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中图分类号:X734文献标识码: A 文章编号:
前言
地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)与遥感(RS)— 简称“3S”技术,是近年来随着计算机技术的迅速进步而发展起来的一门综合性高新技术。“3S”技术不是GPS、GIS、RS的简单结合,而是将其通过数据接口严格地、紧密地、系统地集成起来,使其成为一个大的对地观测、处理、分析、制图系统。“3S”技术的综合应用是一种充分利用各自的技术特点,快速准确而又经济地为人们提供所需要的有关信息的新技术。
二、沙漠地区公路勘察设计的特殊性
沙漠地区通常交通不便,人烟稀少,气候恶劣,地貌标志不明显,极易迷失方向,且缺乏满足公路各测设阶段所需的各种比例尺的最新地形图。由于沙漠成因不同而引起不同性质的沙漠地形和地质条件,使得影响公路使用效果的病害复杂、多变。这决定了沙漠地区公路测设地质条件和沙漠病害资料获取的必要性。沙漠地区公路施工图设计阶段,路线中线测设及纵、横断面测设工作量十分繁重。应用常规方法进行勘察,不仅周期长,劳动条件艰苦、强度高,完不成急需要的工程地质调绘图件,而且很难准确填绘工程地质图,不能保证图件质量。
沙漠地区地形复杂多变,地貌形态差别很大,沙漠区沙埋与风蚀问题严重。为了尽量减少沙害对公路的破坏以及公路本身对沙漠地形的干扰和破坏,沙漠地区公路选线时要根据沙区地貌类型和沙丘移动的规律,尽量靠近材料产地及水源,尽可能利用有利地带,利用沙漠中的湖盆摊地及风蚀洼地,沿沙漠中的河流两岸和古河床布设线路或选在扇缘的固定、半固定沙丘地带通过,绕避严重流沙带,而选择沙害较轻的地段、沙丘的迎风坡坡角或下部通过。沙漠公路选线过程中应对沙源、气象资料、地形地貌、生态环境等进行充分调查分析,综合考虑线形和沙害、景观、地貌特征、公路等级,结合不同的沙漠类型和公路工程的特点,最终确定有利于风沙流顺畅通过的路线线位和线形。
线形设计时应以顺应自然地形为主,根据风沙地貌特点、风沙运动特征、风向、风力、路线与风向的关系,综合考虑路线线位、平纵横线形计及路基填土高度。沙漠公路干扰小,车速快,为保持良好视距,保证交通安全, 防止或减少积沙,应尽量采用直线和大半径平曲线和竖曲线,特别是凸型竖曲线。平面线形要平顺、多设直线少设曲线,平曲线容易产生近地表气流波动,而出现积沙现象,应尽量少设,必须设时,尽量以弧面迎向主风向(凸型)为好,另外导线的偏角不宜过大,平曲线半径则尽量大为宜。沙漠地区路线纵断面应按照少挖多填的原则,顺应自然地形布设,但尽量减少大起大伏,坡长也不宜过短。
三、沙漠地区公路勘察设计中应重点解决的技术问题
1、沙漠地区公路测设的特殊性及应用传统测设方法的局限性
沙漠地区地形复杂,地质条件多变,沙害严重,公路设计区的地形、地质、沙害资料的获取非常必要。由于沙漠地区恶劣的环境条件,应用传统的方法难以实现。沙漠地区公路测设必须采用采取最新的技术手段,以最短的时间,经济而可实施的方法,获取所需的各种比例尺地形图获取沙漠地区地质条件和沙漠病害等资料,以确定最优的路线方案,沙漠地区公路施工图设计阶段,路线中线测设及纵、横断面测设,若采用传统的测设方法,工作量十分繁重,测设周期长,效率低,所以沙漠地区公路路线中线、纵断面,及横断面测设必须采用现代测量技术和设计技术。
2、“3S”技术漠地区公路测设中应解决的主要技术问题
·测量沙漠地区大比例尺地形图可采用RTK技术进行碎部测量,若能够收集有关地形、地质资料,可经过数字扫描仪对地形图矢量化,再转化为栅格结构GIS,亦可直接生成三维地形模拟。
·发挥遥感与GPS技术优势,采用遥感数学图像增强处理及影像图编制技术,极大提高工程地质解译成图的速度和质量,以获取满足沙漠地区公路测设的地形信息;
·采用遥感地质解释标志和地质解释技术,尤其在沙漠区难以通行的地段,通过GPS的准确定位,可以满足1:10000工程地质调绘的要求,测量各种地质要素的数据,地质边界准确,验证地质解译预测到的活动半活动沙丘、固定沙丘的分布及分布方向,以获得路线评价所需的沙漠地质条件和沙漠病害信息。
·在沙漠地区公路施工图设计阶段,当路线的方案在可行性研究或初步设计中确定后,在路线的走廊带可布设GPS控制网,最后在野外选点并按GPS静态测量的作业模式进行外业观测,外业结束后进行内业处理,内业处理全过程均由计算机自动完成处理。沙漠地区公路路线平、纵、横设计完成后,然后将中线逐桩坐标数据通过计算机输入GPS接收机,采用RTK技术放样路线中线,并检验,复核路线的平、纵、横数据并进行必要的修改。
·采用RS和GPS与GIS之间数据交换技术,建立以GIS为空间数据整理和分析平台的公路数字化地理信息系统,从而实现沙漠地区公路测设的现代化。
四、“3S”技术在沙漠地区公路勘察设计方面的应用
1. “3S”技术在沙漠地区公路工程可行性研究中的应用
公路工程可行性研究的主要内容包括①市场分析:主要研究拟建道路的必要性;②技术分析:研究项目实施的可能性;③财务分析:从微观角度分析拟建项目建成后的盈利水平;④经济评价:从宏观角度评价拟建项目对国民经济发展起的作用。“3S”技术在沙漠地区公路工程可行性研究阶段的应用主要包括公路路线选线或路线规划两方面的应用。
其应用程序见图1;
图1沙漠地区公路工程可行性研究程序框图
2. “3S”技术在沙漠地区公路初步设计阶段的应用
初步设计应根据批准的可行性研究的要求和初步资料,拟定修建原则,选定设计方案,计算主要工程量,提出施工方案的一件,编制设计概算,提供文字说明及图表资料。“3S”技术在沙漠地区公路初步设计阶段的应用程序见图2。
图2沙漠地区公路初步设计程序框图
3. “3S”技术在沙漠地区公路施工图设计阶段的应用
施工图设计应根据批准的初步设计和定测资料,进一步对所审定的修建原则、设计方案、技术决定加以具体和深化,最终确定工程量,提出文字说明和适应施工需要的图表资料以及施工组织计划,编制施工图概算。
“3S”技术在沙漠公路施工图设计中的应用程序见图2。
图3沙漠地区公路施工图设计程序框图
4. 应用工程实例介绍
近年来,陕西省院应用遥感地质、GPS、GIS综合技术开展工程地质调绘工作取得了令人鼓舞的成果。陕西省公路勘察设计院曾将“3S”技术应用在毛乌素沙漠东南部边缘地带的榆(林)靖(边)高速公路勘察设计工作中。他们应用遥感科研成果,于1999年3月~5月对榆(林)靖(边)沙漠区高速公路设计路线进行了首次大规模(正线117公里、比较线和连接线32.5公里,合计149.5公里)的工程地质调绘生产应用工作。榆靖线路区80%以上是复杂的沙丘分布区,其中活动沙丘占40%以上,沙害严重。由于交通不便,人烟稀少,按常规方法不但不能按要求在短期内完成1:10000工程地质调绘成图任务,而且沙丘区地形复杂,地貌标志不明显,极易迷失方向,难以保证调绘质量。 实践证明,应用“3S”技术是快速、高质量完成任务的最佳途径。“3S”科研成果在快速优质完成榆靖公路调绘中发挥了关键作用,全面并超额完成了各项任务。
五、结论
1、遥感、地理信息系统与全球定位系统及计算机信息处理技术的发展,为沙漠区公路勘察设计提供了全新高效的方法和信息源。“3S”技术在公路方案规划、道路选线、不良地质调查、路线中桩放样工作的应用,尤其能够全面掌握公路规划区的环境地貌与地质构造要素,提高公路规划决策水平,不但可加快了工作速度,而且能提高了质量,有非常高的经济效益和社会效益。2、应用遥感信息在识别沙漠地质地貌特征、优化选线方面有其他方法难以达到的优点,其宏观真实性、实时性、信息丰富性、具有一定透视性的特点可以给我们许多规律性的认识,从而指导我们更好的进行路线的选线定位工作,提高选线的质量和水平。同时,应用GPS技术可以大大提高调绘速度和定位精度。今后应坚持开展航天航空综合遥感技术在公路工程地质调绘选线及勘察设计中的应用,可以全面提高路线方案质量和水平。
3、当代沙漠公路的快速发展及生态环境的不断恶化,促使人类注重对环境质量的改善。要搞好现代高速公路的设计优化,提高环境质量,必须大力发展“3S”技术。而只有通过“3S”技术与常规勘察设计技术的紧密结合,才能使公路勘察设计实现快速优化成为可能。大力推广“3S”技术在公路建设中的普及应用,有利于加快科技进步,提高人类利用、改造、美化环境的水平,对促进整个人类的进步具有重要意义。我国政府十分重视“3S”技术的发展应用,作为最重要的关键高新技术之一列入国家发展计划。1999年10月中国已经成功发射了资源遥感卫星,为加速推广“3S”技术的应用创造了良好的条件。我们相信,随着遥感、地理信息系统、全球定位系统以及计算机信息技术的进一步发展普及,将对人类公路交通建设事业起到更大的促进作用,国家与整个世界的高速公路的网络化与信息高速公路的网络化远景得到更快的实现。
参考文献:1. 陈晓光,罗俊宝,张生辉. 沙漠地区公路建设成套技术.北京:人民交通出版社,2006.
彭世古.沙漠地区公路设计、施工与环保养护.北京:人民交通出版社,2004.
1、概况
宝兰线客专为一次双线,武威路中桥位于R=2000的圆曲线上,线路高度受站场布置控制。跨越甘肃省兰州市武威路,跨越角度为87°42′14″,武威路为城市道路,沥青路面,现状宽度为12.0m,较为繁忙。
2.主跨结构及设计资料
2.1桥梁跨度LP=80.0m,矢跨比1/5,拱轴线方程。吊杆间距6 m,采用双吊杆。系梁混凝土采用C55, 桥面宽,拱脚处16.60m,跨中15.00m。
拱脚处梁高3.1m,跨中梁高2.5m,截面形式采用单箱三室。拱肋采用外径为1.0m 、壁厚为20mm钢管形成拱肋,缀板厚度20mm,缀板外间距70cm,钢管外间距2.8m,拱肋矢高16.0m,钢管的钢材采用Q345D,拱肋内灌注微膨胀C55混凝土。
2.2二期恒载 包括线路设备重,人行道栏杆及扶手,电缆槽、挡碴墙、竖墙、防水层及保护层。取200kN/m计算。
2.3温度力 按整体升温25℃,降温25℃计算。
2.4限界计算: 表1
3.系杆拱计算分析
3.1拱肋计算
3.1.1拱肋截面换算
拱肋采用钢管混凝土哑铃形截面,两侧各设置1道“K”撑和“一”撑。
图2 拱肋截面图
考虑缀板,拱肋及拱肋内混凝土的换算容重:
=23.8kN/m3
考虑钢管内其余杆件:23.8×1.3=30.94 kN/m3
3.1.2拱肋的稳定检算
平面内稳定参照《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005)第5.2.13条计算。
计算得平面内稳定系数为33.8
平面外稳定采用MIDAD Civil2012软件计算,计算得平面外稳定系数为7.5
3.2系梁计算
3.2.1系梁纵向计算
采用桥梁结构分析系统BSAS软件对系梁部分进行计算分析,主要控制条件及计算结果:
表2
3.2.2系梁横向环框计算
1、单元划分及加载图示,纵向采用1m长
4.结语
本桥受制于城市道路及铁路线路高程控制,结构高度严重受限。采用一跨跨越的系杆拱结构,造型美观,结构简单,施工环节较少,施工方便,工期短、成桥快。文中详细设计过程,计算分析了结构、截面、稳定性等,对站场附近同类桥梁起到很好的借鉴参考作用。
参考文献
[1]李亚东.桥梁工程概论[M].成都:西南交通大学出版社,2001.
[2]范立础.桥梁工程(下)[M].北京:人民交通出版社,1987.
[3] 马胜双. 京沪高速铁路跨济兖公路钢箱系杆拱桥主桥方案设计 [J].铁道标准设计,客运专线铁路桥梁设计论文专辑.
中图分类号:E271 文献标识码: A
随着计算机图形处理技术的完善,已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统,继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨,以期和同行分享。
一、岩土工程勘察方法概述
1. 传统的岩土工程勘察方法存在的问题
(1)勘察资料过于地质化。
由于部门长期的条块分割,勘察、设计分散作业,加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后,以及专业设置过细,岩土工程本身的特殊性等原因,设计与勘察之间脱钩多,使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现,而且勘察也较难参与设计的全过程;设计人员也因知识的局限,很难深层次理解岩土工程勘察信息,因而勘察成果在设计中的转化率较低,造成许多不应有的浪费和损失
(2)数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。
地形图是设计系统的底图或称基础数据,由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟,与CAD设计软件的接口不匹配,很难顺利实现对接,设计系统不得不重新将勘察资料数字化,影响了设计系统CAD的推广应用。
(3)勘察信息数字化程度低。
勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主,内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解,另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。
二、数字化勘察技术概述
数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点,把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮,供各专业设计使用。
三、数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术探讨
3.1 岩土工程数字化建模方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早,它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法,也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,常用的方法主要有数学模型法和图示模型法,本论文主要讨论图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等,其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法,将做详细分析讨论。
不规则格网法(TIN)是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内,如果任意点不在顶点上,则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程),所以TIN是一个三维空间的分段线性模型,在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式,这里采用一个简单的记录方式是:对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录,三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针,边的记录有四个指针字段,包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针;也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段,分别存储X,Y,Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是:对于给定一个三角形,查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率,当然可以在此结构的基础上增加其它变化,以提高某些特殊运算的效率。
3.2 数字化岩土勘察工程数据库系统
基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据,数据来源包括:
(1)基础地理数据这些数据主要包括:
①自然区划图。
该图反映被研究区域的地理区划、河流、道路、居民区、山川、公共设施等等自然地理信息。
②地形、地貌图。
该图反映被研究区域的自然地貌情况。
(2)岩土工程勘察数据这些数据主要包括:
所研究区域的工程地质勘探资料。
经过筛选、处理的各勘探点包括地理、环境、土的物理力学指标在内的所有信息。
各类建筑场地的地层信息,比如液化等级、液化指数、特征周期、年代、沉积相等。
结合上述分析,数字化岩土勘察工程数据库系统可以按以下几个步骤实施构建:
①岩土工程勘察数据库的概念模型设计。
岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题,为了能获得反映信息世界的概念性数据模型,将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来,仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系,并在此基础上建立相对应的数据库表结构。
②数据库建立实现。
岩土工程一体化系统的数据有三类:用户输入的原始数据、系统生成的中间数据及最终数据。原始数据由测点数据组成,而测点数据又由测点几何属性数据(位置)和测点信息属性数据;中间数据包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等,根据这些模型可以生成用户需要的各种图件,还可以进行各种信息查询操作;最终数据种类繁多,主要是根据用户需要由中间数据生成,包括图形资料和文档资料(如地质勘察报告等)。
结束语
作为一门应用型学科,岩土工程最终是为工程建设服务的。工程建设中遇到的各种岩土问题都应该成为岩土工程重点研究的课题。土木工程建设与岩土工程有着密不可分的联系,在中国这种联系表现的更加突出。要提高我国的岩土工程勘察技术,实现数字化是必经之路,也是勘察技术发展的必然趋势。它极大的改变了传统的勘察技术,综合运用各学科的知识,无论在操作方法还是实现效果上都有较大的优越性。但是在当前,这一技术依然处于发展的初级阶段,未来之路依然很长,其中有很多关键性的问题没有得到很好的解决,在人才方面也较为匮乏。因此,我国要大力培养岩土工程勘察设计方面的专业人才,加大该技术研究的投入力度,从真正意义上实现岩土工程勘察技术的数字化。
参考文献:
[1] 岳海东,王梅雨,谢雨繁.岩土工程勘察技术方法措施分析探讨[J].中国房地产业,2011(3).
AC高速公路是×××至×××国道主干线在江西的一段,路线全长×××公里。全线采用双向四车道高速公路标准,设计行车速度100公里/小时,路基宽度26米。全线地质状况复杂多变,地下溶洞较多,设计和施工难度较大。全线主要工程量包括:路基土石方×××万立方米;中等以上桥梁×××座,总长×××米,其大桥×××座、大桥×××座;隧道×××道,长×××米;互通立交×××处,分离立交×××处。批准概算总投资×××亿元,实际投资预计约×××亿元,平均每公里投资约×××万元。目前到位资金×××亿元,其中交通部专项拨款×××亿元、省交通厅专项资金×××亿元、国内商业银行贷款×××亿元。是完全由××××年3月,国家计委批复该项目可研报告。7月,交通部批复该项目初步设计。×月,该项目正式开工建设。××××年×月×日正式通车,建设期仅有两年。
该项目实行了项目法人负责制,项目法人由省交通厅指定×××承担,并由其组建成立省交通厅高速公路建设项目办公室,承担项目的组织实施。通车后,仍由×××组建成立高速公路收费管理处,负责全线的营运、养护、收费管理等,并负责贷款的偿还。
二、审计基本做法
2004年×月,根据审计工作年度计划,由江西省审计厅投资处组织安排对该高速公路建设项目进行概算执行审计。当时AC高速公路建设项目已基本完成路基路面工程,累计完成投资额×××亿元,占总投资的41.6%。但从工程量来看,实际上主体工程已基本完工,主要是房建工程和交通工程刚刚开工建设。从概算执行审计来看,是比较理想的时机,此时路基路面施工单位、监理单位大部分还在现场。
本次概算执行审计准备时间比较充分。2003年底,该处室基本确定了项目审计负责人,并由项目负责人组织了相关人员对该高速公路进行了比较全面的审前调查。根据审前调查,在审计实施前,项目负责人制定了比较详尽的审计实施方案。在该方案中,介绍了该项目建设基本情况,明确了审计目标,锁定了审计的主要内容和范围,确定了审计组成员和分工,并制定了时间安排表,同时提醒了注意事项。最终的审计实施基本上按照审计实施方案执行,审计的总体目标也基本上得以完成。
本次审计实施从×月19日至×月11日,用时21天,选调省市县三级审计人员16人,组成了三个审计小组,对项目办和两个下设的管理部分头进驻审计。本次审计的主要内容和范围是:概算执行情况;招投标情况;工程投资情况;勘察、设计、施工、监理单位执业情况等。发现的主要违法违规问题是:全线路基路面施工指定分包较为普遍;某些施工、监理、勘察设计单位违规转包或分包;违规签订监理承包合同虚列建设成本;全线管理、养护及服务用房远远超过交通部批复标准等。
三、审计分析评价
对AC高速公路建设项目概算执行审计,是江西省审计机关高速公路建设项目审计中比较有特色也比较成功的一次审计,同时也是江西省审计高速公路建设项目自1991年至2004年13年历史中的一次重大转折。本次审计基本奠定了高速公路概算执行审计总体模式和思路,对其后的高速公路建设项目审计起到了示范性影响。其主要特点表现在:
(1)本次审计第一次比较完善地制定了审计实施方案。在审计实施前,审计负责人几次到该高速公路项目办和建设现场了解建设投资情况和建设管理体制情况,并且对工程量和地质状况以及施工单位、监理单位、勘察设计单位作了初步了解。之后制定了切合实际且比较全面可行的审计实施方案(略)。由于制订了上述详尽的审计实施方案,使每个审计人员都了解本次审计的战略意图和自己的工作职责和目标以及实施的时间。这不仅在高速公路审计中第一次规定每个审计人员每天的工作任务,就是在其他行业的审计也是鲜有的。
(2)第一次突破投资处审计现有的审计力量进行审计力量整合。本次审计由于考虑到工作任务较重,审计地域跨度较大,审计人员专业素质不尽合理,便联合三个设区市和一个县区组织精干审计力量与投资处组成审计组共同进行审计,较好地解决了审计力量和专业素质结构不合理的问题。从表1可以看出,本次审计组人员达到了16人,其中省厅9人、市审计局6人、区审计局1人,审计总体力量比较强。从审计组人员结构进行分析,本次审计相对来讲也是比较合理的,基本可以胜任本次审计的任务。如从学历来看,本科以上的审计人员占62.5%;从专业素质看,懂财会知识的占81.2%,懂工程知识的占18.8%;从审计经历来看,有5年以上审计经历的审计人员占75%;从专业职称看,中级以上职称占75%。因此,这次对审计力量的整合是比较富有成效的。
资料来源:根据江西省审计厅内部审计档案整理
(3)审计内容和审计思路有了新的亮点。一是将招投标工作和参与建设单位的执业状况纳入到审计的视野,并且当作审计的重点内容。以前的审计主要注重概算编制的合法性、概算执行的规范性以及资金管理和投资完成的真实性等,招投标工作以及参与建设单位的执业状况一直是审计的“盲点”。本次审计有所拓展,在招投标方面,本次审计对所有工程项目的招投标从招标文件制定和公告、资格预审、清标、评标、定标所有环节进行了比较全面地审计;在参与建设单位执业状况方面,本次审计分成5个审计小组延伸审计施工、监理、勘察设计等单位32个,审计面达70%以上。二是对全线征地拆迁补偿资金分配、管理和使用情况进行了全面审计。该项目征地拆迁工作涉及3个设区市、8个县(市、区)、28个乡镇,几百个村庄上万户农户。本次审计对3个设区市、8个县(市、区)征地拆迁办进行了全面审计,对20个乡镇征地拆迁机构进行了抽查,对500户被征地拆迁户进行了上户问卷调查。在审计过程中始终以资金为主线,从项目办逐级追查到各市县征地拆迁办、乡镇征地拆迁办直到被征地拆迁户。这次对征地拆迁资金的专项审计,为保障农户的合法利益起了一定的作用。
中图分类号:TU198+.2
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2009)13-0298-01
1 引言
岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息,包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、化探资料,这些资料只是一些离散的数据,岩土工程技术人员较难直接利用它们再去分析场地中工程地质参数的分布规律,更何况传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达,这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差,往往不能充分揭示它们空间变化的规律,难以使人们直接、完整、准确地理解,也就越来越不能满足工程的空间分析要求。
随着计算机图形处理技术的完善,已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统,继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨,以期和同行分享。
2 岩土工程勘察方法概述
2.1 传统的岩土工程勘察方法存在的问题
(1)勘察资料过于地质化。
由于部门长期的条块分割,勘察、设计分散作业,加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后,以及专业设置过细,岩土工程本身的特殊性等原因,设计与勘察之间脱钩多,使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现,而且勘察也较难参与设计的全过程;设计人员也因知识的局限,很难深层次理解岩土工程勘察信息,因而勘察成果在设计中的转化率较低,造成许多不应有的浪费和损失
(2)数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。
地形图是设计系统的底图或称基础数据,由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟,与CAD设计软件的接口不匹配,很难顺利实现对接,设计系统不得不重新将勘察资料数字化,影响了设计系统CAD的推广应用。
(3)勘察信息数字化程度低。
勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主,内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解,另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。
2.2 数字化勘察技术概述
数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点,把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮,供各专业设计使用。
3 数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术探讨
3.1 岩土工程数字化建模方法
岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早,它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法,也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,常用的方法主要有数学模型法和图示模型法,本论文主要讨论图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等,其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法,将做详细分析讨论。
不规则格网法(TIN)是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内,如果任意点不在顶点上,则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程),所以TIN是一个三维空间的分段线性模型,在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式,这里采用一个简单的记录方式是:对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录,三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针,边的记录有四个指针字段,包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针;也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段,分别存储X,Y,Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是:对于给定一个三角形,查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率,当然可以在此结构的基础上增加其它变化,以提高某些特殊运算的效率。
3.2 数字化岩土勘察工程数据库系统
基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据,数据来源包括:
(1)基础地理数据这些数据主要包括:
①自然区划图。
该图反映被研究区域的地理区划、河流、道路、居民区、山川、公共设施等等自然地理信息。
②地形、地貌图。
该图反映被研究区域的自然地貌情况。
(2)岩土工程勘察数据这些数据主要包括:
所研究区域的工程地质勘探资料。
经过筛选、处理的各勘探点包括地理、环境、土的物理力学指标在内的所有信息。
各类建筑场地的地层信息,比如液化等级、液化指数、特征周期、年代、沉积相等。
结合上述分析,数字化岩土勘察工程数据库系统可以按以下几个步骤实施构建:
①岩土工程勘察数据库的概念模型设计。
岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题,为了能获得反映信息世界的概念性数据模型,将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来,仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系,并在此基础上建立相对应的数据库表结构。
②数据库建立实现。
1. 引言
岩土工程勘察是工程设计的先决条件。一般岩土工程信息,包括地形地貌、地层界面、断层、地下水位、风化层厚度以及各种物探、化探资料,这些资料只是一些离散的数据,岩土工程技术人员较难直接利用它们再去分析场地中工程地质参数的分布规律,更何况传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维、静态的表达,这种表达描述空间构造起伏变化的直观性差,往往不能充分揭示它们空间变化的规律,难以使人们直接、完整、准确地理解,也就越来越不能满足工程的空间分析要求。 随着计算机图形处理技术的完善,已经完全可以集成以岩土工程建模、岩土工程数字化、岩土工程数据库管理、岩土工程特性分析、岩土工程地质解释以及空间分析和预测、地学统计和图形可视化的一体化系统,继而发展成为现代化、信息化为一体的岩土工程勘察数字化新体系。本论文就将主要对数字化的岩土工程勘察进行简单的探讨,以期和同行分享。
2. 岩土工程勘察方法概述
2.1 传统的岩土工程勘察方法存在的问题。
(1)勘察资料过于地质化。 由于部门长期的条块分割,勘察、设计分散作业,加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后,以及专业设置过细,岩土工程本身的特殊性等原因,设计与勘察之间脱钩多,使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现,而且勘察也较难参与设计的全过程;设计人员也因知识的局限,很难深层次理解岩土工程勘察信息,因而勘察成果在设计中的转化率较低,造成许多不应有的浪费和损失。
(2)数字化地图与数字化设计系统间不够贯通。 地形图是设计系统的底图或称基础数据,由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟,与CAD设计软件的接口不匹配,很难顺利实现对接,设计系统不得不重新将勘察资料数字化,影响了设计系统CAD的推广应用。
(3)勘察信息数字化程度低。 勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主,内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解,另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。
2.2 数字化勘察技术概述。数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。该技术体系用系统工程观点,把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮,供各专业设计使用。
3. 数字化岩土工程勘察应用实现的关键技术探讨
3.1 岩土工程数字化建模方法。
(1)岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早,它的基本内容就是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的建模方法,也是目前广泛使用的建模方法。表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料,包括测点的几何特征数据和属性特征数据,然后利用数据解释结果重构地质体界面。可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,进而确定整个地质体的空间属性,有很多方法用来表示表面,常用的方法主要有数学模型法和图示模型法,本论文主要讨论图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等,其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法,将做详细分析讨论。
(2)不规则格网法(TIN)是将区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内,如果任意点不在顶点上,则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程,在三角形内则用三个顶点的高程),所以TIN是一个三维空间的分段线性模型,在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式,这里采用一个简单的记录方式是:对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录,三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针,边的记录有四个指针字段,包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针;也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段,分别存储X,Y,Z坐标。这种拓扑网络结构的特点是:对于给定一个三角形,查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它在沿直线计算地形剖面线时具有较高的效率,当然可以在此结构的基础上增加其它变化,以提高某些特殊运算的效率。
3.2 数字化岩土勘察工程数据库系统。基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据,数据来源包括:
3.2.1 基础地理数据这些数据主要包括:
(1)自然区划图。 该图反映被研究区域的地理区划、河流、道路、居民区、山川、公共设施等等自然地理信息。
(2)地形、地貌图。 该图反映被研究区域的自然地貌情况。
3.2.2 岩土工程勘察数据这些数据主要包括: 所研究区域的工程地质勘探资料。 经过筛选、处理的各勘探点包括地理、环境、土的物理力学指标在内的所有信息。 各类建筑场地的地层信息,比如液化等级、液化指数、特征周期、年代、沉积相等。 结合上述分析,数字化岩土勘察工程数据库系统可以按以下几个步骤实施构建:
(1)岩土工程勘察数据库的概念模型设计。 岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题,为了能获得反映信息世界的概念性数据模型,将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来,仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系,并在此基础上建立相对应的数据库表结构。
前言:我国十二五期间大力开发西部,道路建设成为重点建设项目,但是西部地区多偏处高原、寒地,这些地区修路基临三大难题,第一冻害深,修路过程中易使路基发生紧缩,破坏路基的塑性,并且降低混凝土的结合性。第二昼夜温差大,高原地区由于受到水土和气候的影响,昼夜温差较大,极易对修建过程中的路基造成根本破坏。因此道路建设时其路基处理成为关键,本文从多年冻土地区的恶劣环境入手,以三种特殊路基设计为例,对此进行详细阐述
1.冻土地区高速公路路基存在的问题
1.1高速公路路基出现质量硬比
在对高速公路路基施工的过程中,施工人员往往会遇见公路路基硬化的质量问题。通常情况下这种问题是由于冻害和混凝土之间的反应引起的。一旦形成路基质量硬化问题之后,则会让高速公路出现位移、陷落以及鼓胀等情况,严重时可能让高速公路导致二次损坏。因此,在对高速公路路基进行施工之前,应当考虑到这些问题,并制定出一套合理的施工方案,在混凝土以及其他路基材料配合比上认真仔细调配,使其达到配比要求,这在实际施工过程中具有相当重要的现实意义。
1.2特殊地区路基腐蚀
在路基的铺设工程施工过程当中,低温、雨水侵蚀问题时成为了施工的主要难题,低温雨水的冲刷,对路基造成严重破坏。同时如果空气当中带有酸性物质,通过与雨水的中和,会造成酸雨的出现,如果强度是在强酸的范围内,会腐蚀路基,一来破坏沙石的粘结性,导致路基松散,在冻害、雨水、车辆行驶的综合作用下会诱发路基出现松散坑槽;二来路基混凝土中的石料多为碱性或中性石料,比如石灰岩石料在强酸的作用下会逐渐分解,丧失强度,在低温的状态下降低结合能力,从而降低路基结构的承载能力。总而言之,冻害、雨水对沥青路基或水泥路基的破坏作用是巨大的,会破坏整个路基面层结构。
2多年冻土地区特殊路基的设计
2.1碎石、片块石路基
作为多孔介质的碎石路基,基于多孔介质中空气自然对流原理,其中的对流换热即气体流过碎石壁面时,由于气体和碎石表面的温度差所导致的热量交换现象。对流换热中,气体与碎石壁面必须直接接触,且导热和对流同时起作用。气体流动可以是由外部动力源(如风力)引起,也可能是由于冬季碎石层中的温度差异造成其中气体的密度差引起,它们分别对应为强制对流换热和自然对流换热。它利用空气的流动将天然冷量带入路基土体,使碎石路基温度场持续降低。一般挤压密实的土体之间主要的传热方式是热传导,但片、块体之间存在的不连续界面使得传热受到阻碍,其传热方式从本质上发生了改变,当空隙率直径大于几毫米时,通过对流进行的传热迅速增加,成为传热的主要方式。碎、片石堆积体以其较大的空隙率和较强的自由对流,在寒季由于气温低于路基体内温度,形成路基外密度大的冷空气不断置换路基内密度小的热空气,不断发生冷量交换,在暖季却由于气温高于路基体内温度,仰制了对流热传导作用,产生热量屏蔽,其结果是有利于保护多年冻土,保持多年冻土上限稳定或促使多年冻土上限上升,从而达到保护冻土,保持路基稳定性的作用。。
2.2隔热层路基
冻土地区的温度对路基的伤害颇大,因此冻害地区多采用聚苯乙烯泡沫材料(EPS)和挤塑聚苯乙烯泡沫材料(XPS),这些材料有孔隙大、阻热效果好、导热系数小等特点,对于保护路基起到了重要作用。这些材料即为沥青材料,但沥青材料也有缺点,在路基的沥青工程施工过程当中,冻害侵蚀问题时成为了施工的主要难题,冻害对沥青路面造成严重破坏。同时如果空气当中带有酸性物质,通过与雨水的中和,配合冻害会造成路基损坏的情况的出现,如果冻害强度是在低温的范围内,会腐蚀沥青路面,一来破坏沥青的粘结性,导致路面松散,在冻害、车辆行驶的综合作用下会诱发路面出现松散坑槽;二来沥青混凝土中的石料多为碱性或中性石料,比如石灰岩石料在强酸的作用下会逐渐分解,丧失强度,降低路面结构的承载能力。总而言之,冻害对沥青路面或水泥路面的破坏作用是巨大的,会破坏整个路面面层结构。因此从现代化技术角度来看更加趋向于使用沥青混凝土路基,关键就在于其行车舒适性更好,组热性更全面,防范路基变形效果更佳,因为水泥混凝土几乎没有塑性,使用水泥混凝土路面必须要留伸缩缝,而且水泥混凝土的施工还需要设置施工缝,这些缝使得水泥混凝土的行车舒适度降低。(沥青混凝土塑性较好,不必设伸缩缝,也没有施工缝。)总的来说,相对于隔热路基,沥青砼的优点有以下几点:1.隔热层路基是一种弹-塑-粘性材料,具有良好的力学性能,它不需要设置施工缝和伸缩缝。2.路基有弹性,对于冻害的承载能力较强。
3遮阳板路基及施工技术研究
遮阳板路基路基本体施工过程与常规施工过程完全相同。按设计制作的遮阳板可在本区段道路工程全部完成后进行实施。要注意所设计遮阳板结构和质量,在实施时按要求坡度进行刷坡,做好边坡坡脚排水。
3.1存在的问题
试验观测表明:该调控措施效果显著,但受温差大、波动频繁、自然环境恶劣等影响,经历2~3个冬季、暖季的及平时昼夜间的气温循环,上述试验工程结构均出现不同程度损坏,试验工程骨架由于热胀冷缩作用,产生局部壳屈变形,相当部分面板不同程度都存在从铆钉处拉裂损坏的现象,在风力作用下,损坏进一步加剧。这说明在青藏高原高寒多年冻土地区,钢骨架结构温缩变形太大,不利于工程措施持久使用;当初试验工程设计骨架材质尺寸偏小,刚度和强度不够理想;面板锚固方式需要改进或整个结构形式有待改进。
3.2结构改进试验工程措施
采用的铝塑板、彩钢夹心板和铁皮材质的遮阳板钢骨架温缩变形较大,板材锚固易损坏,抗风能力较弱,铝塑板等抗老化能力较差,针对路基辐射调控措施的应用现状,本论文提出采用预制混凝土构件对其结构进行优化。该预制混凝土构件,可以采用两种几何形状,即正方形或半圆形加圆弧组合结构。混凝土构件壁厚均为6cm,正方形混凝土构件内径50cm,半圆形混凝土构件内径6Ocm,圆弧混凝土构件内径为60cm,圆弧夹角为105°。
结束语:
冻土路基建设工程路基控制设计要点从管理角度上看,其建立规范化的控制监管制度,规范化的施工以及承建制度是要点之一;从技术角度上看,完善现有技术种类,新增技术项目,加强技术指导是要点之二;从建设角度上看,强化人文理念,丰富工程艺术效果,增强可调控性,是要点之三。综合来看,冻土路基建设工程并不仅在某一区域、某一局域,而是多元化的成综合性质的发展,因此控制设计要点时,也应当从整体范围着手,同时不能忽略细节。
参考文献:
[1]中交第一公路勘察设计研究院.青藏公路高温高含冰量多年冻土区地基稳定性研究[R].西安:中交第一公路勘察设计研究院,2006.
1概述
随着道路等级的提高,人们对道路线形的审美要求与周围景观的协调性越来越重视,从过去的二维图纸到现在的三维模型空间的分析,计算机辅助设计在公路景观设计过程中将占有越来越重要的位置,把最新的计算机技术应用于设计工作中将有助于更直观的反映设计内容,提高设计和周边环境的协调性,同时还能大幅提高设计效率。
道路透视图是路线计算机辅助设计系统设计的重要组成部分,它可以使设计者在设计阶段获得形象逼真的道路全貌,用以检查路线设计的线形质量以及道路与周围环境的协调程度,并以此作为修改设计的依据。采用先进的计算机辅助软件系统建立公路三维模型动态透视图技术可更方便、快速地检验和评价公路设计方案,利用动态透视实时漫游系统可提前让驾驶员感受到在公路上行驶的舒适性及安全性。动态透视图技术在公路景观设计中有着广泛的应用前景,利用该项技术能够在公路建成之前就对沿线公路景观有较为真实的反映,对于行车的舒适性和安全性有较为直观的展示。对公路设计,交通规划和标志标线设计等也有着参考作用,为领导决策和工程实践提供了依据。
2动态透视图系统的主要内容
在外业勘测方面,原始数据主要从航测、遥感、UYS等高新技术的综合应用进行地形、地质数据的采集与处理;在内业设计方面,主要是三维数字地面模型的建立、公路CAI)一体化技术及道路三维可视化技术等,并将上述技术集成,实现了勘测设计一体化。内业设计阶段主要是三维数字地面模型的建立、公路CAD一体化技术及道路三维可视化技术等,并将上述技术集成,实现了勘测设计一体化。
动态三维透视图的工作主要的工作流程包括原始资料的收集整理、现场调查收集野外图片资料、通过什算机辅助系统软件建立三维模型、渲染制作和最终合成等几个部分。
2. 1原始资料的搜集及数字地面模型的建立
原始资料主要包括公路设计资料、沿线地形资料与沿线景观素材,采集处理真实准确的原始资料是制作符合实际情况的动态透视图的基础。进行公路线形透视图检查,首先要建立一个设计公路的立体模型,设计公路模型可分为两类:一类只是单纯地设计公路模型;另一类是含有地形的设计公路模型。第一类模型的建立:直接进人计算机数模管理中,创建一个新的数模编号,然后从横断面数据库及纵断面数据库中读人设计公路的数据,构网、建模即可;第二类模型的建立:在第一类模型的建立基础上,还要将地形图数据库中的地形点读人数模,并将公路边界内的俄地形点剔除,然后,用全部点在构网建立模型。
2. 2动态透视图的一般原理及制作过程所用的计算机软件
对于道路本身的建模工作,可利用AutoCAl软件下的二次开发软件如维地5. 6完成,通过以上构建的数模三角网还可以按照n}格式输出,该功能可以给第三方渲染软件如3I?max渲染巨匠( lightscape)等提供数据模型数据。为了更好地建立模型,还需要采集地物、植物、路面等图质,以建立更接近真实的材质库,而处理采集的图像资料一般可采用Photoshop, CORELDRAW等图像编辑软件。
三维模型的建立是动态透视图的核心,一个完整的三维模型应包含完整的三维场景,包含各元素的三维模型和相关的配套材质贴图。通过有关程序在Au-toCAD下面快速构建公路立体模型,构建公路立体模型可应用相关专业软件如:HinCADS. 6、海地公路软件、武汉捷力的公路一体化设计软件建立。捷力平面三维动画系统可以在平纵横一体化设计完毕后根据地模或纵横地面线文件及路线设计信息自动生成真实三维模型,自动生成栏杆、行车道、中央分隔带等构造物,任意设定背景材质,直接将模型转换到3DMAX渲染巨匠(lightscape)软件做效果处理,最后再生成真实的三维效果图及动态的AVI文件,很快就可以生成线路透视图与三维全景图,利用先进的虚拟现实技术实现公路三维的动态实时浏览。可按指定路径播放三维动画,从不同角度、高度观察道路设计效果,对设计成果进行检查和评价。中交第二公路勘察设计研究院研制开发的公路虚拟景观实时漫游系统BID- VRS,直接接受数字摄影测量系统产生的正射影像数据,将影像同数字地面模型、公路路线与互通立交三维几何模型、公路桥梁三维几何模型形成的综合模型叠加,进行场景布置,并实时地对公路设计的虚拟景观进行动态漫游。动态透视图的真实影像与公路设计相结合,真实、动态地反映公路勘察设计的成果,为设计成果评审和环境保护提供了全新的可视化手段和工具。
海地公路三维仿真系统(Hard3D)是西安海地计算机软件开发有限公司自主开发研制的一套专门用于公路三维模型制作及动态播放的实时三维图形生成及渲染系统。它具有使用简便、制作效率高、画面清晰以及生成的动画具有可操作性、能够真实可靠的反映设计意图,在实时动态播放过程中,系统能够逐桩显示出该断面的所有技术指标(包括断面填挖面积、填挖高度、路基宽度、超高、大地坐标等等技术指标),使观看人员可以随时掌握各个断面的信息,在动态播放过程中,用户可随时抓取精彩画面(生bmp文件)并保存到硬盘上,用于制作工程效果图,系统也可以连续录制动画、录制声音包括背景音乐以及设计人员的解说,系统自动进行影音合成(生成avi文件)。具有动画的可操作性、路线各类信息的可动态显示性以及此系统可广泛用于公路工程项目的三维演示、效果图制作、项目评审、工程设计召投标过程当中,能够尽现您的实力,为工程的合理优化提供强有力的视觉支持等。由于Hard3D所基于3D图形引擎提供了强大的动态建模、动态渲染和模型管理功能,并且获益于微软公司不断对DirectX图形驱动性能的升级,从而使Hard3D在图形的动态渲染和模型的动态测试达到了国内绝对的领先水平,彻底摆脱了用3DMAX预渲染然后播放的传统做法,使公路三维进人了一个崭新的阶段。
2. 3三维模型的渲染
三维模型的渲染在3DS系列软件 3DS}MAX}VIZ}中进行,具体的内容包括:设置灯光、架设摄像机、贴材质、设背景、最后渲染成静态全景透视图。
2. 4渲染图的后期处理
后期处理对制作高质量的渲染图很重要。
2. 5动画制作和视频输出
除了跟静态渲染图有相同的要求外,还需要设置摄像机路径,然后逐帧渲染。渲染后的图片以每秒一定帧数(可根据汽车的运动速度确定)播放出来就成了动态全景透视图,最后一步是通过有关软件对动画片断进行剪辑、合成、配音,最终得到成品。
3实际应用
依托西藏自治区那曲地区布龙至比如通县油路工程,对全线进行了动态透视图的研究并完成了全线的三维模型和约10 Km的重点路段的动态三维透视图的工作,在初步设计阶段及施工图设计阶段,生成公路复杂地段全景透视渲染图和模拟汽车行驶的公路动态透视图,对方案的比选、视距的好坏、平纵组合是否合适等起到指导作用。
一、影响施工进度的因素分析
由于建设工程具有规模庞大、工程结构与工艺技术复杂、建设周期长及相关单位多等待点,决定了建设工程进度将受到许多因素的影响。
影响建设工程进度的不利因素有很多,如人为因素、技术因素、设备、材料及构配件因素、机具因素、资金因素、水文、地质与气象因素,以及其他自然与社会环境等方面的因素。其中,人为因素是最大的干扰因素。从产生的根源看,有的来源于建设单位及上级主管部门;有的来源于勘察设计、施工及材料、设备供应单位;有的来源于政府、建设主管部门、有关协作单位和社会;有的来源于各种自然条件;也有的来源于建设监理单位本身。在工程建设过程中,常见的影响因素如下:
1、业主(建设单位)因素提供的地质勘查资料、控制水准点、坐标点不准确或错误;提供的图纸不及时,不配套;依据客户的要求而进行的设计变更;所提供的施工场地不能满足工程施工的正常需要,在主体砼浇筑时需要办理临时占道手续不及时;资金不足,不能及时向施工承包单位或材料供应商按合同约定支付工程款等。当然诸如施工过程中地下障碍物的处理,建设单位组织管理协调能力不足使工程施工不能正常进行,不可预见事件的发生等也是影响施工进度的不利因素。
2、勘查设计单位的因素勘察资料不正确,特别是地质资料错误或遗漏;设计内容不完善,规范应用不恰当,设计有缺陷或错误;设计对施工的可能性未考虑或考虑不周;施工图纸供应不及时、不配套,或出现重大差错;为项目设计配置的设计人员不合理,各专业之间缺乏协调配合,致使各专业之间出现设计矛盾;设计人员专业素质差、设计内容不足,设计深度不够;设计单位管理机构调整、人员调整,不能按要求及时解决在施工过程中出现的设计问题。
3、施工单位的因素施工单位管理水平低,经验不足,致使施工组织设计不合理、施工进度计划不合理,采用的施工方案不得当;施工人员资质、资格、经验、水平低,人数少,技术管理不足,不能看透图纸、通晓规范、熟悉图集,不能理解深层次的设计意图,致使对设计图纸产生歧义,形成质量缺陷;技术交底不到位,自检不到位,致使施工中存在质量缺陷且对质量缺陷的处理不及时;现场劳务承包单位素质较差或劳动力较少,或施工机械供应不足;材料供应不及时,材料的数量、型号及技术参数不能满足施工要求;总承包商协调各分包商能力不足,相互配合不及时不到位;施工现场安全防范不到位,安全隐患较多,或出现安全事故;施工单位自有资金不足,或资金安排不合理,垫付能力差,无法支付相关费用等。
4、材料设备因素材料、构配件、机具、设备供应环节的差错,品种、规格、质量、数量、时间等不能满足工程的需要;特殊材料及新材料的不合理使用;施工设备不配套,选型失当,安装有误,有故障等。
5、监理单位因素项目监理部监理人员的专业素质、工作经验较差,或监理人员人数较少,不能及时发现施工中存在的问题,不能及时协调解决施工中出现的问题,不能根据施工现场实际情况及时采取有效措施保证工程按计划施工等。
6、社会环境的因素临时停水、停电、断路;重大政治活动、社会活动、节假日、市容整顿、交通道路的限制等。
7、自然环境因素如复杂的地质工程条件;不明的水文气象条件;地下埋藏文物的保护、处理;洪水、地震、台风等不可抗力等。
当然,影响施工进度的因素并不限于这些,还有影响施工进度的其它未明因素。在上述诸多影响因素中,建设单位和施工单位对工程进度的影响最大,勘察设计单位、材料供应商和监理单位次之。为了保证项目施工进度的顺利实施,建设、施工、监理单位就必须对影响施工进度的各种因素进行全面的评估和分析,采取各种控制措施,从主客观方面消除影响进度的各种不利因素。
二、施工进度的控制
(一)、施工进度控制的原理
1、动态控制原理
施工进度控制是一个不断进行的动态控制,也是一个循环进行的过程。它是从项目施工开始,实际进度就进入了运动的轨迹,也就是计划进入执行的动态。实际进度按照计划进度进行时,两者相吻合;当实际进度与计划进度不一致时,便产生超前或落后的偏差,分析偏差产生的原因,采取相应的措施,调整原来计划,使两者在新的起点上重合,继续按其进行施工活动,并且尽量发挥组织管理的作用,使实际工作按计划进行。但是在新的干扰因素作用下,又会产生新的偏差。施工进度计划控制就是采用这种动态循环的控制方法。
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:
前 言:近年来随着城市天然气项目越来越多,如何让这些项目在资金、进度、工程质量等各方面都能得到有效的控制,并保证在政府的要求下,在预期内完成工程投资建设,同时发挥投资效益,项目的组织工作显得极其重要。城市燃气项目在工程建设中要科学组织、合理部署,根据工程建设项目自身规模、特点,严格按照施工流程、施工工艺进行组织建设,可顺利地完成较大的工程量。我国目前只有部分大中型城市才拥有燃气管网,个别城市以CNG和LNG为主。然而随着我国大批天然气田的发现和开发量产,在居民能源应用上,天然气的使用比例会逐年增加,随着西气东输政策的实施,城市燃气事业将会迅速发展,越来越多的城市开始了燃气管网的开发和建设,并且管网铺设范围不断加大,因此,城市燃气在我国市场上有着巨大的开发前景。然而,城市燃气管网设施依然存在的很多的问题, 严重阻碍了我国燃气事业的快速发展,甚至还直接导致了诸多安全事故的频频发生, 不仅严重影响了正常的城市的生产和生活秩序,而且还给人民群众生命财产造成了损失,对城市燃气管网的安全运行造成新不可估量的威胁,若不引起城市规划相关部门的重视,产生的后果将会不堪设想,因此城市燃气管网建设要从源头抓起。
一、项目评审及决策在市场调研报告和项目建议书评审通过后,由项目建设单位自己或聘请专业设计单位对项目的可行性进行评审,按照国家有关规定,可研报告的可行性要通过项目实施地的地方政府和项目实施单位的论证,在通过论证后方可报地方政府和项目实施单位进行立项,在项目通过立项后,要进行相应的安全、环境评审。项目的可研工作除按规定要求外,一般应包括:对实施项目的城市进行评价,分析市场需求,资源供应渠道,主要客户分布情况,消费要求,财务可行性分析,风险提示及对策。二、项目筹备工作工程的初步设计是项目准备实施的第一步工作,在初步设计初期要由专业的管线设计人员对项目实地进行勘察,主要勘踏管线的走向及地质情况。在项目实施地范围内要优选路径,在规划允许的范围内以节约资金,优先建设有用气意向的企业单位的供气管道为目标,然后进行整体管网建设规划,在得到地方规划部门的同意后,完成初步设计,进入施工图设计阶段。三、工程实施前期阶段在施工图设计完成后,要根据《中华人民共和国招投标法》等相关法律、法规,及时组织施工单位、监理单位、原材料采购的招投标工作,招投标工作可采取公开或邀请投标方式;其中施工队伍招标工作,要依据国家有关规定的情况进行资质审查,尽量选择乙级以上资质较高、信誉好的队伍施工;监理公司的选择要根据工程量的大小和各工种进行确定监理人员的专业种类和人员数量,灵活配置使用监理人员;原材料采购要根据施工图纸的要求对工程安装设备、管材、管件和附属材料进行招投标工作,根据工程进度计划合理制度原材料采购计划,中标单位对原材料采购要及时,保证工程项目实施进度。四、施工手续的办理为保证工程实施进度,在工程施工前,要保证各项施工手续办理齐全,主要有征地手续、赔偿手续、地方协调工作。包括施工图的审查、建设用地规划许可批复手续,城市建设管理局的施工许可手续,消防施工图的审查等。五、施工阶段主要抓好以下几项工作:1.地方政府部门的协调工作,由于管道建设和站场的建设需占用土地,并经过不同的区域、路段、河道、公路等,因此,必须与上述管道经过的地方管理部门办理审批、赔偿手续,由于工作量大、故而要由专人负责统一协调、协商办理,直到项目完工为止。2.施工部署及进度、质量控制。要确保工程施工的顺利实施,必须进行科学、合理的部署,编制详细施工进度计划;另外,管道路由的规划、公路、市政、河道等有关设施主管部门的报批以及拆迁、赔偿工作等都必须按要求提前进行完成。 3.项目的进度应按工程项目规模、特点,合理划分施工作业段,并按单项工程、单位工程、分部、分项工程编制工作进度计划,,并且可按周、月、季合理确定进度目标。在工程建设中要建立完善的例会制度,可分为周例会,月例会,工程进度会,协调会等。对出现工程进度偏差时,及时采取措施进行调整,同时要对未来进度进行预测,并对可能影响进度的因素进行预先调控。4.质量控制主要包括两个方面:(1)材料质量控制,主要为撬装设备的阀门和计量设备,管材的材质等主要部件,对主要生产环节要安排进行监造。进场材料合格证、出场检验报告要求齐全,做好进场材料二次复试,对合格证件不齐、二次复试不合格产品不予安装使用。(2)工程质量控制,在施工组织设计和施工技术方案指导下,做好管道建设质量管理工作,要重点控制对口和焊接质量,钢管焊接要严格执行《管道施工验收规范》及设计技术规范,并进行无损探伤检测。PE管焊接必须确保电容、热熔焊机的电压、电流及焊接温度的正确设定。加强过得控制、程序监管,对未经监理检验同意不得进行下步工序的施工。六、工程竣工验收工程竣工验收是工程建设的最终阶段,是工程建设管理工作的重要环节。工程竣工后,建设单位应及时组织监理单位、设计单位、勘察设计、施工单位等各方参加建设主体单位进行验收,并邀请建设行政监督部门对验收过程进行监督,对于工程验收过程中发现不合格的项目,要求施工单位进行限期整改,然后再进行复验,直至合格后建设单位方可接收。竣工验收主要包括:工程项目清理及工程量汇总,工程质量评定,设备资产清点,工程材料核销,档案移交(包括移交地方档案馆)财务决算等。工程验收合格后,建设单位向其上级主管部门呈报竣工验收报告及有关验收资料。
中图分类号:U41 文献标识码:A
路基设计工程是人类工程设计开发方面最常见接触最多应用最广泛的工程环境,路基的稳固问题、边坡加固防护问题、路基排水工程问题是路基设计工程中最基础的问题。公路路基设计理念是公路设计人员的思维意识,是公路勘察设计产品的精髓和灵魂,路基设计首先要从安全性出发,本着安全第一的设计理念,把路基设计做到实处。提升设计理念,实践理念创新,树立和落实科学发展观,是实现交通新的跨越式发展目标的必然要求。
一、路基高度合理设计要求和路基排水系统设计要求
1路基高度合理设计要求
路堤高度是公路路基设计中一项综合技术指标,它直接影响到公路的使用功能、质量、安全性、工程投资效益和空间占用量。平原地区高速公路路堤高度除受设计洪水位控制外,主要受下穿道路的通道净高和通航河流的桥下通航净空高度控制,在村庄、地方道路、通航河流密集区,低路堤方案需归并通道、增设辅道、支线上跨等,配套工程建设规模大,低路堤方案的优势不显着。因此,应根据项目所处地形、地质、水文等自然条件,以及村镇、航道、道路网等分布特点,进行不同路堤高度方案的综合比选论证,因地制宜,合理确定路堤高度。
2路基排水系统设计要求
如何提高公路排水系统设计、施工和养护水平,减少公路的水害,防止出现重大的公路水毁,已成为当前公路建设,所亟待解决的问题。排水设施要全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠宜短不宜长,以使水流不过于集中,作到及时疏散,就近分流。把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界,同时把路界处于可能流入的地表水拦截在路基范围外,以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。路基各项设施应具有足够的泄水能力,排除渗入路面结构内的自由水自由水在路面结构内的渗流时间不能太长,渗透路径不能太长,排水设施要有较好的耐久性。进入路面的水分和渗入的水分,是造成或加速路面结构过早损坏的主要原因之一,新型防水材料,无论从经济角度,还是施工工艺上来说,都可以有效提高路面使用性能,延长其使用寿命。为道路施工建设提供了有效的保障。
二、路基边坡中的骨架植物防护设计和软土地基路段的路基加固设计
1路基边坡中的骨架植物防护设计
在实际的道路施工中,对于路基防护,以前常常采用的是浆砌片石或水泥骨架等手段,这些方法在因为本身和道路的建设运用的手段、方法、材料等比较相似,可以减轻成本负担并且效率较高而一直得到采用。但经过一定时间之后,这种方法影响环境美观,材料容易受到气候等外界条件影响而老化,后期维护困难且维护费用偏高的缺点便暴漏出来了。能实现美化、自动进行后期的维护调整、创造附加价值的植被骨架的出现使这个问题迎刃而解。骨架植被由于其平衡地实现了工程建设中生态环境与经济效益的协调发展,而在越来越多的道路路基防护中使用。
具有骨架植被的路基是指那些以少量的土木工程材料形成栅格作为基本骨架,骨架内填充植被而形成的路基。栅格可以形成拱形、几何形、人字形等路基骨架。具体的骨架设计会结合工程学,美学等多方面知识。同时,植被的选择也要考虑到气候环境,当地土质,设计目标等多种因素。在路基上,符合土壤等环境的植物经过适当的培育养护之后都能良好地生长。植被在对路基的防护上有一些土木防护难以达到的功能:第一、植被具有减缓风雨对路基的冲击的作用。除此之外,路基还能吸收雨水,从而既能减少高速路面的积水又能利用雨水巩固土壤。第二、对路基进行绿化,能美化环境。这不仅仅是出于对环境的考虑,还对驾驶人员具有两个作用:(1)提供给驾驶人员美丽清新的风景,减轻其行车的疲劳感。(2)在培育时注意植物的整齐性,有助于引导驾驶人员,减少交通事故。第三、绿色植物能够进行光合作用吸收二氧化碳放出氧气,同时也可以吸附公路上的烟尘,有害气体等颗粒污染物,从而达到净化空气,维持行驶人员健康的作用。第四、浓密的植物能够调节气候。夏天,植物吸收辐射降低了高速公路的地面温度。冬天,具有一定密度的植物能起到保温的作用。第五、由于受到气候环境影响,土木防护往往容易在一定时间之后出现风化,滑坡等现象。如果使用植被对路基进行固定,出现以上事件的概率就会大大降低。
2软土地基路段的路基加固设计
由于某些地区地质结构比较特殊,土壤成分多由软土构成,导致公路路基土质软化,易导致安全隐患,再加上软土路基强度低、固结慢、变形大,导致路基抗剪强度、抗压强度不够引起路基侧向整体滑动,边坡外侧土体隆起;人工构造物与路基衔接处产生短截,引起路面坍塌或者断层现象。路基的变形以及地下水位过高,将导致路面的破坏等情况的出现。因此,对于软土路基的处理必须引起足够的重视。
软土路基的加固方法基本上分为两种,表层处理方法、换土处理方法、反压护道及侧向约束法和排水固结法。表层处理方法又分为表层排水法、砂垫层法、稳固剂表层处治法。加固路基的方法选择要因地制宜,根据当地的土质结构以及公路的负载量来选择合适的路基加固方法。
结语
公路作为最基础交通用的民用建筑,无时无刻不影响着居民的生活,保障了全国的经济交流,其设计必须兼顾安全和实用两方面。由于部分地区地质结构复杂特殊,其设计应当重点考虑到其环境的特殊性,必须适应当地地质条件。在设计过程中,严格控制好各项指标的设定,无论是方案设计、初步设计还是施工图设计,都要以严谨的设计态度对待,在施工方面也必须做到精益求精,争取建造出既坚固又实用的公路。
参考文献
[1]矫震.公路路基设计[J].中国新技术新产品,2011(21).