道路设计中的选线优化设计
本站 2022/2/19 10:11:24
伴随着我国社会经济的快速发展、城市道路建设的不断增加,优化选线设计工作越受重视。选线优化有利于提高道路建设价值,推动城市有序发展。但现阶段在选线优化设计中,还存在着不少问题。作为设计者,应积极探寻问题的起源,然后采取有效的设计或施工技术措施加以解决,进而保障道路设计选线优化的效果。
1 道路设计中选线的主要原则
1.1 技术性原则
在当今创新为国家发展全局核心的时代背景下,许多新型技术应运而生。对于城市道路的建设来说,必不可少的是对技术的要求,设计应结合相似的案例,按照不同等级的道路分类,参照道路成功的先进经验,分析各种影响因素后的道路实施技术可行性,因地制宜地选定最为适宜的线路方案[1-2]。并对工程施工和运营使用阶段等后续情况加以分析,不断完善和优化方案,可保障道路设计的选线优化效果,使道路选线方案切合实际。
1.2 安全性原则
在设计道路选线方案中,应结合地形地物、施工难度、交通组织等因素分析,将道路安全性因素放在首位。在进行选线时,关注外业勘测的安全,明确施工建设的安全,确保建成使用的道路安全等全过程安全有序。选线设计工作应考虑能够满足车辆运行时乘客的舒适性,且噪音、光线等均符合安全指标,以提高道路选线的社会效益。
1.3 关联性原则
不同事物间往往存在着一定的联系,在进行道路选线优化设计时,应对相关因素进行分析,收集好当地规划,了解地方人文习俗和文物古迹,避免穿山填湖、侵占农保地等不利地形情况,减少环保、拆迁等因素影响工程建设进度。结合规范保证线形顺畅,从总体角度确保选线优化设计的合理有效性。
1.4 协调性原则
在进行选线优化设计时,不仅要加强协调当地政府、相关企业等外部关系,以及交通、排水等专业内部关系,也应考虑道路建设与环境和谐发展的相关需要,秉持人本理念、节约资源、环境友好的选线原则。对于道路沿线周围的文物古迹加以保护,统筹道路建设和环境之间的协调性进步及发展。
2 道路选线的方法及步骤
2.1 道路选线的常用方法
基于选线的四大原则来进行道路选线设计,设计过程中应认真分析相关因素,确保道路选线方案可行性。在道路设计环节的选线优化设计阶段,应结合具体的情况实施科学性的规划,因地制宜分析地形地貌、工程地?、水文天气等自然条件,整体把握不同阶段工作事项,从而完成优化定线。
其一,道路选线应做到科学布局。在选线优化设计的整个阶段,应针对总体布局对主体段道的各项控制点进行认真的分析与研究,在明确实际位置后,结合关键点来明确主要的方向,如此将有利于确保对于线路总体方面的精准把握[3]。
其二,在进行选线的过程之中,还应进行逐段的设计,将此作为重要的基础,确定好关键的把控点,结合各段道路的真实状况,确定道路等级的合理设计。
其三,对于道路选线来说,还应实施定线设计。线路实际方向有了确定的方案后,还应结合具体情况认真地实施加工,从而明确道路的实际方向以及位置,了解在施工过程中易产生影响的各项因素。
2.2 道路选线的具体步骤
在开展道路选线的环节,需要秉承全面布局、逐段安排、具体定线、对单因素分析模型的构建、对选线道路的分类5个原则。选择一个恰当的线路,可以有效确保行车的顺利,也可以提高行车的安全性和舒适性,并秉承节约成本投入、合理利用资源的原?t开展道路选线,还应确保可以在消耗最低的情况下,确保道路选线质量,在与国家建设发展标准相契合的基础上,在契合自然条件的模式下,对道路选线进行逐段设计,还应对道路选线单因素分析模型进行构建,确保线路效果的最优化。
其一,在全面布局阶段,应部署好道路路线走向的特殊点,部署好主要道路路线的控制点,在确定公路的起点和终点后,再开展控制点的选取工作,以此确定路线的基本走向,并对全局做好控制。
其二,在逐段安排阶段,在开展全面布局后,应明确道路路线的方向,并以此为基础对相邻大的控制点进行不同范围的划分,并结合路线通过区及道路等级开展设计工作,并与地质水文条件、工程地质条件、道路性质、气候、控制点、土壤、使用任务等为依据,对细部点进行选择,然后在这一基础上,对路线带进行确定。
其三,在具体定线环节,应先确定路线,再对具体的定线目录进行确定,还应对道路中线位置进行明确,在结合自然条件、技术标准、纵向、横向、平向的基础上进行具体的定线工作。
其四,应建立单因素分析模型,对道路选线的影响因素主要包括水文地质条件、工程地质条件、土壤地形、使用任务、道路性质以及社会因素、文化因素、技术因素和经济因素,只有确保上述因素的综合整合,才能确保路线选择的合理性,可以分析道路选线的单因素,并构建相关模型,确保将地形图、地质图及拟定线路等资料以数字信息的形式进行表示,通过分析模型选择相对应的因素,并分析多因素空间。
其五,道路选线的分类层面,包括纸上定线、计算机选线、航测选线几个类别,纸上定线指的是拟定零点线,并结合路线平均纵坡对导向线进行拟定,然后拟定曲线半径和对角点,再具体布设实施路线后,完成绘制纵坡线。此外,还因实施水准放坡,结合地形因素确定控制断面,以线性标准拟定曲线位和直线,并最终确定道路选线。
3 道路设计中的选线优化设计中的问题
3.1 相关人员未能综合分析
在实施选线设计时,如未能妥当、细致地分析施工环境,不仅较难做到有效利用施工环境优势,也无法确保施工安全,这较难保障施工进度和工程质量,也会违背道路施工的科学性[4]。在进行选线优化设计的过程中,要尽可能远离地质条件不够理想的地区,从而保障道路建设的效果,利于保证行车过程中的安全性。但不少设计忽略了对项目进行细致的勘察,未充分查明软土地基以及冻土等分布,路线往往选在不良地质范围上,或与环境不协调。
3.2 未能了解建设用地的复杂性
在开展道路设计之中的选线优化设计工作时,未能够做到深入分析环境和工程用地等方面,也没能够明晰施工会对于周围环境所造成的影响,如此则会导致道路建设工作期间产生占用农田的状况,不但会加大工程建设的总体成本,甚至也会影响到道路的安全性及可靠性运作。
3.3 未能切实思考经济因素及道路运营
在实施选线优化设计的整个阶段,务必要保障工程经济因素以及道路运营之间能够协调一致,保障道路工程达成预期的效果。但在具体的工作实践之中,未能有效利用新型技术,反而导致道路经济评价分析不能够得到精准性的结果,产生明显的偏差,严重时会影响工程进度,造成工作反复或设计变更。
4 提高道路设计中的选线优化设计效果的方式
4.1 提高相关人员素质水平
若想提高道路设计之中选线优化设计的效果,应提高设计人员的专业水平。
首先,在招聘阶段就应把控人才质量,设计人员应具备相匹配的技术能力,并且获得过系统性、专业性的培训,而企业也应重视专业培训工作。
其次,伴随我国科技水平的持续性提升,企业应为设计工作者掌握新知识提供条件,促进设计工作者及时掌握国内外新的选线优化方法及经验,可持续性提高企业技术水平。应记录人员对于培训内容的实际掌握情况。
最后,需要做好培训考核工作。通过考核企业能够对员工的真实学习情况有所掌握,以制订更具针对性的培训计划。
4.2 强化运用地理信息系统技术
地理信息系统技术的运用具备着显著的复杂性特点,地理信息系统技术是指将GIS技术在选型模型中进行融入,并结合特征数据的分析功能,对能够影响路线数据的文件进行修改,从而确保选线方案的合理性。对可能对道路选线造成影响的因素进行分析,并将所得的数据信息进行存储与传输。在地理信息系统对相关结果进行输出的同时,可以结合描绘出的道路断面图选择代表最佳路线的数据。在设计时如能科学利用GIS技术,可提高信息实施汇总和管理效率,建立适宜的道路选线模型,提升选线优化设计的技术水平;也可促使设计人员把握工程影响的各项要素之间联系;还能以模型的形式,将复杂地形地貌直观地进行三维展示,具有可视性,也利于设计人员决策选线优化设计。
4.3 建立多目标线性模型
在实施道路设计及选线优化设计的过程中,不但要关注技术层面上的问题,也务必要重视建立多目标线性模型,进而能够对于地理状况以及环保需求等方面进行精准性的分析,进而则利于保障道路选线工作开展的有效性及合理性[6]。再者,能够以函数公式运算,更为清楚地明晰道路设计期间各项因素对于设计方案所产生的影响,这样则更便于开展好选线优化设计这项工作,从而在最大程度上保障道路设计之中选线优化设计的整体效果。最后,在道路设计不仅要优化选线设计技术,更应结合地貌、地理、环保等因素确定选线方案,并在设计过程中,为提高道路选线的合理性,应结合多目标非线性优化函数进行计算,其计算公式为:
其中,U代表顶点权集;V代表顶点集;A代表弧集;V涵盖V1,V2…Vn;W代表弧权集。在对模型的构建进行优化后,可以在确定目标函数的基础上,对指标开展计算,其公式为:
5 结语
在开展道路选线设计时,应坚持选线的技术性、安全性、关联性和协调性原则,对选线进行优化设计。避免常见的选线问题,运用高新技术和科学方法,结合行业现行规范和地方文件切实做好每一步选线优化设计工作。同时应秉承安全理念,确保车辆的安全舒适运行,便捷城市间的出行和不同地块的发展。综上所述对道路进行选线优化设计是十分重要且必要的,可推动城市版图的不断发展,进而达到创造社会价值和经济价值的目的。
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