淺談公路CAD教學中HEAD專業軟件的案例應用

摘 要：在公路CAD教學中，利用公路工程輔助設計系統HEAD進行在道路縱斷面圖的設計，主要目的是使學生能夠熟練使用公路專業的計算機軟件應用到行業中的技能并能取得很好的教學效果。

關鍵詞：公路CAD HEAD軟件 案例應用 數據交換

中圖分類號:TP31 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)12(c)-0000-00

CAD是計算機輔助設計（Computer Aided Design）的簡稱，是近幾年來工程技術領域中發展最迅速，應用最廣泛的高技術之一。公路CAD系統是公路工程計算機輔助設計系統的簡稱。結合多年教學實踐經驗，以HEAD公路工程輔助設計系統為例來介紹路線CAD的功能及其應用方法。

1 利用公路工程輔助設計系統進行工實例教學

公路工程制圖課中，在對學生進行專業課的設計任務訓練時，繪制縱斷面圖是一項很重要的任務，而且數據量很大，結合公路工程輔助設計系統HEAD（Highway Engineering Aided Design System）簡稱HEAD2000對在某道路工程的施工設計的縱斷面進行設計，縱斷面設計主要包括：參數設置、基本資料準備、縱坡設計、豎曲線設計、縱斷面文件操作、縱斷面圖的生成、各種圖表的生成。在HEAD2000中，縱斷面設計主要包括兩大模塊：交互式拉坡與豎曲線設計模塊、縱斷面自動成圖模塊。縱斷面設計兩個主要模塊的聯系點就是縱斷面（ZDM）文件，縱斷面文件既是拉坡與豎曲線設計的結果，也是最終路線縱斷面圖必選的主要文件。可以說縱斷面文件在縱斷面設計中起到了一個承上啟下的作用。縱斷面文件是開放的。用戶可以通過拉坡設計和豎曲線設計生成縱斷面文件，也可以用其他方法拉坡后直接輸入縱斷面文件。這樣就使交互式拉坡與豎曲線設計模塊和縱斷面成圖模塊具有各自的獨立性，熟練掌握“兩大模塊”和“一個文件”的來龍去脈，是掌握縱斷面設計的關鍵所在。

1.1 拉坡設計

菜單名：拉坡設計，命令名：LP，主要功能：提供完善的交互式拉坡設計功能。由于“拉坡設計”可同時“設計”多條拉坡線，因此請首先用默認的“新建縱坡線”選項為建立新的拉坡線取名；或用“選擇縱坡線”選項選擇已經存在的拉坡線。拉坡時需要的文件，如“斷鏈文件”、“地面高文件”、“平面線文件”等，應在繼續前設定好。若需調整“參數設置”或“網格設置”，應點擊相應的按鈕進行設定。想要查看斷鏈信息，可按“查看斷鏈”按鈕。可以進行下列類型的縱坡線設計：無基準拉坡、選擇已有基準進行拉坡、中樁拉坡、排水溝拉坡、邊溝拉坡。可以設定變坡點的樁號、高程、坡長、高差、坡度5種參數。

1.2 豎曲線設計

菜單名：豎曲線設計，命令名：SQX，主要功能：提供了拉坡后完善的豎曲線設置功能。設置豎曲線前，首先要選擇相應的變坡點。系統提供了：半徑、切線、外距、直坡、通過點等多種豎曲線設置方式。其中直坡方式中，又可用前直坡或后直坡來控制。請利用右邊的單選鈕進行選擇。對于需要控制的參數值，用戶可以直接輸入后，按“測試”確定曲線；也可以用“拖動”的方式來確定曲線。“恢復”按鈕僅對當前變坡點內的設置過程有效、使設計回到上一設定的狀態。按“確定”按鈕保存當前變坡點處的豎曲線設計，然后可以進行下一變坡點處的豎曲線設計，或按“退出”按鈕結束本命令。豎曲線設計完成后，可用“文件”菜單下的“導出縱斷面文件”（DCZDM）命令導出設計成果。

1.3 豎曲線設計

菜單名：豎曲線設計，命令名：SQX，主要功能：提供了拉坡后完善的豎曲線設置功能。設置豎曲線前，首先要選擇相應的變坡點。系統提供了：半徑、切線、外距、直坡、通過點等多種豎曲線設置方式。其中直坡方式中，又可用前直坡或后直坡來控制。請利用右邊的單選鈕進行選擇。對于需要控制的參數值，用戶可以直接輸入后，按“測試”確定曲線；也可以用“拖動”的方式來確定曲線。 “恢復”按鈕僅對當前變坡點內的設置過程有效、使設計回到上一設定的狀態。按“確定”按鈕保存當前變坡點處的豎曲線設計，然后可以進行下一變坡點處的豎曲線設計，或按“退出”按鈕結束本命令。豎曲線設計完成后，可用“文件”菜單下的“導出縱斷面文件”（DCZDM）命令導出設計成果。

1.4 形成縱坡線

菜單名：形成縱坡線，命令名：XCZPX，主要功能：將用戶用LINE或PLINE所作的折線，轉為拉坡設計或豎曲線設計可以識別的縱坡線。PLINE線中若有圓弧，系統自動識別圓弧的兩個端點，并作為同端點直線考慮。所選擇折線的折點橫坐標必須“依次變大或依次變小，不允許交錯”。這是縱坡線的基本要求。如果不滿足“縱坡線”的基本要求，請修改后再使用該功能。由于一次只能轉換“一條”LINE或PLINE；因此必要時，請與“連接縱坡線”配合使用。連接縱坡線，菜單名：連接縱坡線，命令名：LJZPX，主要功能：將兩條縱坡線連接為一條縱坡線。連接縱坡線提供：通過拖動點、通過輸入點、延伸連接、直接連接等多種方式。若原縱坡線上設有豎曲線，系統將提示用戶“是否刪除？”，請根據要求予以保留或刪除。“連接縱坡線”時，兩縱坡線的樁號區間不得有“交叉”部分。“連接縱坡線”為實用的分段拉坡提供了可能性。

1.5 縱斷面成圖

菜單名：縱斷面成圖，命令名：ZDMCT，主要功能：提供完善的路線縱斷面成圖功能。縱斷面成圖是縱斷面設計的另一個非常重要的內容。由于許多數據文件將在此處“匯集”，因此應對各個文件的文件格式和來龍去脈應有明晰的了解。若出現“某某文件不存在”的提示，請檢查“項目管理”中相應的文件是否存在并關聯。無論路線是否有斷鏈，“斷鏈樁號區間”文件是必需的，且文件擴展名（后綴）必須是DLZ。“地面高文件”也是必需的。執行命令后，系統彈出“縱斷面成圖”對話框。請參見圖1。本對話框主要用于：設定橫縱比例、給定出圖的樁號范圍、計算出圖頁數、給出出圖頁碼、選擇繪制方式。實際“頁數”的計算由“頁數計算”按鈕來完成，具體數值與路線的實際出圖范圍、橫向比例、圖紙幅面有關。而“起始頁碼”和“總頁碼”可看作每頁的標志性序號。“欄目標注”的內容是可以選擇的，按“重新選擇”按鈕可在彈出的對話框中對欄目設置進行變更，如圖2所示。

2 結語

公路CAD技術已經成為公路建設中的一個重要技術內容。計算機輔助設計是高職高專建筑裝飾工程技術專業一門綜合性很強的技術課程，老師在教學方法的實施過程中，絕不可簡單機械地教學生而是應該不斷引導學生結合專業軟件系統對所學舉一反三、活學活用，著重培養學生的思維能力。只有這樣才能使學生在較短的時間里認識到計算機輔助設計是如何作為建筑行業的一部分在日常工作學習中得到廣泛應用的，為今后尋求工作增添技術知識儲備，更好地適應現代科學技術的發展要求

參考文獻

[1] 陳海洋，王曉蕾.淺談公路CAD上部結構設計與計算[J].科技創新導報，2011(2):100-100.

[2] 張朝暉，李峰博.《公路CAD》課程教學方法與手段改革[J].楊凌職業技術學院學報，2010(2):88-90.