净空需要；④根据设计要求拉坡（纵断面设计ZdmSJ—拉坡P）、布竖曲线（纵断面设计ZdmSJ—布竖曲线Q）；⑤修改变坡点位置（纵断面设计ZdmSJ—变坡点D）；⑥保存纵断面资料（Szdm）。

（1）A匝道纵断面初始化

首次运行“纵断面设计（ZdmSJ）”命令时，当前DWG图中没有拉坡图，需要新设，对话框如图14．6所示。

（2）绘制A匝道起、终点纵坡

运行“得到一组桩号高程（Getsh）”命令，命令行提示：

F—文件读取／请用鼠标选取主线：　∥选取主线K2

F—文件读取／请用鼠标选取要查询的匝道：　∥选取A匝道

选取完毕后，弹出如图14．7所示的“查询平面多点设计高程”对话框。

①“主线项目名”和“匝道项目名”选框中显示的是刚才点取的主线和匝道的DPF名称。

②“查询方式控制”根据匝道和主线的曲线形式分为单向坡和双向坡。

图14．6　“纵断面设计初始化”对话框

图14．7　“单向坡得到一组桩号高程”对话框

A匝道与主线K2按单向坡计算，查询方式选择“单向坡”、“点取点”。

然后点取“选取脊线（散点）”按钮，此时回到DWG图形状态，CAD提示栏提示：

请用鼠标点取要查询的点：　∥由于是单向坡，我们仅需点取两点即可，第一点请务必点取A匝道的起点，为了保证足够精确，两点间距最好在5m左右。

程序查询点时，先向匝道作垂线求得该点桩号，然后由该点向主线作垂线得主线上对应点高程并以主线横坡反算得匝道上点的高程值，两点高差除以两点间距，作为A匝道出口处纵坡值。

点取完毕后按“ESC”键，在对话框“查询结果”中会显示匝道的桩号和高程。

③查询完毕后，若匝道名与纵断面初始化路线一致，即可在当前拉坡图中生成纵坡线。勾选“生成纵坡线”选项，同时会激活“画起始坡”和“画终点坡”两个选项，选取后会在当前拉坡图中以直线形式将起、终点坡延长。

A匝道终点纵坡的绘制方法与起点纵坡绘制方法一样。

（3）设定A匝道的控制点

A匝道上跨主线K1后下穿K2，根据《路规》（2006）6．6．2的规定，高速公路的净高为5 m，假定跨线桥采用预应力混凝土连续箱梁结构，结构厚度1．2m，桥面铺装0．15m，则A匝道与主线K₁、K₂的高差至少为6．35m。

有两种方法在当前拉坡图中生成控制点：一是用“纵断面设计ZdmSJ—控制C”命令在当前图中生成最不利点位置的高程控制点；二是采用“得到一组桩号高程（Getsh）”命令，其对话框中有个“调整各查询桩号高程”的选项，只要在“调整高度（上正下负）”中输入高差，则查询的高程便会自动加上此高度，一般以双向坡的形式连续点取多个不利点位置，然后在拉坡图中画出来，方便拉坡时控制桥跨的净空。该方法用在主线或匝道上跨下穿时控制净空，尤为方便。

图14．8为完成以上三个步骤后A匝道拉坡图中显示的内容。

图14．8　A匝道纵断面初始化及布设控制点

（4）拉坡、布竖曲线

根据A匝道的起、终点纵坡及控制点高程的要求，应在起点、控制点K1、控制点K2、控制点K2及终点之间、终点处布设5个变坡点，变坡点位置如图14．9所示。拉坡采用DICAD PRO纵断面设计“ZdmSJ—拉坡P”命令，或者因匝道长度较短，直接用CAD的“line”命令画。

图14．9　纵断面拉坡设计

布竖曲线时应注意匝道端部纵坡变化处应采用较大半径的竖曲线，尤其是分流鼻附近。匝道中间难以避免反坡时，凸形竖曲线应具有较大的半径，特别是其后不远有反向平曲线或匝道分、汇流的情况下。竖曲线参数参见表14．1和表14．2，布竖曲线的命令为纵断面设计ZdmSJ－竖曲线Q。

表14．1　匝道竖曲线的最小半径及长度

续表14．1

表14．2　分流鼻附近匝道竖曲线的半径及长度

DICAD PRO系统中纵断面设计的动态拖动，是通过鼠标点取并拖动各对象（竖曲线、变坡点、坡度线等）来实现的，随着鼠标的移动，屏幕上动态显示路线或匝道纵断面相对应的设计参数（桩号、高程、坡度、坡长、竖曲线半径、切线长、外距等）的变化，通过拖动步长（桩号步长、高程步长、坡度步长）的调整，设计将在毫米级的精度上很快达到用户的要求。

（5）调整变坡点位置

竖曲线布设好后，可通过调整变坡点的位置来优化纵断面，注意平纵线形组合。图14．10

图14．10　“变坡点确定方式”对话框

为调整变坡点SJD₁的对话框，在对话框中可以修改本变坡点及前、后变坡点的信息，或者拖动修改。注意在拖动修改变坡点SJD₁时，由于起点纵坡是根据主线查得的，为了保证拖动时起点坡度不改变，应勾选“变坡点拖动控制”栏中“定前方坡度%”，拖动时变坡点在前方直坡段上移动，保证前坡段的竖曲线、切线长、变坡点等信息不发生任何改变。

若要观察平纵组合是否协调，将对话框下方“拖动时平曲线随动”选项选中，这样，在拖动时，平曲线会出现在竖曲线的上方，见图14．11，若想修改参数，按下空格键后会重新弹出变坡点调整对话框。用同样的方法调整其他变坡点，直到纵断面线形最佳。

图14．11　拖动时平曲线随动

（6）保存纵断面资料

纵断面设计修改完成后，可将竖曲线资料，控制点资料保存至指定的DPF文件中，以便下次设计或横断面设计、端部设计时直接调用。

图14．12为“保存纵断面资料”对话框，除保存竖曲线、控制点资料外，还可以根据指定桥梁最大填土高度和隧道最大挖土深度自动确定桥梁范围资料、沿线构造物资料。A匝道保存的竖曲线资料见图14．13。

图14．12　“保存纵断面资料”对话框

图14．13　DPF文件中保存的竖曲线资料

（7）调整桥梁范围和沿线构造物资料

DICAD PRO中桥梁配跨命令为“辅助桥梁配跨（Ofbrg）”。根据A匝道的纵断面及地形地质情况进行桥梁配跨，相应的调整DPF文件中的“桥梁范围资料（Ql）”和“沿线构造物资料（Str）”。“桥梁范围资料（Ql）”主要用于横断面成图扣除桥梁范围内的路基土石方数量；“沿线构造物资料（Str）”主要用于在平面图上和纵断面成图中标注构造物。