地形图在工程规设计中的应用.doc

地形图在工程规划设计中的应用 一、绘制已知方向线的纵断面图 纵断面图是反映指定方向地面起伏变化的剖面图。在道路、管道等工程设计中，为进行填、挖土（石）方量的概算、合理确定线路的纵坡等，均需较详细地了解沿线路方向上的地面起伏变化情况，为此常根据大比例尺地形图的等高线绘制线路的纵断面图。 如图9-4所示，欲绘制直线AB、BC纵断面图。具体步骤如下： （1）在图纸上绘出表示平距的横轴PQ，过A点作垂线，作为纵轴，表示高程。平距的比例尺与地形图的比例尺一直；为了明显地表示地面起伏变化情况，高程比例尺往往比平距比例尺放大10～20倍。 （2）在纵轴上标注高程，在图上沿断面方向量取两相邻等高线间的平距，依次在横轴上标出，得b、c、d、…、l及C等点。 （3）从各点作横轴的垂线，在垂线上按各点的高程，对照纵轴标注的高程确定各点在剖面上的位置。 （4）用光滑的曲线连接各点，即得已知方向线A—B—C的纵断面图。 二、按规定坡度选定最短路线 在道路、管道等工程规划中，一般要求按限制坡度选定一条最短路线。 如图9-5所示，设从公路旁A点到山头B点选定一条路线，限制坡度为4%，地形图比例尺为1：2 000，等高距为1m。具体方法如下： （1）确定线路上两相邻等高线间的最小等高线平距。 （2）先以A点为圆心，以d为半径，用圆规划弧，交81m等高线与1点，再以1点为圆心同样以d为半径划弧，交82m等高线于2点，依次到B点。连接相邻点，便得同坡度路线A—1—2—…—B。 在选线过程中，有时会遇到两相邻等高线间的最小平距大于d的情况，即所作圆弧不能与相邻等高线相交，说明该处的坡度小于指定的坡度，则以最短距离定线。 （3）另外，在图上还可以沿另一方向定出第二条线路A―1′―2′―…―B，可作为方案的比较。 在实际工作中，还需在野外考虑工程上其它因素，如少占或不占耕地，避开不良地质构造，减少工程费用等，最后确定一条最佳路线。 三、地形图在平整场地中的应用 将施工场地的自然地表按要求整理成一定高程的水平地面或一定坡度的倾斜地面的工作，称为平整场地。在场地平整工作中，为使填、挖土石方量基本平衡，常要利用地形图确定填、挖边界和进行填、挖土石方量的概算。场地平整的方法很多，其中方格网法是最常用的一种。 1．将场地平整为水平地面 如图9-7所示，为1：1000比例尺的地形图，拟将原地面平整成某一高程的水平面，使填、挖土石方量基本平衡。方法步骤如下： （1）绘制方格网 在地形图上拟平整场地内绘制方格网，方格大小根据地形复杂程度、地形图比例尺、以及要求的精度而定。一般方格的边长为10m或20m。图中方格为20 m×20m。各方格顶点号注于方格点的左下角，如图中的A1、A2、…、E3、E4等。 （2）求各方格顶点的地面高程 根据地形图上的等高线，用内插法求出各方格顶点的地面高程，并注于方格点的右上角，如图9-7所示。 （3）计算设计高程 分别求出各方格四个顶点的平均值，即各方格的平均高程；然后，将各方格的平均高程求和并除以方格数n，即得到设计高程H设。根据图9-7中的数据，求得的设计高程H设=49.9m。并注于方格顶点右下角。 （4）确定方格顶点的填、挖高度 各方格顶点地面高程与设计高程之差，为该点的填、挖高度，即 （9-8） h为“＋”表示挖深，为“－”表示填高。并将h值标注于相应方格顶点左上角。 （5）确定填挖边界线 根据设计高程H设=49.9m，在地形图上用内插法绘出49.9m等高线。该线就是填、挖边界线，图9-7中用虚线绘制的等高线。 （6）计算填、挖土石方量 有两种情况：一种是整个方格全填或全挖方，如图9-7中方格I、III，另一种既有挖方，又有填方的方格，如图9-7中方格II。 现以方格I、II、III为例，说明其计算方法： 方格I为全挖方 方格II既有挖方，又有填方 方格III为全填方 式中 ——各方格的填、挖面积（m2）。 同法可计算出其它方格的填、挖土石方量，最后将各方格的填、挖土石方量累加，即得总的填、挖土石方量。 2．将场地平整为一定坡度的倾斜场地 如图9-8所示，根据地形图将地面平整为倾斜场地，设计要求是：倾斜面的坡度， 从北到南的坡度为-2%，从西到东的坡度为-1.5%。 倾斜平面的设计高程应使得填、挖土石方量基本平衡。具体步骤如下： （1）绘制方格网并求方格顶点的地面高程 与将场地平整成水平地面同法绘制方格网，并将各方格顶点的地面高程注于图上，图中方格边长为20m。 （2）计算各方格顶点的设计高程 根据填、挖