張成

摘 ?要：本文介紹了公路工程路基防護(hù)設(shè)計(jì)中常用的工程量計(jì)算方法和流程，并針對(duì)其中制約工作效率的環(huán)節(jié)提出了軟件解決方案，利用C#語言設(shè)計(jì)了簡潔的操作界面，實(shí)現(xiàn)了利用GeoDIG路基防護(hù)設(shè)計(jì)軟件導(dǎo)出的excel數(shù)據(jù)文件和“通用表”進(jìn)行自動(dòng)算量的目標(biāo)。經(jīng)測試表明，該軟件貼合實(shí)際生產(chǎn)需求，算量之前的設(shè)計(jì)工作不需做任何改變，顯著提高了路基防護(hù)工程量計(jì)算效率和計(jì)算精度，可為具有同類問題的讀者提供參考。

關(guān)鍵詞：GeoDIG;路基;工程量;軟件

中圖分類號(hào)：TP311.1 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：This paper introduces the commonly used calculation method and process of subgrade protection quantities in the design of highway engineering，and puts forward the software solution for the link restricting the working efficiency.This paper designs a software with simple operation interface by C #，to achieve the goal of automatic calculation of quantities by using "Standard File" and the data that derived from GeoDIG subgrade protection design software.The test shows that the software meets the actual production requirements，and the design work before calculation does not need to be changed，which significantly improves the calculation efficiency and accuracy of subgrade protection work，and can provide guidance for readers with similar problems.

Keywords：GeoDIG;subgrade;quantities;software

1 ? 引言（Introduction）

“GeoDIG-路基CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)”是我院自主研發(fā)的路基設(shè)計(jì)軟件，在Autodesk圖形環(huán)境下應(yīng)用，類似于建筑 CAD、機(jī)械CAD等CAD輔助設(shè)計(jì)軟件，可理解為巖土工程CAD。在CAD圖形環(huán)境下擴(kuò)充定義了大量適合于工程地質(zhì)、路基設(shè)計(jì)的圖形實(shí)體，如地質(zhì)勘探點(diǎn)平面、勘探點(diǎn)剖面、地質(zhì)剖面、地質(zhì)界線、路基橫斷面、路基斷面工程措施、路基正面圖、路基平面圖等一系列CAD實(shí)體（Entity），為巖土工程CAD設(shè)計(jì)、制圖提供了方便快捷的工具[1]。

我院在公路工程的路基防護(hù)設(shè)計(jì)中采用了該設(shè)計(jì)系統(tǒng)，大大提高了路基防護(hù)工程的設(shè)計(jì)效率。但是，“GeoDIG-路基CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)”是針對(duì)鐵路路基設(shè)計(jì)而開發(fā)，其導(dǎo)出的工程數(shù)量表不能滿足公路行業(yè)要求，路基防護(hù)工程數(shù)量只能按照傳統(tǒng)的通用表方式進(jìn)行計(jì)算，即依靠人工讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再填入已編好的算量通用表中，效率低下，且容易出錯(cuò)。使得該系統(tǒng)在工程數(shù)量計(jì)算這一環(huán)節(jié)制約了生產(chǎn)效率。本文針對(duì)這一問題提出了軟件解決方案，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算路基防護(hù)工程量的目標(biāo)。

2 ?路基防護(hù)工程量計(jì)算方法和流程（The method and process of computing subgrade protection quantities）

公路工程常見的路基防護(hù)工程量計(jì)算方法和流程為：根據(jù)各個(gè)項(xiàng)目的通用圖，編制各類工程數(shù)量的通用表文件[2-4]，例如“填方邊坡防護(hù)工程數(shù)量表”“深挖路基防護(hù)工程數(shù)量表（錨桿格梁）”“路基路面排水工程數(shù)量表（路堤排水溝）”等，通用表中包含各個(gè)子項(xiàng)工程量的計(jì)算公式，例如某項(xiàng)目邊坡防護(hù)工程數(shù)量表中拱形骨架植草包含段落長度、土方回填量、現(xiàn)澆C20砼、C25砼、M7.5砂漿等。設(shè)計(jì)人員在CAD環(huán)境下設(shè)計(jì)好路基防護(hù)后，向通用表中填入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以路堤邊坡防護(hù)工程量計(jì)算為例，首先要根據(jù)最大植草高度，在各個(gè)斷面中查找屬于同一坡級(jí)、連續(xù)且坡高小于最大植草高度的數(shù)據(jù)，求其平均值、起始點(diǎn)樁號(hào)、冠號(hào)、級(jí)數(shù)、左右側(cè)、坡率，填入通用表模板中（圖1）。

可是，在施工圖設(shè)計(jì)階段一般10m一個(gè)斷面，假如一個(gè)路基防護(hù)段的長度為10km，則斷面數(shù)量達(dá)到1000個(gè)，設(shè)計(jì)人員需要從1000個(gè)斷面中逐個(gè)讀取數(shù)據(jù)，并通過整理后填入通用表中，工作量巨大，耗時(shí)費(fèi)力且容易出錯(cuò)。迫切需要一款簡單易用的軟件，替代這部分的手工作業(yè)，提高工作效率，減少人為誤差。

3 ? 軟件解決方案（Software solutions）

3.1 ? 軟件開發(fā)說明

針對(duì)上述問題，課題組擬以面向?qū)ο螅∣OP）的編程思想，結(jié)合傳統(tǒng)的路基防護(hù)工程量計(jì)算流程，利用GeoDIG路基防護(hù)設(shè)計(jì)軟件導(dǎo)出的excel數(shù)據(jù)文件和“通用表”以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)算量的目標(biāo)[5-7]。程序設(shè)計(jì)總體技術(shù)路線見圖2。

根據(jù)以上總體技術(shù)路線，各步驟的關(guān)鍵技術(shù)如下所述：

（1）程序首先將excel中的數(shù)據(jù)抽象為各個(gè)類，并定義相應(yīng)屬性和方法，然后從excel文件中讀取所需的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)至自定義類的變量中。excel數(shù)據(jù)來源于路基防護(hù)設(shè)計(jì)斷面，即“GeoDIG-路基CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)”軟件在完成路基防護(hù)設(shè)計(jì)以后，可以按照固定格式批量導(dǎo)出各個(gè)斷面防護(hù)措施的詳細(xì)數(shù)據(jù)，例如“路堤邊坡”中包含每個(gè)斷面各級(jí)邊坡的坡高、左右側(cè)、級(jí)數(shù)、樁號(hào)等信息，“路堤排水溝”中包含每個(gè)斷面中排水溝的左右側(cè)、級(jí)數(shù)、樁號(hào)等信息。

（2）路基防護(hù)工點(diǎn)和橋隧銜接處的處理方式為以橋隧的起訖樁號(hào)為分界，對(duì)于橋隧范圍內(nèi)的路基防護(hù)工程數(shù)量另外單獨(dú)計(jì)算。一段路基工點(diǎn)與橋或隧的關(guān)系存在6中情況，需要判斷情況2、3、4是否存在，以及存在多少，并記錄以哪種情況存在，然后按樁號(hào)對(duì)記錄的橋隧進(jìn)行排序，然后按照?qǐng)D3所示算法進(jìn)行分情況處理（圖3）。程序可自動(dòng)讀取橋隧表中的信息并完成分段。

（3）程序依照傳統(tǒng)的路基防護(hù)工程量計(jì)算流程，采用基于通用表模板的方式進(jìn)行工作。在程序目錄下設(shè)置有“＼＼通用表”文件，存儲(chǔ)設(shè)定好的通用表模板;在“＼＼temp”文件存放保存計(jì)算結(jié)果的臨時(shí)文件，根據(jù)計(jì)算內(nèi)容復(fù)制通用表模板中的sheet表到臨時(shí)存儲(chǔ)文件中，最后填入處理好的結(jié)果數(shù)據(jù)。

（4）計(jì)算參數(shù)設(shè)置處理方式為，在程序目錄下設(shè)置“＼＼Default”文件，存儲(chǔ)計(jì)算參數(shù)的設(shè)置值，例如不同類型排水溝斷面面積、不同擋墻高度對(duì)應(yīng)的斷面污工面積等，具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)專冊(cè)設(shè)置好本項(xiàng)目的適用參數(shù)，然后導(dǎo)出發(fā)送給各設(shè)計(jì)人員，各設(shè)計(jì)人員導(dǎo)入?yún)?shù)文件即可。參數(shù)設(shè)置界面如圖4所示。

3.2 ? 軟件界面設(shè)計(jì)

本軟件實(shí)現(xiàn)了將Excel嵌套到程序主界面中，可使用excel工具對(duì)表格進(jìn)行編輯。依照傳統(tǒng)的路基防護(hù)工程量計(jì)算流程，通過輸入“GeoDIG-路基CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)”導(dǎo)出的數(shù)據(jù)（excel文件）、橋隧表、關(guān)聯(lián)已編制好的公路路基算量通用表模板、設(shè)置計(jì)算參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的整理，并將結(jié)果輸出到對(duì)應(yīng)的通用表模板中。

在主界面中提供了路堤邊坡計(jì)算、路堤排水溝計(jì)算、路堤擋土墻計(jì)算、路塹邊坡計(jì)算、路塹排水溝計(jì)算、路塹擋土墻計(jì)算、路塹錨桿計(jì)算、路塹錨索計(jì)算，共八個(gè)功能模塊，以及 “一鍵計(jì)算”“批量打印”功能的點(diǎn)擊入口，可通過點(diǎn)擊模塊的按鈕啟動(dòng)相應(yīng)功能（圖5）。其中“一鍵計(jì)算”可一次性完成八個(gè)模塊的計(jì)算功能，“批量打印”可依次打印各個(gè)Sheet表。

進(jìn)入計(jì)算后，完成每步操作，點(diǎn)擊下一步按鈕即可繼續(xù)進(jìn)行操作。以“一鍵計(jì)算”模塊為例，首先是“源數(shù)據(jù)”頁面，用于選擇工具箱斷面數(shù)據(jù)文件，點(diǎn)擊“添加”按鈕彈出文件選擇對(duì)話框，選擇excel文件后點(diǎn)擊確定即可，還可點(diǎn)擊添加擋土墻正面圖數(shù)據(jù)文件;然后，選擇橋隧表文件，程序自動(dòng)識(shí)別橋表中的sheet頁，根據(jù)各標(biāo)段需要向右側(cè)列表添加，用戶可根據(jù)情況設(shè)置所需讀取信息在橋隧表中的列數(shù)，如圖6所示。

下一步，設(shè)置或?qū)胗?jì)算參數(shù)，如圖4所示，還可對(duì)“邊坡坡高計(jì)算精度”和“最大植草高度”進(jìn)行設(shè)置，最大植草高度是拱形骨架和植草防護(hù)兩種措施的臨界坡高值。“GeoDIG-路基CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)”導(dǎo)出的斷面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息中，只有排水溝斷面面積可用來判斷不同類型的排水溝，因此，需要設(shè)定不同類型排水溝斷面面積的判斷條件。若需添加排水溝類型，用戶在空白行輸入排水溝類型、最小面積、最大面積即可;若需刪除排水溝類型，選中該行任一單元格，按Delete鍵即可。

最后，設(shè)置當(dāng)前項(xiàng)目適用的通用表模板，若無可用模板，則點(diǎn)擊“導(dǎo)入新模板”按鈕，選擇模板文件，單擊“置為當(dāng)前”按鈕即可。通用表模板為excel文件，放在程序所在目錄的“＼＼通用表”文件夾下，用戶也可直接進(jìn)入此文件夾，對(duì)通用表模板文件進(jìn)行添加、刪除、編輯等操作。此外，主界面“通用表”菜單下有其他針對(duì)通用表的操作，例如“合并通用表”命令可將多個(gè)excel文件中的sheet合并至一個(gè)excel文件中，以形成通用表模板文件。最后一個(gè)頁面，選擇所需計(jì)算項(xiàng)，點(diǎn)擊“開始計(jì)算”即可等待程序運(yùn)行（圖7）。

程序計(jì)算完成后會(huì)在主界面中打開結(jié)果文件，用戶可直接利用excel工具對(duì)其進(jìn)行再加工，最后可通過“文件”菜單下的“另存為”命令保存文件，也可使用“打印”命令對(duì)結(jié)果進(jìn)行打印。

4 ? 結(jié)論（Conclusion）

本文介紹了公路工程路基防護(hù)設(shè)計(jì)中常用的工程量計(jì)算方法和流程，并針對(duì)其中制約工作效率的環(huán)節(jié)提出了軟件解決方案，利用C#語言設(shè)計(jì)了簡潔的操作界面，實(shí)現(xiàn)了利用GeoDIG路基防護(hù)設(shè)計(jì)軟件導(dǎo)出的excel數(shù)據(jù)文件和“通用表”進(jìn)行自動(dòng)算量的目標(biāo)。經(jīng)測試表明，該軟件貼合實(shí)際生產(chǎn)需求，算量之前的設(shè)計(jì)工作不需要做任何改變，即可以充分利用“GeoDIG-路基CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)”強(qiáng)大的路基防護(hù)設(shè)計(jì)功能，解決了其在公路路基防護(hù)工程量計(jì)算環(huán)節(jié)的不足，顯著提高了工程量計(jì)算效率和計(jì)算精度可在生產(chǎn)中大范圍推廣應(yīng)用。

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作者簡介：

張 ?成（1986-），男，本科，工程師.研究領(lǐng)域：公路工程設(shè)計(jì)與信息化技術(shù)應(yīng)用研究.