铁路涵洞CAD系统.docx

铁路涵洞CAD系统.docx

《铁路涵洞CAD系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁路涵洞CAD系统.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

铁路涵洞CAD系统

铁路涵洞计算机

辅助设计（CAD）系统

TLHDVERSION2.0

用户手册

北方交通大学

铁道第三勘察设计院

2004年06月

铁路涵洞计算机辅助设计（CAD）系统

TLHDVERSION2.0

用户手册

一、软件功能及适用范围..............................4

二、系统运行环境......................................4

三、基本知识..........................................4

四、安装及启动........................................5

五、系统操作流程......................................6

六、程序编制依据说明..................................10

七、钢筋混凝土盖板箱涵数据文件输入格式.................12

八、涵洞数量统计输出....................................17

九、钢筋混凝土圆形涵洞数据文件输入格式.................19

十、钢筋混凝土框架涵洞数据文件输入格式.................21

十一、钢筋混凝土矩形涵洞数据文件输入格式...............25

十二、涵洞基坑开挖特殊计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

一、软件功能及适用范围

本CAD软件包括下列项目:

（一）钢筋混凝土盖板箱涵（肆桥-5009）单双孔;

（二）钢筋混凝土圆形涵洞（壹桥-5191）单双孔;

（三）钢筋混凝土框架涵洞（肆桥-5018）单双孔；

（四）钢筋混凝土矩形涵洞（壹桥-5193）单双孔。

本软件系利用具有图形处理设备的微型计算机,包括设计计算和绘图在内的全

部设计过程的自动化设计程序。

其主要内容是:

根据输入的设计条件数据,和从磁

盘数据库读出相应的标准图数据,进行涵洞长度计算,管节布置,结构尺寸计算,工

程数量计算,及出入口铺砌设计等,然后转入绘图数据处理,生成图形,包括涵洞

结构图,基础布置图,出入口铺砌，工程数量表,设计资料表,地质资料表,图标、

图框及附注等,按部现行规定的全部内容完成施工设计图。

适用于新建铁路采用“标准图”涵洞设计。

无论直线或曲线,无论单线、

双线或多线,无论区间或站内,各种斜交角度，各种路基边坡,均可使用。

涵洞边

墙有高、中、低之分，盖板涵还可用于截低边墙。

改变基础厚度,及特殊路基边

坡的设计,程序可自动作相应的修改。

对于出入口复杂的或陡坡涵洞也可用本程序

设计,出入口铺砌可用手工补作。

在使用中须注意涵洞洞顶填土高不得超过“标准图”所规定的范围。

本软件系

统可做单座涵洞设计，或多座涵洞设计，所有工程数量均可自动进行分批、分段累

计汇总。

二、系统运行环境

2.1硬件配置

。

主机：

486、586系列微机，内存8M以上

。

显示器：

彩色显示器

。

硬盘：

200M以上

。

外围设备：

AUTOCAD12.0以上FORWindows所支持的打印机及绘图机

2.2软件配置

。

操作系统：

Windows95/98/NT

。

编程语言：

VisualC++6.0;

三、基本知识

本系统是windows95/98操作系统,需要用户对Windows95/98操作系统有一

定的了解,以下对Windows95/98操作系统作一些基本介绍,熟悉Windows95/98操

作系统的用户可以跳过本节内容,无须阅读。

3.1术语定义

单击----按下鼠标按钮，随之立即释放。

除特别说明以外，“单击”指单击鼠标

左按钮。

双击----快速重复两次单击按钮操作。

拖动----按住鼠标按钮的同时移动鼠标。

肖像----一种小块的、代表某个事物的象征性图形。

例如，用一个小的文件柜的

图片代表文件管理软件。

肖像可用鼠标拖动到屏幕上的任意位置。

3.2菜单操作

主菜单----一般在屏幕上端,有好几个子菜单组成；子菜单-----每个子菜单有

好几个下拉菜单组成。

3.3鼠标操作

屏幕设计和各种处理过程中，大部分操作可通过鼠标直接进行。

在屏幕上不同

位置和操作的不同过程中，鼠标有不同的形状，代表不同的功能，完成不同的任务

（各种鼠标的形状及其相应的功能参见各章具体内容详解）。

3.4窗体（窗口）

由控制按钮、标题栏、最大、最小化按钮、菜单栏、工具条、编辑区、滚动条

等构件组成。

3.5剪贴板

剪贴板作为不同应用程序（窗体）之间传递信息的临时缓冲区，可以从一个应

用程序剪取或拷贝信息到剪贴板中，然后再从剪贴板中传递给另一个应用程序。

具

体操作方法是，先选定要剪取或拷贝的信息，再从编辑菜单中选取CUT或COPY命

令（也可直接使用快捷键Ctrl-X或Ctrl-V），此时选取的信息就已经放入剪贴板

中了。

如果想把剪贴板中的信息粘接到自己的程序中，需要先将光标定位在所要粘

接的位置，然后从编辑菜单中选取Paste命令（也可直接使用快捷键Ctrl-C）即可。

四、安装及启动

4．1安装步骤

1．打开显示器和计算机，进入WINDOWS95/98/NT系统；

2．双击资源管理器并进入插入安装盘的1#A（或B）驱动器或进入光盘安装盘

中DISK1目录中；

3．选择安装盘中DISK1中的Setup.exe文件双击即进入安装过程；

4．出现安装窗口，按屏幕提示的步骤进行安装工作即可。

安装后生成文件的

路径和目录可以自行选择。

5．安装完成后，在选择的路径和目录下生成3个子目录：

（1）HELP子目录，

放置帮助文件（.hlp）；

（2）PROGRAM子目录，放置圆涵、盖板涵、框架涵、矩形涵

执行程序（culvert.exe）；（3）是SAMPLES子目录，放置圆涵、盖板涵、框架涵、

矩形涵算例数据。

用户还可以另建（USER）子目录，放置设计计算项目，便于更换

或清除。

6．安装完成后，在安装盘中driver目录中执行instdrv.exe,即完成驱动功能。

在打印口插入加密狗以后，即可以进行正常的启动。

4．2启动步骤

1．进入WINDOWS95/98/NT系统；

2．在资源管理器中将鼠标指向culvert.exe双击，则出现窗体情况。

3．鼠标双击窗体中的涵洞肖像，则出现涵洞设计系统的主菜单，此时系统便启

动了。

4.开始菜单中的程序中选择“涵洞CAD系统”

4．3退出系统

退出系统有三种方法：

1.从系统主窗体的菜单条中选择“退出”项；

2.使用快捷键关闭系统主窗体；

3.由WINDOWS任务表中选择关闭按钮结束当前运行的系统程序。

不同后缀名文件的意义：

（以下*代表项目名）

*．yh圆涵项目文件名

*．gbh盖板涵项目文件名

*．kjh框架涵项目文件名

*.jk挖基项目文件名

*．jxh矩形涵项目文件名

*．*jg输出计算结果文件名

*．EXE可执行文件名

*．dxf图形文件

*．SHX形文件

五、系统操作流程

系统主菜单包括以下内容：

数据文件处理、输出、查看、帮助和工具条等功

能。

如图1所示对话框

图1

数据文件处理主要是实现新建或打开数据文件，进行数据编辑、设置AUTOCAD

路径、进入AUTOCAD、计算器、退出系统等功能菜单。

选择退出系统菜单后，系统自动退出该设计界面。

（1）文件名

选择”数据文件”下拉菜单下的“文件名”，或点击工具条上的“文件按钮”，弹

出对话框如下图2所示的对话框：

图2

在此对话框中选择文件类型来打开或建立相应类型的涵洞数据文件。

其中圆形涵文件名后缀为（*.yh）、盖板涵文件名后缀为（*.gbh）、框架涵文件

名后缀为（*.kjh）、矩形涵文件名后缀为（*.jxh）。

如果是刚启动该系统，则对话框的文件名会自动默认为上次运行关闭前的文件名。

如已经新建打开数据，则默认为该文件。

如果打开的文件名的后缀不与文件类型相符，则系统会给予提示如图3所示，然后返回文件名对话框。

图3

（2）数据编辑

在未输入文件名之前，该选项显灰色不可选的，输入文件名后，选择菜单项或

点击编辑按钮后，弹出如以下三图所示的对话框，这样即可进行数据的输入、修改

等编辑工作。

该对话框含有三个属性页，如图4、5、6所示（数据一、数据二、数据三）数据输完后，按“确定”按钮后，数据即自动存盘。

此三个图系适用于圆形涵洞，其它涵洞亦相类似，仅其内容略有增减。

图4

图5

图6

在数据输入对话框中按确定按钮以后，即在屏幕上出现对应该数据的设计框

图（草图）如下图7所示

图7

（3）设置AUTOACD路径、进入AUTOACD、计算器、退出系统等功能菜单。

选择退出系统菜单后，系统自动退出该设计界面。

　　输出菜单包括设计计算、生成图形、工程数量累计汇总。

在数据输入完成以后，即可进行设计计算、图形生成工作。

（1）设计计算

选择此菜单项后，系统自动生成对应该文件名的输出设计计算结果文件

（*.yjg），计算结束后，系统提示是否进入Natepad打开此文件，以查看结果如图8所示。

可以按“是”或用编辑器的方式打开此文件。

图8

（2）生成图形

选择此菜单或点击图形按钮，系统自动生成对应该文件名的图形结果文件

（*.dxf），并弹出一对话框，如图9所示。

提示是否进入AutoCAD系统，按“是”

即进入AutoCAD。

图9

在第一次进入时弹出AutoCAD设置情况，即设置AutoCAD路径，如下（3）介

绍。

在以后再次进入时即可自动进入AutoCAD系统，选择路径及文件名格式（*.dxf）

打开后，即可显示生成的图形。

然后即可按AutoCAD系统内的命令进行个别修改。

如果是AutoCAD2000并且已经打开.dxf文件，在生成图形文件前系统会提示无

法打开.dxf文件，请先关闭该文件。

（3）设置AutoCAD路径

点此菜单后，即弹出一对话框，如图10所示。

图10

点击该对话框内的“浏览”按钮，选择AutoCAD的路径，并选择acad.exe即

可完成设置。

（4）进入AutoCAD

在设置好AutoCAD路径后，也可直接进入AutoCAD，以便显示或修改某一图形

文件。

3、查看

查看包括工具条和状态栏

（1）工具条

工具条包括文件管理、数据编辑、图形生成及查寻、帮助等功能菜单内容。

用鼠标点击某一工具条以后，即弹出对应该功能的菜单对话框。

（2）状态栏

状态栏是鼠标移动到某一主菜单或子菜单或工具条等位置后，在屏幕左下角

显示当前的状态。

六、程序编制依据说明

程序编制,按照<<桥规>>及铁路涵洞“标准图”有关规定进行。

当输入设

计条件数据正确,程序即作正常运行,否则,自动停机,并显示出错误信息。

6.1涵洞长度计算

涵洞布位分为正交与斜交两类,斜交又分为左斜与右斜,面向下游以线路法线

为准,涵洞轴线向左偏叫左斜,向右偏叫右斜。

涵洞长度计算模型,除考虑了斜交

角度外,还考虑了路基边坡为一个或二个的情况。

当涵洞位于线路为曲线部位，还

考虑了曲线路基外侧超高加宽的影响。

涵洞长度AL=AL1（上游长）+AL2（下游长）

AL1=（SW1+（ZH1-（RH1+0.2））*PM1）/（COS（O）+（AI-AJ*SIN（O））*PM1）

式中:

RH1--入口洞门高（流水面至帽石底）;

O--斜交角度;

AI--涵身坡度；

AJ--线路坡度（入口在线路上坡端时为正，在下坡端时为负，正交时

为0）；

PM1--入口处路基边坡;

ZH1--上游计算路基高;

SW1--上游计算宽,按下式计算:

SW1=ZW1+BL/2*SIN（O）+BB*COS（O）

式中:

BL--帽石长;

BB--帽石宽;

ZW1--上游计算路基宽。

当H1-RH1≤HD1;PM1=V1;ZH1=H1;ZW1=W1

当H1-RH1>HD1;PM1=V2;ZH1=H1-HD1;ZW1=W1+HD1*V1

式中:

HD1--路基面至变坡点高;

V1--上部路基边坡;

V2--下部路基边坡;

H1--中心流水面至上游路基面高;

W1--上游路基面宽。

当AL1

AL2=（SW2+（ZH2-（CH1+0.2））*PM2）/（COS（O）-（AI-AJ*SIN（O））*PM2）

式中:

CH1--出口洞门高（流水面至帽石底）;

PM2--出口处路基边坡;

ZH2--下游计算路基高;

SW2--下游计算宽,按下式计算:

SW2=ZW2+BL/2*SIN（O）+BB*COS（O）

式中:

ZW2--下游计算路基宽。

当H2-CH1

当H2-CH1≥HD1;PM2=V2;ZH2=H2-HD1;ZW2=W2+HD1*V1

式中:

H2--中心流水面至下游路基面高;

W2--下游路基面宽。

当AL2

6.2管节布置

管节布置,按下列原则进行:

1.当设计条件数据要求每节涵长全为整米时,采用涵长较计算涵长最多短0.1

m或最多长0.89m,当可用1-2节0.75m盖板时,采用涵长较计算涵长最多

短0.1m或最多长0.39m。

2.每节长2-5m,当相邻两节错台不超过3/4板厚时,尽量采用长管节,以

使沉降缝最少。

当每节长2m且错台超过3/4板厚时,设接头墙,但最大错台

不超过0.7m。

3.按设计要求预留建筑拱度,均按三角形分配,但要保持下游管节不高于上

游管节为度,并且相邻两节高差不超过3/4板厚。

当板顶以上填土高小于2m及

岩石地基均不设建筑拱度,岩石地基亦不设沉降缝。

6.3斜翼墙尺寸计算

当斜交角度超过10度,按实际斜交角度计算斜翼墙尺寸,斜交角度小于或等

于10度,设正洞门。

框架涵洞及矩形涵洞斜交角度控制在10度以内，按标准图

均设正洞门。

6.4工程数量计算

涵洞出入口及洞身工程数量均按标准图的数据计算,斜交涵洞出入口翼墙、基

础及帽石,则另按斜交增加数量。

基坑开挖数量V提供了两种计算方法：

一种是”采用一般标准计算“，即按定

型图的方法，如下式的计算：

V=（D1+1.0+HCP）*HCP*L

式中:

D1--涵身基础宽;

HCP--平均挖深;

L--包括出入口节在内的涵身基础长。

另一种是”采用特殊计算“，即按外业实测断面的计算方法，详见第十二节。

当入口流水面至上游路基面的高度大于3m,设检查台阶。

3-6m踏步宽0.8

m;大于6m踏步宽1.0m,工程数量按实际高度计算。

出入口铺砌尺寸及工程数量计算,按"叁桥（89）-8011"标准设计图办理。

6.5圬工材料

按照新颁发的桥规（TB10002.4-99）规定，有关圬工材料强度等级改用了新

的代号，本软件所采用的例如混凝土与水泥砂浆标号等，亦均改按新规定标注，与

现行”标准图“尚未修改者不同。

用户使用时请注意。

6.6铺砌工程

采用“三桥（89）8011”标准铺砌时，按照下列原则设置铺砌参数：

a.入口铺砌长一律采用铺至锥体坡脚端部外加垂裙厚度。

b.出口铺砌长度Ls（锥体坡脚至垂裙内侧的距离）按表A确定

c.出口垂裙深度T2按表B确定。

d.入口垂裙深度T1采用出口垂裙深度的一半,但不小于0.85m。

e.垂裙厚度随深度而定,采用值见表C。

f.铺砌类型采用50号浆砌片石,厚0.35m,下设10cm厚碎石垫层。

g.铺砌类型为干砌片石,厚度采用0.25m,下设15cm厚碎石垫层。

h.单宽流量按50年流量除以孔径取值。

表A

设计单宽流量q（m3/s）

q≤1

1≤q＜5

5＜q≤10

q＞10

出口铺砌长度Ls（m）

.　0.6

1.6

2.6

3.6

表B出口垂裙深度T2按下表确定（单位：

m）

单宽流量（m3/s）土质粒径（mm）

1

2

3

4

5

6

8

10

土，砂砾，石d＜15.6

1.25

1.50

1.70

1.80

1.90

2.00

2.20

2.30

卵石15.6≤d＜78.0

1.00

1.25

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

大卵石78.0≤d＜130　　　

0.85

0.90

1.0

1.20

1.20

1.30

1.40

1.50

大卵石d≥130

0.85

0.85

0.85

0.85

0.85

0.90

1.00

1.00

表C

垂裙深度T（M）

T≤1.2

1.2＜T≤1.5

1.5＜T≤1.8

1.8＜q≤2.4

垂裙厚度d（M）

0.4

0.5

0.6

0.7

七、钢筋混凝土盖板箱涵数据文件输入格式

（一）设计条件数据表

涵洞设计输入数据应在上机前建立，由用户根据每个工点具体条件,按表

（1）

的格式在设计界面对话框（数据一、数据二、数据三，如图4、图5、图6所示）

内填写设计条件数据表。

表中顺序号为数据文件对话框形成的数据文件格式。

钢筋混凝土盖板箱涵数据文件输入格式说明表

（1）

顺序号

内容

单位

说明

1

线名代　号

采用5位数，末二位数字为线名号,如本线只能用整米盖板时前加100,可用1～2节0.75米盖板时前加75.如兖石线兖临段为7500（00即为线名号）

2

中心里程

km

整数部分为公里标

3

孔数（I1）选定

单孔I1=0;双孔I1=1

4

孔径号（I2）选定

孔径L0=0.75、1.0、1.25、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0时对应的孔径号I2分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12

5

入口形式（I3）选定

入口提高式I3=0;入口不提高式I3=1

6

基础类型（I4）选定

整体基础I4=0;分离基础I4=1

7

边墙类型（I5）选定

高边墙I5=0;低边墙I5=1

8

上游路基面高程

m

9

下游路基面高程

m

10

上游路基面宽

m

11

下游路基面宽

m

预留建筑拱度比值

采用0,50或80按桥规表

13

上部路基边坡

路基边坡1:

V1（比值）

14

下部路基边坡

路基边坡1:

V2（比值）,一个边坡时V2=V1

15

路基面至变坡点高度

m

路基边坡无变坡点时可给12.0

16

中心流水面高程

m

设计高程

17

斜交角度

度

右斜为正,左斜为负,正交为0.0

18

线路坡度

上坡为正、下坡为负平坡为0.0以小数表示

19

流水面设计坡度

以小数表示

20

轨底至路基面高

m

站内按最低股道计算

21

中心流水面至板顶高

m

截低边墙时给实际采用值

22

冻结深度

m

23

留否沉降缝

留3cm沉降缝NFN=1.不留沉降缝NFN=0

24

是否采用标准基础厚度

采用标准基础厚度NG=0,改变基础厚度NG=1此时给出下面二值.

25

涵身基础采用厚度

m

若采用标准基础厚度时,可给0.0

26

出入口基础采用厚度

m

若采用标准基础厚度时,可给0.0

27

平均挖基深度

m

平均挖基深度，分一般标准计算与采用特殊计算选项

28

挖基中土方比例数

29

挖基中石方比例数

30

上下游开挖增加土石方数

m3

土方填正数,石方填负数.

31

铺砌类型（NPQ）

选定

出入口均采用标准铺砌NPQ=0,出口采用标准铺砌NPQ=1,入口采用标准铺NPQ=2.出入口不铺砌NPQ=3,灌溉渠NPQ=4.出入口为槽形铺砌NPQ=5

32

设计流量

m3/s

33

百年流量涵前积水

m

34

50年流量涵前积水

m

35

下游水深

m

36

地基容许承载力

kPa

37

地基设计压应力

kPa

38

上游垂裙深

m

39

下游垂裙深

m

40

下游铺砌长度

锥体坡脚外至垂裙末端长度

41

上游地面线点数

m

包括中心点（点数<11）

42

上游地面线数组

m

各点至中心点距离及高程,按距离由大到小排列,中心点为最后一点

43

下游地面线点数

包括中心点（点数<11）

44

下游地面线数组

m

各点至中心点距离及高程,按距离由大到小排列中心点为最后一点

注：

根据标准图“肆桥-5009”的涵洞结构类型，共有357种组合，其分类除上

表中所列出的I1、I2、I3、I4、I5以外，尚有程序自动生成的：

I6--出入口翼墙边坡2种:

边坡为1:

1.5,I6=0;边坡为1:

1.75I6=1。

I7--中心板顶填土高7种:

0.38m≤H〈0.65m,I7=0;

0.65m≤H〈1.0m,I7=1;

1.0m≤H〈2.0m,I7=2;

2.0m≤H≤3.0m,I7=3;

3.0m〈H≤5.0m,I7=4;

5.0m〈H≤8.0m,I7=5;

8.0m〈H≤12.0m,I7=6.

式中:

H--为线路中心处板顶至轨底填土高。

共同形成一个数组（I1，I2，I3，I4，I5，I6，I7）作为一个随机文件,存

放在数据库内，供程序调用。

用户使用时须注意填写数据不得超出上述范围，否

则会发生死机，必须从新调整，再进行计算。

（二）设计实例

例1:

线路名:

京九线衡商段（代号为7501）

中心里程:

DK104+273.00

孔数孔径:

1-1.0m钢筋混凝土盖板箱涵

式样:

入口不提高式、高边墙、整体基础、正交

设计