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地形图在工程设计中的应用

时间:2022-10-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:在工程设计中常利用地形图绘制表示某一方向上起伏情况的断面图。根据方格网角点在等高线的位置,用内插法或目估法求出每个方格角点的高程,标注于各方格网的右上角。设计高程又称零线高程,即场地平整后的高程。根据设计高程,在图上用内插法绘出设计高程等高线,该等高线即为填、挖边界线,通常称为零线。

1.按规定的坡度选定最短路线

进行铁路、公路、管线等设计时,均有一定的限制坡度,为了线路经济合理,可以自地形图上按规定坡度选择最短路线。如图8-8所示,要从A点向山顶B预选一条公路的路线。读图可知,等高线的基本等高距为h=5m,比例尺1∶10 000,限制坡度i=5%,则路线通过相邻等高线的实地平距应该是

在1∶10 000图上平距应为1cm,用分规以A为圆心,1cm为半径,作圆弧交55m等高线于1点或1′点。再以1点或1′点为圆心,按同样的半径交60m等高线于2或2′。同法可得一系列交点,直到B点。把相邻点连接,即得两条符合于设计要求的路线的大致方向。然后通过实地踏勘,综合考虑选出一条较理想的公路路线。

2.绘制已知方向纵断面图

在工程设计中常利用地形图绘制表示某一方向上起伏情况的断面图。如图8-9所示,要求绘出AB方向的断面图。绘制方法如下:

(1)绘出直角坐标系,横轴表示水平距离,纵轴表示高程。为了绘图方便,水平方向的比例尺一般选择与地形图相同,为了在断面图上能较明显地反映路线方向的地面起伏,垂直方向的比例尺通常要比水平方向放大10倍。

(2)设地形图中直线AB与等高线的交点分别为1,2,3,4,……以线段A1, A2,A3,…,AB为半径,在断面图的横轴上用分规以A为起点,截得对应1,2, 3,…,B点。

(3)在绘制的直角坐标系中用刚才截得的A,1,2,…,B作纵轴的平行线,与通过各点高程值作出的横轴的平行线相交得到一系列点,用平滑曲线将各相邻点连接,就得到直线AB的断面图。如图8-8所示。

图8-9 等高线图

3.面积测算

在国民经济建设和工程设计中,经常需要测定如汇水面积、土地面积、林区面积、厂区面积等各类型面积,而面积测算也是体积测算的基础。面积测算的方法有很多,要根据地形图精度、测区形状和大小、测算的精度要求和可使用的量测工具来选择合适的方法。常用的面积测算方法主要有图解法、解析法、网格法、平行线法、求积仪法。这里仅针对解析法作简要介绍。

解析法是根据图形角点的坐标来计算图形面积的大小。图形角点的坐标可以通过地形图上确定点的坐标的方法来量测,而有的图形角点坐标是在外业实测的,课直接用来计算。

4.平整场地时的填挖边界确定及土方量计算

平整场地就是将施工场地的原始地貌按要求整理成水平或倾斜的平面。按挖填方量基本平衡的原则设计,常使用方格网法来确定填挖边界及进行填挖土石方量的概算。将场地平整为水平地面的步骤如下:

(1)绘制方格网。在地形图上拟建场地内绘制方格网。方格的边长取决于地形图的比例尺、地形的复杂程度和土石方计算的精度,一般为10m或20m。

(2)求方格网角点的高程。根据方格网角点在等高线的位置,用内插法或目估法求出每个方格角点的高程,标注于各方格网的右上角。

(3)计算设计高程。设计高程又称零线高程,即场地平整后的高程。为了满足挖填方基本平衡的原则,设计高程实际上就是场地原始地貌的平均高程。把每个方格四个角点的高程相加再除以4,即得每一个方格的平均高程;再把n个方格的平均高程加起来,除以方格数n,即得设计高程,计算式为

(4)绘出填、挖边界线。根据设计高程,在图上用内插法绘出设计高程等高线,该等高线即为填、挖边界线,通常称为零线。

(5)计算挖深和填高。将每个方格角点的原有高程减去设计高程,即得角点的挖深(+)或填高(-),注于图上相应角点的右下角。

(6)计算土方量。方格的面积乘以四个角点填挖高度(填为“-”,挖为“+”)的平均值即可得到每个方格的填挖土方量。可以表示为下列式:

填挖土方量=1/4角点填挖高度×方格面积

填挖土方量=2/4边点填挖高度×方格面积

填挖土方量=3/4拐点填挖高度×方格面积

填挖土方量=中点填挖高度×方格面积

将所得挖方量与填方量分别求和,即得场地平整的挖填土方量;也可以用表格或软件进行辅助计算。

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