源文件06288-公路工程CAD

课程代码： 06288

公路工程计算机辅助设计课程 自 学 辅 导 材 料

● 配套教材：《公路计算机辅助设计》 ● 主 编：符锌砂 ● 出 版 社：人民交通 ● 版 次：2012年版 ● 适应层次：本 科

内部教学使用 目 录 第一部分 自学指导 第1章：绪论……………………………………………………………………………… 1 第2章：公路CAD概述………………………………………………………………… 1 第3章：工程CAD基础………………………………………………………………… 2 第4章：地形数据采集与处理………………………………………………………… 3 第5章：数字地面模型………………………………………………………………… 4 第6章：路线优化设计……………………………………………………………………4 第7章：路线设计…………………………………………………………………………5 第8章：路线设计一体化系统……………………………………………………………6 第9章：路基边坡稳定性分析及挡土墙设计与绘图………………………………… 7 第10章：中小桥涵设计与绘图…………………………………………………………8 第二部分 复习思考题 一．单选题 ……………………………………………………………………………9 二．填空题 …………………………………………………………………………… 16 三．名词解释题 ……………………………………………………………………… 20 四．简答题 …………………………………………………………………………… 22 五．计算题 …………………………………………………………………………… 24 第三部分 参考答案 一．单选题 ……………………………………………………………………………27 二．填空题 ……………………………………………………………………………27 三．名词解释……………………………………………………………………………28 四．简答题 ……………………………………………………………………………33 五．计算题 ……………………………………………………………………………42 第一部分 自学指导 第1章：绪论 一．主要内容 1．当今公路测设技术的最新发展

（1）公路测设 （2）GPS （3）航空摄影测量 2．我国公路测设新技术的发展现状

⑴ 公路测设的定义 ⑵ GPS的定义和特点 ⑶ 航空摄影测量内容和特点 3．我国公路测设自动化的发展方向与实现途径

⑴ 我国公路测设与国际先进水平的差距 ⑵ 我国公路测设自动化的发展方向 ⑶ 我国公路测设自动化的实现途径 二．重点 1．GPS的定义和特点 2．航空摄影测量内容和特点

3．我国公路测设与国际先进水平的差距 4．我国公路测设自动化的实现途径

三．难点 1．我国公路测设自动化的实现途径

第2章：公路CAD概述 一．主要内容 1．公路CAD的基本概念和特点

（1）公路CAD的主要内容 （2）公路CAD的特点 2．国内外公路CAD的发展概况

1

⑴ 国外公路CAD的发展概况 ⑵ 国内公路CAD的发展概况 3．公路CAD的发展趋势

⑴ 国际上CAD的发展方向 ⑵ 公路CAD技术的发展趋势

二．重点 1．公路CAD的主要内容和特点 2．国内外公路CAD的发展的各主要阶段 3．国际上CAD的发展方向

三．难点 1．国内外公路CAD的发展的各主要阶段

第3章：工程CAD基础 一．主要内容 1．工程CAD系统的硬、软件系统

（1）CAD系统的硬件环境 （2）CAD系统的软件环境 （3）航空摄影测量 2．工程CAD软件开发方法

⑴ 软件工程的方法 ⑵ 用软件工程开发CAD的方法 3．计算机绘图软件系统

⑴ 交互式绘图 ⑵ 参数化绘图 （3）AutoCAD绘图软件 4．工程数据库系统

（1）工程数据库系统技术 （2）工程数据特点

（3）工程数据模型 （4）工程数据库功能需求和设计方法

二．重点 1．工程CAD系统的硬、软件系统组成 2．软件工程的方法 3． AutoCAD绘图软件

2

a.路线平行 b.路线垂直 c.路线成角度 d.路线中线重合 51.全站仪一般（ ）数据记录装置。

a. 带有 b.没有 c.自装 d.另购

52．数字地面模型是（ ）

a.地形图 b.以数字形式来表示地形的方法 c.立体模型 d.数据模型 53．数字地面模型的种类有（ ）数模。

a.方格网 b.矩形网 c.规则、半规则、不规则 d.三角网 54．高程内插是（ ）

a. 在高程上插入数据 b.把高程插入数据内部 c.在内部插入数据 d根据已有数据内插增加数据量.

55．规则数模（ ）适应地形变化。

a. 一般可以 b.有时可以 c.不能 d.勉强 56． 优化设计是（ ）

a.优化设计的过程 b.对设计的方法进行优化 c.用优化理论寻找最优化设计 d.优化设计人员

57． 决策变量是指（ ）

a.决策人员的变化 b.决策方案的变化 c.设计中可以变化的参数 d.决策的变化范围 58． 纵断面方案主要取决于（ ）

a.坡度的大小 b.坡的高低 c.坡的长短 d.变坡点里程、标高、竖曲线半径 59． 目标函数是指（ ）

a.作为目标的函数 b.要达到的目标 c.评价方案优劣的标准 d.最终的目标方案 60． 评价纵断面方案的标准常选（ ）

a.工程费用和营运费用 b.驾驶的舒适性 c.坡度的大小 d.坡的长短 61． 约束条件是指（ ）

a.不能使用的条件 b.限制条件 c.优化的条件 d.寻优的范围 62． 平面优化主要考虑（ ）的因素。

a.线型 b.经济性 c. 技术、经济、社会 d.工程量

13

63． 宽带优化主要确定路线（ ）

a.大致走向 b.通过地带 c.线型 d.经济性 64． 中带优化主要确定路线（ ）

a.大致走向 b.通过地带 c.线型 d.经济性 65 . 窄带优化主要确定路线（ ）

a. 坡度 b.线位及平纵线型 c.经济性 d.技术性

66. 平面优化与纵面优化（ ）进行。 a.分开 b.单独 c.结合 d.互不关联 67． 路线设计主要是指（ ）

a.平面设计 b.纵面设计 c.平、纵、横协调设计 d.曲线设计 68． 一个先进的路线CAD系统是以（ ）为基础的 。

a.高性能的计算机 b.软件设计 c.高级设计人员 d.数字地面模型 69． 平面设计主要包括（ ）

a.平曲线、主点桩号、逐桩坐标计算 b.回旋线计算c.缓和曲线计算d.平曲线计算 70． 基本型曲线是指（ ）

a.最简单的曲线 b.圆曲线 c.回旋线 d.由圆曲线和两端连接直线的回旋线 71． 外距控制法是指（ ）

a.由给定外距反求半径 b.由外距控制 c.求指定外距 d.求外距长度 72． 切线长控制法是指（ ）

a.已知切线长 b.控制切线长 c.求切线长度 d.由切线长反求半径 73． 线形协调法是指（ ）

a.有协调的线形 b.当圆曲线与两端的缓和曲线等长时反求半径 c.求曲线长 d.求缓和曲线长

74． 断链是指（ ）

a.线形调整引起的桩号的不连续 b.断开的链接 c.线形断开d.路线断开点 75． 纵断面变坡点设计称（ ） a.变坡 b.拉坡 c.放坡 d.坡度

14

76. 横断面设计称（ ）

a.断面 b.带帽 c.模板 d.横断面 77. 竖曲线一般采用（ ）进行设计。

a.二次抛物线 b.双曲线 c.椭圆曲线 d.三次抛物线 78. 横断面设计一般采用（ ）方法。

a.自动完成 b.自动设计 c.交互设计 d.人工设计 79. 横断面地面线一般可由（ ）得到。

a.人工画出 b.野外实测输入计算机 c.随机绘出 d.计算机绘出 80. 横断面地面线也可由（ ）得到。

a.数字地面模型计算出 b.人工画出 c.计算机绘出 d.手工绘出

81． 土石方工程量计算一般采用（ ）计算。 a.左端断面 b.右端断面 c.平均断面法 d.中间断面 82． 横断面添挖面积计算一般采用（ ）计算。 a.条分法 b.积分法 c.微分法 d.面积法 83． 路基排水设计包括（ ）设计。

a.水沟 b.涵洞 c.排水沟、边沟、截水沟 d.地沟 84． 弃方是指（ ）

a.土石方调配是就近废弃的土石方 b.不处理的土石方 c.放弃的土石方 d.不要的土石方

85． 借方是指（ ）

a.土石方调配时就近借用的土石方 b.欠别人的土石方

c.暂时借用土石方 d.借用资金购来的土石方 86． 横断面一般按（ ）逐桩绘制。 a.桩号 b.高度 c.宽度 d.里程

87． 公路设计质量应采用（ ）进行检验。 a.平面图 b.立体图 c.纵断面图 d.透视图 88． 动态透视图是（ ）

15

a.运动的透视图 b.透视图的运动 c.模拟车辆行驶时的透视图d.活动透视图

89． 以航测为基础的系统称为（ ）一体化系统。 a.航测数模 b.航空 c.测量 d.设计

90． 以野外实测为基础的系统称为（ ）一体化系统。 a.实测 b.GPS c.野外实测 d.设计

91． 路线设计一体化系统必须以（ ）为基础。 a.设计 b.数据处理 c.数字地面模型 d.设计图表 92． 航测数模技术常用于（ ）

a.精确设计 b.最后设计 c.平面设计 d.初步设计 93． 航测用于施工图设计还需（ ）

a.认真研究 b.发展 c.部分野外补测 d.重新测量 94． 野外实测一体化系统是以（ ）为基础。 a.全站仪 b.三角网数字地模 c.GPS d.坐标数字化 95． 野外实测数模系统一般用于（ ）

a.初步设计 b.精密设计 c.施工图设计 d.平面设计 96． 三角网数模可以达到（ ）的内插精度。 a.很高 b.很低 c.不高 d.可用

二．填空题：

1. 公路测设外业为 。 2. 公路测设内业为 。 3. 可获地质、水文资料。 4. 称全球卫星定位系统。

5. GPS常用在公路路线 的控制测量中。 6. 传统的 严重地阻碍了公路CAD的发展。 7. 我国公路CAD基本上是模仿 的设计过程。

8. 我国测设自动化发展要 和跟踪国际最新测设技术。

16

9． CAD的概念最早于 年代提出。

10． 公路CAD主要内容包括方案构思、比选、 、文件输出等。 11． 工程数据库用来 设计过程中的所有的信息。

12． 80年代国外公路CAD逐步向 。 13． 90年代国外公路CAD逐步向 过渡。

14． 我国公路CAD系统80年代主要是 系统的应用. 15． 技术发展的CAD虚拟环境,给人以亲临其境的感觉. 16． 技术使CAD专家系统具有一定的智能. 17． 技术实现硬件、软件、信息资源共享。 18. 主机由 及内存组成。 19. 时钟频率越高则运算速度越 。 20. 内存容量以 为单位。 21. 硬盘存储容量一般很 。 22. 光盘一般是 的。 23. 是阴极射线管的别称。 24. 显示器的工作原理与 的相似。 25. 分辨率越高显示的图形越 。 26. 图形输入板是用来把 输入计算机的。 27. 鼠标器是用来控制 的。 28． 绘图仪是用来把 的。 29. CAD系统软件分为 层次。

30. 软件的需求分析是指系统必须具有的 等得系统逻辑模型。 31. 工程数据库管理系统应支持复杂的工程数据 。 32. 工程数据库管理系统应具有 的接口。 33. 打开文件的菜单是 。 34. 显示缩放的命令是 。

35. 表示极坐标中的极轴为100极角为30度的点是 。

17

1. 某公路曲线偏角实测为30度12分10秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除， 需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线，按预先选定缓和曲线长40M 计算出平曲线的主要参数（圆曲线半径、缓和曲线长、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。公式如下： 答：

PJ=（30+12/60+10/3600）*3.14159/180=0.52713747弧度 A=1/(cos(0.52713747/2))-1=0.035768854 B=-8

C=(1/(cos(0.52713747/2)))*40*40/24=69.05125695 R=214.665 T=78.0105 Ls=40 Ly=73.16 L=153.16

2. 某公路曲线偏角实测为30度12分10秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除， 需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线，按满足线形协调要求计算出平曲线的主要参数（圆曲线半径、缓和曲线长、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。公式如下：

L2saE?(R?)sec?R24R2aA?sec?1B??E2?B?B2?4ACR?2AL2saLT?(R?)tg?s24R22aL2sC?sec.?224Ly?aR?LsL?Ly?2LsL2saE?(R?)sec?R24R2ER?a2a[(1?)sec(43 )]?1962L2saLT?(R?)tg?s24R22Ls?aR2Ly?aR?LsL?Ly?2Ls

答：PJ=30+12/60+10/3600=30.20277778度*3.1415926/180=0.5271379弧度

R?820.527137930.2028)sec()]?1962Ls??R/2?0.5271379*206.36/2?54.4 [(1??206.36 54.4230.202854.4T?(206.36?)tg??83.42224*206.3622Ly?Ls?54.4 L?54.4?2*54.4?163.2 R=206.36 Ls=54.4 T=83.422 Ly=54.4 L=163.2

3.某公路曲线偏角实测为30度47分28秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除，需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线 ，按预先选定缓和曲线长40M 计算出平曲线的主要参数。公式如下：

44

答：

L2saE?(R?)sec?R24R2aA?sec?1B??E2?B?B2?4ACR?2AL2saLT?(R?)tg?s24R22aL2sC?sec.?224Ly?aR?LsL?Ly?2LsPJ=30+47/60+28/3600=30.791111111度*3.1415926/180=0.537406269弧度 R=205.9184.60 T=76.7913 Ly=70.6618 L=150.6618

4.某公路平曲线偏角实测为30度15分10秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除， 需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线，按预先选定缓和曲线长40M 要求分别计算出平曲线的主要参数（圆曲线半径、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。公式如下： (书上P95)

L2saE?(R?)sec?R24R2aA?sec?1B??E2?B?B2?4ACR?2AL2saLT?(R?)tg?s24R22aL2sC?sec.?224Ly?aR?LsL?Ly?2Ls答：PJ=30+15/60+10/3600=30.25277778度*3.1415926/180=0.52801058弧度

R=213.9017 Ls=40 T=77.9

45

Ly=72.9424 L=152.9424

5.某路段的纵断面设计资料为：起点设计高程为201.36，各纵坡资料(按起点 桩号，纵坡，竖曲线半径)为： 3215.46，3，0； 3330，-4.7，1400； 3500,0.5,1200；3661.54，0，0。试计算出（要有计算过程）其各段竖曲线 要素（切线投影长、曲线投影长、外距、竖曲线起终点桩号）。公式如下：

w(j)?G(j)?G(j?1)L?2T

答：该路段有2段竖曲线 第1段：w=|-0.047-0.03|= 0.077 T=1400*0.077/2=53.9 L=2*53.9=107.8 E=53.9*0.077/4=1.03757 BL=3330-53.9=3276.1 EL=3330+53.9=3383.9 第2段：w=|0.005-(-0.047) |=0.052 T=1200*0.052/2=31.2 L=2*31.2=62.4 E=31.2*0.052/4=0.4056 BL=3500-31.2=3468.8 EL=3500+31.2=3531.2

46

T?R(j)w(j)2EL?L?TE?Tw(j)4BL?L?T

6.某路段的纵断面设计资料为：起点设计高程为202.06，各纵坡资料(按起点 桩号，纵坡，竖曲线半径)为： 3215.46，4，0； 3330，-4.5，1200； 3500,0.6,1100；3661.54，0，0。试计算出（要有计算过程）其各段竖曲线 要素（切线投影长、曲线投影长、外距、竖曲线起终点桩号）。公式如下：

w(j)?G(j)?G(j?1)L?2TE?Tw(j)4

答：该路段有2段竖曲线 第1段：w=|-0.045-0.04|= 0.085 T=1200*0.085/2=51 L=2*51=102 E=51*0.085/4=1.08 BL=3330-51=3279 EL=3330+51=3381 第2段：w=|0.006-(-0.045) |=0.051 T=1100*0.051/2=28.05 L=2*28.052=56.1 E=28.05*0.051/4=0.36 BL=3500-28.05=3471.95 EL=3500+28.05=3528.05

47

T?R(j)w(j)2BL?L?TEL?L?T

36. 表示相对上一点的X轴差为100，Y轴的差为80的点为 。 37. 保存文件的命令是 。

38. 绘制 的命令是 POLYGON 。 39. 绘制 的命令是 CIRCLE 。 40. 绘制对称图形的命令是 。 41. 的命令是 COPY 。 42. 修剪线段的命令是 。 43. 制作图块的命令是 。 44. 设置 的命令是 LAYER 。 45. 填充图案的命令是 。 46. (+ 12 5) 表达式的结果为 。 47．（- 20 5）表达式的结果为 。

48．（+ （- 10 5） （+ 5 8））表达式的结果为 。 49．（setq A 20）表达式的结果为 。 50．（= 3 2）表达式的结果为 。

51．（SIN （* 30 （／ 3.14159 180）））表达式的结果为 。 52．（CAR (10 20 30)）表达式的结果为 。 53．（CADR (10 20 30)）表达式的结果为 。 54．(CADDR (10 20 30)) 表达式的结果为 。 55．（LIST 20 40）表达式的结果为 。

56．３Ｘ＋Ｙ 的LISP表达式为 。 57．1/2 的LISP表达式为 。 58．12+3ab的LISP表达式为 。 59. (a+b)/3 的LISP表达式为 。 60. (21a/3) 的LISP表达式为 。 61 (8x+7y) 的LISP表达式为 。 62. 3/(a+b) 的LISP表达式为 。

18

63. 21+85的LISP表达式为 。 64. 3+5/a的LISP表达式为 。 65. 7+a/5的LISP表达式为 。 66. 书写文字的命令是 。 67. 画圆弧的命令是 。 68. 绘制一张新图的命令是 。 69. SNAP命令打开 捕捉功能。 70. 遥感技术可以获得 资料。 71. 航测方法可以直接观察 。 72． 全数字化仪测图可得到地表的 。

73. 用数字化仪对地形图数字化一般沿 串采集数据。 74. 对扫描仪扫描的图形数据需 。 75. 全站仪可以直接 测量数据。 76. 常规仪器测量 大。

77. 全站仪外业测量减轻了 、提高了精度、速度。 78. 是以数字形式表示的地形资料。

79. 计算机可以直接从 中识别、处理地形数据。 80. 公路路线设计中一般建立 数字地面模型。 81. 数字地面模型使路线设计中可以进行 设计。 82. 方格网数模属于 数模。 83. 矩形格网数模属于 数模。 84. 规则数模 适应地形的变化。 85. 用等高线串表示的数模属于 数模。 86. 半规则数模 适应地形的变化。 87. 三角网数模属于 数模。 88. 数模能适应特征地形。

89． 评价 设计方案标准常选工程费用和营运费用。

19

90． 公路设计中对极限纵坡常有 。 91． 解析法是指目标函数可以 表示。 92． 变坡点 常作为设计变量。 93． 路线优化设计第一阶段常进行 。 94． 路线优化设计第二阶段常用 。 95． 路线优化设计第三阶段常用 。 96． 优化一般是指几十米宽的区域。。 97． 包含平曲线的要素的计算。 98. 缓和曲线常采用 曲线。 99. 为曲线最外点到交角点的距离。 100. 外距控制法是通过 来反求曲率半径。

三．名词解释题：

1． 公路测设 2． 遥感 3. GPS 4. 公路CAD 5. 可视化 6. 集成化 7. 智能化 8. 网络化 9． CPU 10． 内存 11． CRT 12． 分辨率 13． 软件工程 14． 系统软件

20

15． 交互式绘图 16． 参数化绘图 17． 二次开发 18．DBMS 19．图形编辑 20．图形文件 21．图形缩放 22．基本绘图实体 23．图形单位 24. 捕捉分辨率 25. OOP技术 26. 支撑软件 27． 全站仪 28． 数字化仪 29． 航测 30． 测图 31． 光电测距 32． 野外实测 33. 全数字化测图34. DTM 35. 规则数模 36. 半规则数模 37. 不规则数模 38. 高程内插 39． 决策变量 40． 目标函数 41． 约束条件

21

42． 优化设计 43． 线性规划 44． 宽带优化 45． 中带优化 46． 窄带优化 47． 缓和曲线 48． 回旋曲线 49． 拉坡 50． 带帽 51． 土石方调配 52. 复曲线 53. 路线全景透视图 54. 一体化系统 55. 平曲线 56. 竖曲线 57． 路基边坡稳定 58. 挡土墙

四．简答题：

1．请简述GPS的含义? 2．请简述GPS的特点？ 3．请简述GPS的主要应用?

4．在公路勘测设计自动化方面，我国与国际先进水平相比还存在那些方面的差距? 5．我国公路测设自动化的实现途径重点在哪些方面? 6．目前我国公路测设新技术的发展现状：

7．简述公路CAD的概念?

8．简述在公路设计中采用CAD技术有哪些优点?

22

9．简述可视化技术(VISC)? 10．简述集成化技术?

11．简述系统集成的基本原则? 12．简述国外公路CAD发展概况？ 13．简述国内公路CAD发展概况？

14. 简述公路CAD系统必须具备的基本功能?

15．简述中央处理器(CPU)的组成及各组成部分的功能? 16．简述软件工程的概念? 17．简述软件工程的基本思想? 18．简述软件生命周期概念?

19．简述软件生命周期的阶段划分和每一阶段的任务? 20．开发工程化CAD软件应满足哪些基本要求? 21．什么是工程数据库管理系统?

22．CAD系统的工程数据管理技术有那几种? 23．工程数据有哪些特点?

24．工程数据库系统有哪些功能需求? 25．公路设计原始地形数据采集的方法有哪些? 26．什么是数字地面模型? 27．数字地面模型有哪儿种?

28．数字地面模型在公路路线设计中有哪些应用? 29．简述数字摄影测量的基本内容和特点? 30．公路设计原始地形数据采集的方法有哪些? 31．什么是数字地面模型? 32．数字地面模型有哪儿种?

33．数字地面模型在公路路线设计中有哪些应用?

34．路线优化设计的目的是什么?

35．路线优化设计数学模型的建立主要是明确哪几个要素?

23

36．简述公路纵断面优化设计原理？

37．简述公路平面优化设计阶段划分以及各个阶段的目的? 38．简述土石方调配的基本概念？ 39．土石方调配的主要原则是? 40. 简述土石方调配步骤?

41．简述基于航测数模技术的路线设计一体化系统? 42．简述基于野外实测数模技术的路线设计一体化系统?

43. 简述路基边坡稳定分析的作用? 44．简述桩柱式桥墩设计的基本内容？ 45. 简述简支梁桥设计的基本步骤? 46. 简述简支梁桥设计的基本过程?

五．计算题：

1. 某公路曲线偏角实测为30度12分10秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除， 需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线，按预先选定缓和曲线长40M 计算出（要有计算过程）平曲线的主要参数（圆曲线半径、缓和曲线长、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。公式如下：

L2saE?(R?)sec?R24R2aA?sec?1B??E2?B?B2?4ACR?2AL2saLT?(R?)tg?s24R22aL2sC?sec.?224Ly?aR?LsL?Ly?2Ls

2. 某公路曲线偏角实测为30度12分10秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除， 需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线，按满足线形协调要求计算出（要有计算过程）平曲线的主要参数（圆曲线半径、缓和曲线长、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。公式如下：

24

L2saE?(R?)sec?R24R2ER?a2a[(1?)sec()]?1962L2saLT?(R?)tg?s24R22Ls?aR2Ly?aR?LsL?Ly?2Ls3.某公路曲线偏角实测为30度47分28秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除，需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线 ，按预先选定缓和曲线长40M 计算出平曲线的主要参数。公式如下：

L2saE?(R?)sec?R24R2aA?sec?1B??E2?B?B2?4ACR?2AL2saLT?(R?)tg?s24R22aL2sC?sec.?224Ly?aR?LsL?Ly?2Ls4.某公路平曲线偏角实测为30度15分10秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除， 需控制曲线外

距不大于8M。用基本型曲线，按预先选定缓和曲线长40M 要求分别计算出（要有计算过程）平曲线的主要参数（圆曲线半径、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。公式如下：

L2saE?(R?)sec?R24R2aA?sec?1B??E2?B?B2?4ACR?2AL2saLT?(R?)tg?s24R22aL2sC?sec.?224Ly?aR?LsL?Ly?2Ls25

5.某路段的纵断面设计资料为：起点设计高程为201.36，各纵坡资料(按起点桩号，纵坡，竖曲线半径)为： 3215.46，3，0； 3330，-4.7，1400；3500,0.5,1200；3661.54，0，0。试计算出（要有计算过程）其各段竖曲线要素（切线投影长、曲线投影长、外距、竖曲线起终点桩号）。公式如下：

w(j)?G(j)?G(j?1)L?2T

T?R(j)w(j)2EL?L?TE?Tw(j)4BL?L?T6.某路段的纵断面设计资料为：起点设计高程为202.06，各纵坡资料(按起点 桩号，纵坡，竖曲线半径)为： 3215.46，4，0； 3330，-4.5，1200；3500,0.6,1100；3661.54，0，0。试计算出（要有计算过程）其各段竖曲线要素（切线投影长、曲线投影长、外距、竖曲线起终点桩号）。公式如下：

w(j)?G(j)?G(j?1)L?2T

T?R(j)w(j)2EL?L?TE?Tw(j)4BL?L?T26

第三部分 参考答案 一．单选题：

1-5. c b b a a 6-10. b a a b d 11-15. c a b c c 16-20 c a b a a 21-25. c b c b a 26-30. c a b b d 31-35 a c b c c 36-40. a b a c a 41-45. a c d b b 46-50. d c b c d 51-55. a b c d a 56-60 c c d c a 61-65. d c a b b 66-70 c c d a d 71-75 a d b a b 76-80 b a c b a 81-85 c a c a a 86-90 a d c a c 91-95 c d c b c 96 a

二．填空题

1. 勘测 2. 设计 3. 遥感 4. GPS 5. 导线网 6. 测设技术 7. 常规 8. 推广现有成果 9． 60 10． 计算与图表绘制

11． 存储和管理 12．系列化、集成化、商品化 13．自动化 14．中小型设计绘图 15．可视化

16． 智能化 17． 网络化 18. CPU 19. 快 20. 字节 21. 大 22. 只读 23. CRT 24. 电视机 25. 清晰 26. 图形 27. 屏幕光标位置 28．图形绘到纸上 29. 三个 30. 功能、性能

31. 存储和管理 32. 交互式 33. OPEN 34. ZOOM 35. 100<30

27

36. @100，80 37. SAVE 38. 多边形 39. 园 40. MIRROR

41. 复制图形 42. TRIM 43. BLOCK 44. 图层 45. HATCH

46. 17 47． 15 48． 18 49． 20 50． NILL 51． 0.5 52． 10 53． 20 54． 30 55． (20 40) 56． （＋ (* 3 X) Y） 57． (/ 1 2) 58．( + 12 (* 3 a b)) 59. (/ (+ a b) 3) 60. (/ (* 21 a) 3)

61. (+ (* 8 x) (* 7 y)) 62. (/ 3 (+ a b)) 63. (+ 21 85) 64. (+ 3 (/ 5 a)) 65. (+ 7 (/ a 5))

66. TEXT 67. ARC 68. NEW 69. 坐标 70. 地质、水文

71. 地表形态 72． 三维数据 73. 等高线 74. 矢量化 75. 记录 76. 劳动强度 77. 劳动强度 78.数字地面模型 79. 数字地面模型 80. 带状 81. 优化 82. 规则 83. 规则 84. 不能 85. 半规则 86. 能 87. 不规则 88. 不规则 89． 91． 显式 92． 位置和坡度 93． 宽带优化 94． 化

96． 窄带 97．平面设计 98. 回旋 99.外距 100. 外距

纵断面 90．限制 中带优化 95．窄带优

三．名词解释：

1． 公路测设（课本第1页）

公路测设分内业和外业，外业为勘测，内业为设计。 2． 遥感 （课本第1页）

使用热红外、多波段扫描、雷达探测等多种空间遥感技术手段得到大量的地表和地质水文资料。

28

3. GPS（课本第1页）

以人造卫星为基础的无线电导航系统。 4. 公路CAD（课本第11-12页）

公路计算机辅助设计。 5. 可视化（课本第11-12页）

将科学计算过程中的计算的结果和结论转换为图象信息显示出来。 6. 集成化（课本第11-12页）

对系统所处理的信息进行统一的管理，达到共享和交换，提高利用率。 7. 智能化（课本第11-12页）

运用人工智能技术中的专家系统、人工神经网络等实现自动设计。 8. 网络化（课本第11-12页）

通过网络通信使硬件、软件、信息资源达到共享。 9． CPU（课本第14页）

中央处理单元。 10． 内存（课本第14页）

存放程序和数据的器件。 11． CRT（课本第16页）

阴极射线管图形显示器。 12． 分辨率（课本第16页）

衡量显示清晰程度的指标，象素点数。 13． 软件工程（课本第22页）

用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件。 14． 系统软件（课本第18页）

是用于计算机管理、维护、控制、运行的程序。 15． 交互式绘图（课本第26页）

利用图形软件中所提供的命令进行人机对话方式来绘制和修改图形。 16． 参数化绘图（课本第27页）

29

通过对图中尺寸的参数交互输入后由程序自动绘制图形。 17． 二次开发（课本第31页）

通过绘图软件中内嵌的编程语言编写的程序来完成所需的设计和绘图任务。 18．DBMS（课本第32页） 数据库管理系统。 19．图形编辑（课本第29页）

建立和修改图形。 20．图形文件

CAD系统存储描述图形信息的数据文件。 21．图形缩放（课本第30页）

将显示图形移近或移远以增加或减少图形可见部分以看到更宽或更多的细节。 22．基本绘图实体（课本第29页）

预先定义的图形元素。 23．图形单位（课本第30页）

绘图 时所采用的表示距离的单位。 24. 捕捉分辨率

图形数据库中坐标分辨率 25. OOP技术

面向对象编程技术 26. 支撑软件

为满足CAD工作中用户共同需要而开发的通用软件。 27．

全站仪（课本第41页）

带记录装置的全站式电子经纬仪。 28．

数字化仪（课本第29页）

将图形信息转换为坐标数据输入计算机的设备。 29．

航测

航空摄影测量。

30

30． 测图

利用立体坐标量测仪对航片进行立体量测，得到地形的三维坐标。

31． 光电测距（课本第51页）

通过相位法测量光波反射回后的相位差计算距离。

32． 野外实测（课本第40页）

利用带记录装置的全站仪野外实地测量地形数据。 33. 全数字化测图（课本第39页）

利用相关技术和扫描技术将像片影像数字化，无需人眼观察而得到被测区域地表三维数据。

34. DTM（课本第55页）

数字地面模型。

35. 规则数模（课本第57页）

原始地形点之间有固定的联系。

36. 半规则数模（课本第58页）

各原始数据点之间均有一定的联系。

37. 不规则数模（课本第58页）

各原始数据点之间无任何联系。

38. 高程内插（课本第63页）

对地形原始数据用一定的数学方法进行内插加密

39． 决策变量（课本第70页） 设计中可以变化的参数。 40． 目标函数（课本第71页） 评价方案好坏的标准。 41． 约束条件（课本第74页） 给出寻优的范围。

42． 优化设计（课本第68、85页）

利用最优化的理论和计算机的工具寻找最优的设计方案。

31

43． 线性规划（课本第75页）

目标函数及约束条件是决策变量的线性函数 44． 宽带优化（课本第85页） 在1/4路线长度的宽度内优化。 45． 中带优化（课本第86页） 在几百米宽感兴趣地带优化。 46． 窄带优化（课本第87页） 几十米宽感兴趣区域内优化。 47． 缓和曲线

连接直线和圆曲线间的过渡曲线。 48． 回旋曲线

半径与曲线长成反比曲线。 49． 拉坡

确定变坡点桩号和标高。 50． 带帽

路基横断面的设计过程。 51． 土石方调配（课本第130页）

路线上某段土石方扣除本段利用后，多余土石方合理地纵向调运和分配工作。 52. 复曲线

两圆曲线直接相连的组合曲线 53. 路线全景透视图（课本第150页）

除了描述路基设计范围之内的公路建筑物外还要反映坡脚坡顶之外的地面起伏情况 54. 一体化系统（课本第160页中间）

集数据采集与处理、路线设计与计算、设计图表输出为一体的路线设计系统。 55. 平曲线

平面设计中，用于连接两直线间的曲线。 56. 竖曲线

32

纵断面设计，用于在变坡点两直线间的曲线。 57． 路基边坡稳定（课本第177页）

对高填深挖路基进行边坡稳定性分析、验算、防滑。 58. 挡土墙（课本第183页）

保证路基稳定性和强度的挡土结构。

四．简答题：

1．请简述GPS的含义?（课本第1页） 答：

GPS是以人造卫星为基础的无线电导航定位系统，它利用天空均匀分布的24 颗GPS卫星轨道参数及其载波相位，通过地面接受设备接受其发射信息、实时地测量地面接受载体的三维位置。

2．请简述GPS的特点？ （课本第1页） 答：

特点：①．具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力；

②具有良好的抗干扰性和保密性；

③在测量定位方面，观测点之间无需通视、定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、操作简便且具有全天候性等。

3．请简述GPS的主要应用?（课本第1页） 答：

主要应用：主要应用于地球科学研究、大地测量、摄影测量的野外控制、普通及精密工

程测量等各个测绘应用领域。

4．在公路勘测设计自动化方面，我国与国际先进水平相比还存在那些方面的差距?（课本第3-4页）

答：我国与国际先进水平的差距主要表现在以下几个方面：

(1)．原始数据的采集方法单一，没有充分利用GPS、航空摄影测量和全站仪等各种现代化高效的数据采集手段

33

(2)．数字地面模型的应用还不督及，CAD系统缺乏功能强大的数模的有力支持； (3)．在公路CAD系统的开发方面，缺乏更深一层的理论支持；

(4)．公路CAD缺乏工程数据库系统的支持，缺乏统一的设计思想，系统化、集成化难以实现。

5．我国公路测设自动化的实现途径重点在哪些方面?（课本第4-6页）

答：我国公路测设自动化的实现途径重点在以下几个方面： (1)．推广、普及航测数模技术在公路设计中的应用； (2)．促进基于野外实测公路设计一体化系统的应用与推广： (3)．做好已有公路CAD软件商品化的工作 (4)．在公路设计中充分利用GPS技术

(5)．结合航测、遥感、GPS的最新研究成果，研究它们在公路测设中应用的方法。 6．目前我国公路测设新技术的发展现状：（课本第2页）

答：绝大部分公路设计部门在公路设计中全面应用了CAD技术。

在公路勘测方面大比例尺地形图的测绘基本采用航测手段，初步设计和施工图设计已采用全站仪采集，GPS用于导线网的控制测量。 7．简述公路CAD的概念?

答：概念：作为一个完整的计算机辅助设计系统，公路CAD的主要内容包括设计方案的构思和形成、方案的比较和选择、工程的计算与优化、设计图表的绘制与设计文件的输出等一系列工作，它不是单纯的工程计算分析，也不是单纯的计算机自动绘图。 8．简述在公路设计中采用CAD技术有哪些优点? 答：优点：

①提高设计工作效率，缩短设计周期； ②提高工程设计质量；

②使设计人员从繁琐重复的设计工作中解放出来，有利于设计人员创造性的发挥； ④有利于设计工作的规范化及设计成果的标准化。 9．简述可视化技术(VISC)?

答：可视化技术是国际上于80年代末提出并发展起来的一门新技术，它是将科学计算

34

过程中及计算结果的数据和结论转化为图象信息(或几何图形)，在计算机的图形设备上显示出来，并进行交互处理。

10．简述集成化技术?

答：集成化技术：主要是实现对系统中各应用程序所需的信息及所产生的信息进行统一管理，达到软件资源和信息的高度共享和交换，充分提高计算机的资源利用率。 11．简述系统集成的基本原则?

答：系统集成的基本原则：使一个计算机应用部门或行业的CAD应用软件，在CAD总体设计的指导下，以工程数据库为核心，以图形系统和网络软件为支援，用现代化计算机接口的方法，把这些CAD应用软件连接成为一个有机的整体，使之互相支持，互相调用，信息共同占有，数据共同享用，以发挥单项目软件所不能达到的整体效益，使应用成果能作综合性的优化处理，得出经济上最合理、技术上最先进的最优化方案和设计。

12．简述国外公路CAD发展概况？（课本第8页） 答：60年代主要用于计算， 70年代用于设计图表的编制， 80年代走向系统化、集成化、商品化， 90年代网络化、可视化、自动化。 13．简述国内公路CAD发展概况？（课本第9页） 答：70年代用于优化计算，

80年代发展中小型的设计绘图系统

90年代向集成化、可视化、智能化、三维设计、高交互性、商品化及自动化发展。 14. 简述公路CAD系统必须具备的基本功能? 答：（1）工程数据库 （2）高性能图形支撑系统

（3）工程设计、分析与绘图等各种应用程序 15．简述中央处理器(CPU)的组成及各组成部分的功能?

答：中央处理器(CPU)包括运算器和控制器两部分。运算器负责执行指令所规定的的

35

算术运算和逻辑运算：控制器负责解释指令，并控制指令的执行顺序，访问(查找)存储器等操作。

16．简述软件工程的概念?（课本第22页）

答：软件工程方法是采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件，将工程领域中所广泛采用并取得显著效益的工程化方法引入软件系统的开发过程。 17．简述软件工程的基本思想?（课本第22页）

答：软件工程的基本思想是将整个系统开发过程划分为若干个阶段，每个阶段都有相对独立的任务，对每一阶段采用严格的科学管理和行之有效的技术手段，并分别由系统分析员和程序员完成，以充分发挥每个人的特长，降低整个系统开发的困难程度。 18．简述软件生命周期概念?（课本第22页）

答：软件生命周期：软件从开始设计、开发、实现、运行、维护到最后停止使用的整个过程。

19．简述软件生命周期的阶段划分和每一阶段的任务?

答：软件生命周期一般划分为软件定义、软件开发和软件维护三个时期：

①软件定义时期：该时期的任务是确定软件开发工程必须完成的总体目标，研究工程

的可行性，提出实现工程目标应该采取的策略及系统必须完成的功能，并对完成该项工程需要的资源和成本进行估算，指定工作进度表；

②软件开发时期：该时期具体设计和实现前一时期所定义的任务：

③软件维护时期：该时期的主要任务是使系统持久地满足用户需要，当系统在这个过

程中发现错误时应及时纠正，并根据需要，修改和改进系统以满足环境的变化或用户的新增要求。

20．开发工程化CAD软件应满足哪些基本要求?（课本第24页） 答：开发工程化软件的基本要求 (1)．硬件支撑环境。 (2)．软件支撑环境。 (3)．设计要求。 (4)．实用化要求。

36

(5)．保证软件质量。 (6)．测试验收严格。 (7)．文档编制通俗。

21．什么是工程数据库管理系统?（课本第32页）

答：工程数据库管理系统是将数据库技术应用于工程设计的过程中进行数据处理的产物 22．CAD系统的工程数据管理技术有那几种?（课本第33页） 答：工程数据管理技术主要有以下5种

(1).文件管理系统：

(2).基于数据字典的数据管理； (3).数据库管理方法；

(4).基于局域网的工程数据库系统； (5).分布式管理系统。

23．工程数据有哪些特点?（课本第33-34页） 答：工程数据主要有以下几个特点

(1)．多媒体数据类型。工程数据库管理的对象是多媒体信息，包括数字、字符、图形、

图像、视频和声音等；

(2)．动态数据模式。工程数据库在工程设计过程中的库模式是动态变化的； (3)．数据结构复杂。工程数据库的数据类别和数据关系复杂多样； (4)．随机存取和过程存取数据运行方式。

24．工程数据库系统有哪些功能需求? （课本第35-36页） 答：工程数据库管理系统的功能要求 (1)．应支持复杂的工程数据的存储和管理； (2)．应支持模式的动态修改和扩充； (3)．应支持多版本管理和多库操作； (4)．应支持工程性的事务处理； (5)．数据类型应具有多释性：

(6)．应支持交互的用户接口和多用户工作。

37

25．公路设计原始地形数据采集的方法有哪些?（课本第38页） 答：公路设计原始地形数据的来源一般有以下三种方法 (1)．采用航测方法从航摄照片上获得的数据； (2)．已有大比例尺地形图的数字化； (3)．野外实测采集地形数据。 26．什么是数字地面模型?（课本第55页）

答：数字地面模型(DTM)是一个表示地形特征的、空间分布的、有规则的数字列阵，也就是将地形表面用密集的三维坐标X、Y、Z表示的一种数学表达式。

27．数字地面模型有哪儿种?（课本第57页）

答：数字地面模型可大致地分为规则数模、半规则数模和不规则数模三大类。 28．数字地面模型在公路路线设计中有哪些应用?（课本第56页）

答：数字地面模型在公路路线设计中的应用，是把测量重点从一条已知的平面线形扩大到路线平面线将要通过的具有一定宽度的带状地面区域内，建立带状数字地面模型。在数模建立的基础上，只需把选定的平面线起迄点、交点的平面坐标及平曲线要素输入CAD系统中，计算机便可自动从数模中内插出路线设计所需的地形数据，以及为绘制路线平面图所需的地形等高线串状数据，配合路线优化及辅助设计程序就可快速完成路线设计的各项内业工作，并输出各项成果设计文件。此外还可进行施工前的工程仿真设计，可进行工程设计的评估和修改，提高工程设计质量。 29．简述数字摄影测量的基本内容和特点?

答：先将像片影像的灰度数字化，然后在计算机上进行数据处理。具体为通过扫描方式

将影像的灰度值转换为电信号或数字信号，形成数字影像，然后用相关技术代替人眼自动地立体照准同名点。

特点是无需人眼观察便可得到被测区域的地表三维数据。 30．公路设计原始地形数据采集的方法有哪些?

答：公路设计原始地形数据的来源一般有以下三种方法 (1)．采用航测方法从航摄照片上获得的数据； (2)．已有大比例尺地形图的数字化；

38

(3)．野外实测采集地形数据。

31．什么是数字地面模型?

答：数字地面模型(DTM)是一个表示地形特征的、空间分布的、有规则的数字列阵，也就是将地形表面用密集的三维坐标X、Y、Z表示的一种数学表达式。

32．数字地面模型有哪儿种?

答：数字地面模型可大致地分为规则数模、半规则数模和不规则数模三大类。 33．数字地面模型在公路路线设计中有哪些应用?

答：数字地面模型在公路路线设计中的应用，是把测量重点从一条已知的平面线形扩大到路线平面线将要通过的具有一定宽度的带状地面区域内，建立带状数字地面模型。在数模建立的基础上，只需把选定的平面线起迄点、交点的平面坐标及平曲线要素输入CAD系统中，计算机便可自动从数模中内插出路线设计所需的地形数据，以及为绘制路线平面图所需的地形等高线串状数据，配合路线优化及辅助设计程序就可快速完成路线设计的各项内业工作，并输出各项成果设计文件。此外还可进行施工前的工程仿真设计，可进行工程设计的评估和修改，提高工程设计质量。 34．路线优化设计的目的是什么?（课本第69页上）

答：路线优化设计的目的，是在满足给定的约束条件下(如控制点、路线几何设计、标准等)，通过优化技术确定路线方案的最优位置，从而使公路建设项目的社会、经济效益最大。

35．路线优化设计数学模型的建立主要是明确哪几个要素?（课本第70-74页） 答：路线优化设计数学模型的建立主要是明确决策变量、目标函数和约束条件三个要素。

36．简述公路纵断面优化设计原理？（课本第79页下）

答：公路纵断面优化设计是在平面设计的基础上采用最优化方法，合理确定纵断面上变坡点桩号、变坡点标高或纵坡以及竖曲线半径，使各项技术指标不仅符合技术标准、满足标高控制要求，而且工程量、费用尽可能小，尽量高的行驶速度和尽量少的油耗。

37．简述公路平面优化设计阶段划分以及各个阶段的目的?（课本第85页，第五节） 答：公路平面优化设计一般分为三个阶段

39

(1)．有考虑价值的宽带内的平面线形优化，目的是确定路线的大致走向，进行方案比选；

(2)．有考虑价值的中等宽带内的平面线形优化，目的是确定道路的有利通过地带； (3)．有考虑价值的窄带内的平面线形优化，目的是确定路线线位及有关平、纵线形参数。

38．简述土石方调配的基本概念？课本第130页，第五节

答：土石方调配是指公路上某路段土石方扣除本路段利用后，将挖余土石方合理地纵向运至填缺土石方路段的分配工作。在进行路线设计时，应尽量使沿线土石方添挖数量经本路段利用和在经济运距基础上的纵向调配后达到平衡。

39．土石方调配的主要原则是：（课本第130页，第五节）

答：土石方调配的主要原则是：尽可能追求合理的移挖作填，并求得合理的借方或

废方数量及借、弃土的位置，使土石方工程费用尽量减少。

40. 简述土石方调配步骤?（课本第132页，中间）

答：

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

进行调配分段及确定桩号。 计算本段利用和各桩填缺与挖余。 形成土石方累计曲线。 确定最远调运距离。

根据土石方累计曲线逐段调配。 进行闭合核算。

合计公里运量，计算平均运距。 调配完毕，打印土石方调配图表。

41．简述基于航测数模技术的路线设计一体化系统?（课本第163页，下）

答：基于航侧数模技术的路线设计一体化系统主要以数字地面模型为基础，接受并处理用航测方式获得的地面信息，与路线CAD系统融为一体，为路线平纵优化、路线设计、挡土墙设计、平面图绘制、立交设计、桥涵设计、路线三维仿真及动画等设计提供所需的一切地形数据。

42．简述基于野外实测数模技术的路线设计一体化系统?（课本第163页，中间第二部分）

答：基于野外实测数模技术的路线设计一体化系统，是以三角网数字地面模型为

40

基础，利用计算机自动处理由全站仪实测记录的地形原始数据，建立沿公路走向的带状数模，为公路路线设计提供纵、横断面地面数据，并自动绘制等高线地形图、路线平面设计图，形成从数据采集与处理、路线设计与计算到各种设计图表输出的覆盖路线测设全过程的一体化技术。

43. 简述路基边坡稳定分析的作用?（课本第177页，第一节）

答：通过稳定性验算可确定路基边坡设计是否合理，能否满足稳定性要求，并通过设计可合理确定路基边坡形式、边坡高度、边坡坡度。通过稳定性验算可提出是否需要调整纵坡、或放缓边坡、是否需要设置挡土墙及挡土墙高度和截面尺寸等参数。

44．简述桩柱式桥墩设计的基本内容？（课本第209-210页，要结合自己的总结来概述）

答：桩柱式桥墩设计计算可分为：盖梁、柱身、桩身设计

盖梁的内力计算及配筋，恒载内力、横向分布、影响线纵向加载等。 柱身的内力计算及配筋，按盖梁的计算图式进行计算 桩身的内力计算及配筋，m法进行计算。

45. 简述简支梁桥设计的基本步骤?（课本第206-209页，要结合自己计算的方法步骤来概述） 答：

1）根据使用要求、路线与地形的相互关系、当地条件和经验拟定上部构造的纵横截面布置和各部分尺寸

2）根据荷载进行内力分析，求得最不利加载位置和设计内力 3)估算钢筋和预应力筋

4）进行强度、刚度、稳定性验算

5）必要的修正和重新验算直至满足设计要求

46. 简述简支梁桥设计的基本过程?（课本第204-206页，要自己结合实际和书本提供的设计方法来写设计过程）

答：(1)首先根据使用要求,路线与地形相互关系,以及当地的具体条件,参照标准

41

图及已建同类桥梁和经验数据拟定上部构造的纵横截面布置和各部分尺寸.

(2)然后根据作用在桥梁上的荷载进行结构内力分析,求得各部分最不利加

载位置,得到设计内力。

（3）进而按照钢筋混凝土或预应力混凝土截面设计原理估算钢筋或预应力钢束。

（4）最后进行强度、刚度和稳定性验算以检验界面尺寸和配筋是否符合要求。如不能满足要求，则进行修正并重新计算直至满足要求。

五．计算题：

42

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4hzd.html