南方CASS方格网土方计算应用技巧

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在较大范围内计算土方,方格网法是常用的一种计算方法。它的基本原理是:在需计算的范围内按一定的间距绘好方格网,以设计高程面作为土方计算的底面,根据地形图上高程点或等高线内插出各方格顶点的高程,分别计算出各方格的土方量,然后将全部方格内土方量累加起来得到总土方量。

以南方CASS10. I数字化成图软件为例,来探讨方格网土方计算中的几点技巧。

      1、加密高程点以提高精度

      一般在测地形图时,主要考虑的是地物及绘制地形,高程点数量有限,一般难以满足土方计算对地形图的要求。采用测绘软件来计算时,尽管电脑可以精密内插高程点,但由于电脑内插高程点时纯粹是根据定比分点原理,不能灵活参照地形,因此有时误差较大,比如对坎、沟、塘等高程较多突变的地形,电脑就无法灵活处理,如果不加以人工干预,必然会造成精度不高的结果。在计算前,除对一般的地形适当加密高程点,应重点加密坎、沟、塘、独立土堆等地方,一般要参照地形及实测高程点在坎、沟及塘基等的上、下加密高程点。

      2、设计面为斜面时要选准基准线

      基准线是指斜面设计中事先确定高程完全相同的两点间连线,不难知道,当基准线和斜率确定后,该场地土地平整后的形状就确定了,也就是说,场地需填、挖方量就确定。因此,当斜率确定时,只有精确选择好基准线,才能准确地计算出填、挖方量。

      3、用”逐渐趋近法”计算放坡土方

        从理论上来讲,要准确地计算放坡土方,必须给定两个限定条件:斜率和开挖界线。一般情况下,斜率己由设计人员确定,而开挖界线由设计人员难以确定。对于这种情况,经多次实际探索,总结出一种暂且称为“逐渐趋近法”的方法来计算,精度很好,且能为施工也提供便利。其计算程序如下:①初定边界时,坡顶方向的界线尽量向上(以使初次计算后沿边坡顶部产生一些填方),按斜面土方进行计算后,在自动生成的土方计算表上,接近界线顶部会产生一条填、挖分界线,填、挖分界线距界线顶部的距离会因初定边界的准确度而定。②沿填、挖分界线重新确定计算边界,再利用Auto CAD中方便的图层操作功能,将①中的土方计算表删除。③按新的计算边界,按斜面土方计算方法重复一计算一次,在土方计算表上会有一条新的填、挖分界线,可以发现,同上一次比较,新的填、挖分界线同界线顶部的距离更接近了,也就是说,本次的计算结果同真实结果更接近了。④重复以上步骤,直至表中界线顶部基本上不产生填方,此时计算出的土方量会十分接近真实。根据多次实验和实践表明,用“逐渐趋近法”来计算,一般只需计算3-4次,在计算机自动计算情况下,工作效率仍很高。根据最后一次确定的界线拐点坐标,可以为边坡开挖施工放线提供依据。

      4、用“目标三角网方法”进行验方计算

      验方计算,以前常用的方法有两种,一种是:假设一个相同的参考标高,然后分别计算出平整前后相对于该标高的土方量,再通过比较得出挖、填方量。该方法虽可借助计算机进行,但由于采用了假设的参考标高,致使填、挖方量无法分开计算,其结果为填、挖方量相消后的数据,对填、挖方均存在的场地不适合。第二种方法是:在平整前后的地形图上绘好相同的方格网,并人工内插好平整前后的高程点,再逐一计算出各方格的填、挖方量,最后累加得出场地总的填、挖方量。该方法难以完全采用电脑计算,手工计算工作量大。根据多次实践、在南方CASS10. 1数字化成图软件中,可以采用“目标三角网方法”来计算该类型的土石方,其主要步骤如下:<1)在新、旧图上分别加密高程点,此步参考本文前述方法;(2)根据新、旧图分别生成各自的坐标数据文件(后缀为.dat) ; (3)根据新图数据文件,在图面构建三角网,此时,系统会自动产生一个三角网文件(后缀为.sjw) ; (4)在旧图上打开CASS5. 1“工程应用”目录下“方格网法土方计算”,按照系统提示输人相应参数后,当系统提示到:①平面;②斜面;③三角网文件,则选择③,然后输人三角网文件(后缀为.sjw),此时电脑会自动生成方格网,内插出各方格顶点新、旧图上的高程,并计算出各方格内的土方量填挖方量,最后汇总出填、挖总方量。该方法效率高,精度好,与前两种方法比更有实用价值。

     

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