CASS软件在道路土石方计算中的应用

　　摘要：利用道路测量中横断面数据文件、道路设计纵坡参数、道路设计横剖面参数，在CASS软件中按平均法快速计算道路的土石方量。
　　关键词：CASS软件，横断面数据，设计参数，断面法，挖、填方量
　　1 引言
　　随着城市的发展，几乎所有的工程项目都需要进行场地平整，在进行道路施工中必然会涉及土石方的挖、填方量的测量和计算。其中土石方量的计算在重庆这个丘陵地区尤为重要，直接关系到业主和施工单位的经济利益。提供准确的场地平场土石方量可为搞好工程预算、结算奠定基础。
　　随着测量科学的发展，测绘手段的进步，全野外数字化测图的推广，三维地形图的出现，在道路方面可采用不同的软件按断面法计算出挖、填方量。CASS软件中断面法土方计算主要用在公路土方计算和区域土方计算,所需的数据可以是实地测量的横断面数据和利用三维地形图提取的横断面数据。本文通过CASS软件在工程中的应用实例，介绍了在CASS软件中运用断面法计算道路土方的方法和需准备的文件格式，提出软件改进和发展方向。
　　2 数据准备
　　2．1 横断面数据文件格式
　　规定道路里程由小到大为线路前进方向，沿道路前进方向左侧距离为负，右侧为正，距离都是断面端点至中桩点的长度；高差为端点与中桩点的差值，也可是绝对高程。
　　CASS5.0的断面数据文件扩展名是“.HDM”，用于CASS5.1软件断面土方计算的数据格式如下：
　　BEGIN,0.000:1开始语句,断面中桩里程（K0+00）:断面序号（第一条）
　　-30.000,272.118道路横断面左侧端点至中桩距离,端点绝对高程
　　…………………
　　-6.000,277.714道路横断面左侧第一点至中桩距离,绝对高程
　　0.0,279.474道路横断面中桩点里程,中桩点高程
　　2.000,280.651道路横断面右侧第一点至中桩距离,绝对高程
　　…………………
　　30.000,287.097道路横断面右侧端点至中桩距离,端点绝对高程
　　BEGIN,20.000:2开始语句,断面中桩里程（K0+20）:断面序号（第二条）
　　…………
　　BEGIN,200.000:n开始语句,断面中桩里程（K0+200）:断面序号（第n条）
　　…………
　　2．2 横断面数据来源
　　2．2．1  文本记录
　　在常规道路定线测量过程中，施工单位根据设计线路曲线元素表、逐桩坐标表、线位图电子文件，采用不同的手段和仪器设备，将设计线路在地面上施放出来，再在中桩上进行横断面测量，横断面数据可以用PDA掌中宝，按记事本格式直记录成为按2.1中的数据格式，也可用E500S按2.1中格式自编小程序记录，然后将文件传入计算机中另存为“*.hdm”文件，用于道路土方计算。
　　2．2．2  地形图上提取
　　用于道路土方计算的数据可在三维地形图上提取，这种方法对地面特征点的采集密度有特别要求。用CASS5.0软件读入dwg格式的三维地形图，插入设计线位的纵断面线（PL复合线），点击菜单“工程应用”，在弹出的菜单里选“生成里程文件”，弹出的对话框如下图：
　　
　　图2-1生成里程文件菜单
　　用鼠标点击“生成里程文件”子菜单中的“由纵断面生成”，输入横断面数据文件名来保存要提取的横断面数据，接着选择2.2中转换的“*.dat”原始坐标数据文件，选取纵断面线，输入横断面间距，再输入横断面线上采样点间距，接着输入每个横断面的长度（注意：每个横断面都被纵断面平分成两部分，左右相等均为给定值的一半）。系统自动根据上面几步给定的参数在图上绘出所有横断面线，同时根据要求在横断面线上进行采样，将采样数据写入横断面数据文件“*.hdm”中。
　　这个功能给用户提供了一种简便的方法，可以在极短的时间里生成所有横断面的里程文件，且所有的横断面是等间距的。
　　3 土方量计算
　　用鼠标点击“工程应用”菜单下的“断面法土方计算”子菜单中的“任意断面”，在弹出的对话框中先选择横断面数据文件“*.hdm”，按道路设计要求输入道路的边坡坡度，单坡限高，坡间宽，设计高程（必须输入不为零的值，其值最好为道路纵向起点设计高程，避免生成的各条横断面图形相互交叉），路宽，横坡率，边沟的设计参数等，再输入绘制各条横断面图的间距关系，输入无误后点“确定”按钮，再输入绘纵断面图的纵、横向比例及里程的标注格式，点“确定”按钮可在屏幕上绘出纵、横断面图。
　　用鼠标点击“工程应用”菜单下的“断面法土方计算”子菜单中的“修改设计参数”，用鼠标点击图上需要编辑的断面线，选设计线或地面线均可，在弹出的对话框中对设计高进行修改，修改完毕后点击“确定”按钮，系统取得各个参数，自动对断面图进行修正，这一步骤不需要用户干预，实现了“所改即所得”。用鼠标点击“工程应用”菜单下的“断面法土方计算”子菜单中的“图面土方计算”，用框选法选择要计算土方的横断面图，用鼠标“右”键结束选择，在屏幕上适当位置点击鼠标左键，指定土石方计算表左上角位置，系统自动在图上绘出土石方计算表，并在命令行提示：
　　总挖方=XXXX立方米，总填方=XXXX立方米
　　至此，该区段的道路填挖方量已经计算完成，可以将道路纵横断面图和土石方计算表打印出来，作为工程量的计算结果。
　　4 应用举例
　　本次选择鹿山村李家湾道路K0+00~K0+306.17为例，鹿山村为发展乡村经济，在乌龟堡和河坪梁间修建一条长306.17米，宽35米的二级道路，设计起点高程278.0米，终点高程266.62米，左、右边坡坡度为1：1，坡台宽2米，二级坡为1:0.5米，坡率为2％,碎落台1米，左右沟上宽1.5米，下宽0.5米，沟高0.5米,要求计算该段道路的挖、填土石方量，作为施工单位投标的依据。

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