淺談國外設(shè)計人員的基本知識和設(shè)計思路

1、<p>　　淺談國外設(shè)計人員的基本知識和設(shè)計思路</p><p>　　前言：本文通過Wukro – Adigrat – Zalambessa Road Upgrading Project在建項目，從交樁、復(fù)核GPS點位、復(fù)核BM點高程、中邊樁的計算、路基和結(jié)構(gòu)物及排水設(shè)計等方面，簡明扼要的提出了設(shè)計人員在國外工作應(yīng)該具備的一些基本知識。并闡述了自己對設(shè)計的一些思路和看法。希望能給國外相關(guān)設(shè)計人員提供一些

2、幫助，也請有國外設(shè)計工作經(jīng)驗的人提出一些修改意見。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：GPS點，BM點CP點 平、豎曲線橋梁 </p><p>　　中圖分類號：U443.15+4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A </p><p><b>　　項目簡介 </b></p><p>　　Wukro – Adigrat – Zalambessa R

3、oad Upgrading Project，本項目全長96公里，為既有路升級改造工程，由原有的6米寬瀝青路面升級改造為6.7米或7米寬的瀝青路面。全線共經(jīng)過Negash 、Freweyni、Edaga Hamus、Adigrat 和 Fatsi 五個大城鎮(zhèn)，總工期為913個日歷日，包括4個月的動員期；開工日期為2009年6月22日，完工日期為2011年12月22日。 </p><p><b>　　1交樁

4、 </b></p><p>　　根據(jù)Ground Control Points and Bench Marks資料進(jìn)行交樁，根據(jù)交樁情況，看看哪些樁已破壞，這里的Ground Control Points主要指GPS點，因為此項目線路長，所交樁的點較多，最好有手持GPS（如Gpsmap 765），可以提前輸入要交樁的坐標(biāo)，定位誤差在10m范圍內(nèi)，這樣可以使交樁的順利進(jìn)行，從而縮短交樁時間。 </

5、p><p>　　每交一個樁要用油漆做好明顯的標(biāo)志，并記錄好以便以后好找點，把已破壞的點做好備注，交樁完成后要進(jìn)行全線控制測量，對已破壞的點進(jìn)行補充，對線路的控制點GPS和BM(bench mark)進(jìn)行復(fù)核。 </p><p><b>　　2復(fù)核GPS </b></p><p>　　本項目采用三臺GPS進(jìn)行復(fù)核交樁點，GPS盡量全線進(jìn)行測量，并整體

6、處理測量數(shù)據(jù)，如果由于種種原因?qū)е虏荒軐崿F(xiàn)全線測量，則測量時分段盡量少，在處理數(shù)據(jù)時，如果是分段測量，要把兩段相接處的坐標(biāo)設(shè)置成固定坐標(biāo)之一，數(shù)值為上段處理后得到的坐標(biāo)。這樣處理可能會造成整體的GPS精度有一點點影響。 </p><p><b>　　3復(fù)核BM及平差 </b></p><p>　　BM點是Beach Mark縮寫，就是水準(zhǔn)點。 </p>

7、<p>　　復(fù)核BM需要報檢。BM就是水準(zhǔn)點測量，在這里是對業(yè)主交樁的水準(zhǔn)點進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核時最好采用兩臺水準(zhǔn)儀同時測量，對每個水準(zhǔn)點測量完成后，現(xiàn)場計算是否滿足閉合差要求，如果不滿足進(jìn)行重新測量。每天測量的數(shù)據(jù)要及時整理并請監(jiān)理工程師復(fù)核簽字。并把測量BM點做到一張表里，寫明點的大概位置，為后續(xù)施工找點提供方便。 </p><p>　　為了使工作全面開展復(fù)核項目大約一半的移交BM，就報函請業(yè)主進(jìn)行批復(fù)使

8、用。 被批準(zhǔn)使用的資料要及時存檔，以備后續(xù)使用。 </p><p>　　如果BM點在施工測量時發(fā)現(xiàn)不閉合，要重新報檢測量，測量結(jié)果請監(jiān)理工程師確認(rèn)后，進(jìn)行使用。并及時對原來測量點高程進(jìn)行書面和電子版的修改。 </p><p><b>　　4布設(shè)CP點 </b></p><p>　　CP點是Control Point縮寫，就是控制點。 </

9、p><p>　　CP點的布設(shè)要注意下面幾點：1.選擇地點穩(wěn)定、不易被破壞、并且在道路施工范圍外布設(shè)。2.容易架設(shè)儀器，便于測量操作。3.與前后CP點通視。4.測量的視野盡量大，并盡量兼顧以后的涵洞、擋墻和平交道的數(shù)據(jù)采集。 </p><p>　　CP樁的要求，預(yù)制砼樁長10cmX10cmX30cm，樁中間預(yù)埋15cm的Φ10鋼筋并且外露1cm，外露端頭要用鋼鋸鋸上十字絲，供將來儀器對中和測放標(biāo)

10、高使用。埋樁時選好點后，挖好坑放入預(yù)制好的CP樁，并澆砼進(jìn)行固定。 </p><p>　　CP樁也可以直接帶著加工好的鋼筋頭到現(xiàn)場預(yù)埋并澆砼固定，唯一缺點就是可能砼沒有達(dá)到終凝時，有人會把鋼筋頭給拔走。 </p><p>　　布設(shè)完畢做好標(biāo)記給此點起個名字，并對此點所在的位置做好記錄。在旁邊做個明顯的標(biāo)志，為以后測量記錄和方便找點，也起到警示其它施工人員不要破壞此點和附近不要?？看笮蜋C械等

11、作用。 </p><p>　　4.1 CP點測量 </p><p>　　4.1.1附合導(dǎo)線測量 </p><p>　　附合導(dǎo)線的測量，就是按照測量書上的用角度和距離進(jìn)行測量步驟進(jìn)行即可。因為此公路等級低，所以采用的2測回，進(jìn)行測量。 </p><p>　　4.1.2附合導(dǎo)線測量平差 </p><p>　　附合導(dǎo)線測量平

12、差計算，就是按照測量書上的計算原理進(jìn)行即可。 </p><p>　　比例因子從GPS中可得到，但角度的加減計算，在Excel中如何來表示，如下： </p><p>　　首先把Excel的單元格的格式設(shè)置成“[hh]"°"m's!"”形式，如果你想輸入“22°22′22″”，你就在你設(shè)置好的單元格中寫入“22:22:22”即可。在角度

13、加減計算時如果出現(xiàn)負(fù)值，單元格中將顯示“########”，根據(jù)需要加上7.5（相當(dāng)于180°）或15（相當(dāng)于360°）。 </p><p>　　處理完成后，做一個CP點匯總的簡表，并在備注中標(biāo)明點相對路線中線的位置，找監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)。 </p><p>　　5平曲線，豎曲線計算及邊樁的測設(shè) </p><p>　　5.1中樁的坐標(biāo)和高程的計算

14、 </p><p>　　平曲線和豎曲線的計算是根據(jù)GEOMETRIC DESIGN MANUAL (2002)進(jìn)行計算的，經(jīng)過我的核算，其實計算公式和國內(nèi)的一樣。唯一區(qū)別是在豎曲線計算時涉及到一個K值。而不是給的R。 </p><p>　　K=L/A (1) </p><p>　　K=limiting value，horizontal distance requir

15、ed to achieve a 1% change in grade </p><p>　　L=length of vertical curve(m) </p><p>　　A=Algebraic difference in approach and exit grades(%) </p><p>　　A=g2-g1 (2) </p><p>

16、;　　g1=starting grade(%) </p><p>　　g2=ending grade(%) </p><p>　　R= L / (g2-g1) *100(3) </p><p><b>　　R=radius </b></p><p>　　從上述（1）、（2）、（3）推出： R=100*k </p&g

17、t;<p>　　根據(jù)施工要求，中樁按照直線20m曲線段10m進(jìn)行計算，計算完成后以函件的形式報監(jiān)理工程師批復(fù)。 </p><p><b>　　5.2邊樁的計算 </b></p><p>　　為使橫斷面測量的數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，需要確定橫斷面的測量方向，因此要計算邊樁以便更好的控制測量方向。 </p><p>　　邊樁是根據(jù)曲線是由無數(shù)段

18、直線組成的思路進(jìn)行計算，先把距離橫斷面大小里程各5cm的中樁坐標(biāo)計算出來，然后根據(jù)計算出來的坐標(biāo)計算出方位角，并認(rèn)為這就是此中樁的切線方向，根據(jù)切線方向求出法線方向，計算此斷面的邊樁坐標(biāo)。 </p><p>　　本項目是計算距離線路中線左右各5m處的邊樁坐標(biāo)，實際現(xiàn)場測量的時候只放一側(cè)邊樁確定橫斷面測量方向即可，因考慮到可能在線路某些里程，線路左側(cè)或右側(cè)因為障礙物或其它的原因，放不出邊樁所以要準(zhǔn)備好線路兩側(cè)的邊樁

19、坐標(biāo)。選5m處的邊樁也是考慮到受到障礙物影響小，并且能很好的控制橫斷面的測量方向。 </p><p>　　6及時采集既有的橋位及既有橋面標(biāo)高 </p><p>　　因為這是既有路升級改造，對既有橋只是進(jìn)行幫寬，而橋的位置和標(biāo)高不變，所以既有橋就成了線路的控制點，所以在橫斷面測量的同時或之前要安排一個測量組把既有橋位平面位置和既有橋高程采集回來，進(jìn)行與設(shè)計線形相比較看是否與設(shè)計的平、豎曲線相

20、符，如果不相符需要及時寫函通知監(jiān)理工程師。監(jiān)理工程師會根據(jù)橋位重新調(diào)整線路的平、豎曲線，并發(fā)變更函給施工單位。 </p><p><b>　　7路基橫斷面圖 </b></p><p>　　7.1路基原始地面線數(shù)據(jù)采集 </p><p>　　首先要根據(jù)現(xiàn)場先放出幾百米的中樁和一側(cè)的邊樁坐標(biāo)，根據(jù)中邊樁的方向測量橫斷面。 </p>&

21、lt;p>　　測量時盡量把地形變化點采集完整；測量地面盡量長一些，每側(cè)距中樁大約30m左右，因為考慮將來可能調(diào)整中線。此路為舊路升級改造工程，測量時要采集既有路瀝青路面的邊緣點，為以后的清表、路床碾壓、拆除既有瀝青路面等提供驗工和施工圖繪制的基本數(shù)據(jù)。測量的標(biāo)識要清楚，如既有路面線路右側(cè)的瀝青邊緣點（ERER=Existing Road Edge Right hand side）、既有路面線路左側(cè)的瀝青邊緣點（EREL=Exist

22、ing Road Edge Left hand side）、房子（H=House）、院墻（F=Fence）等等。 </p><p>　　7.2橫斷面的設(shè)計 </p><p>　　是根據(jù)采集的橫斷面地面數(shù)據(jù)，和招標(biāo)文件中的設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(如果沒有進(jìn)行線路變更)。設(shè)計主要為施工服務(wù)，所以設(shè)計的路基橫斷面圖要盡量簡潔、美觀、明了，方便施工。 </p><p>　　橫斷面

23、盡早出圖，根據(jù)路基的初步設(shè)計（路基橫斷面圖），到現(xiàn)場實際考察，統(tǒng)計沿線的障礙物及特殊的障礙物如水井、房屋等。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，施工單位要及時提醒監(jiān)理工程師，如果經(jīng)過調(diào)整平曲線，可以避免拆除水井和減少拆除房屋數(shù)量從而減少成本，監(jiān)理工程師會考慮調(diào)整線形，以免批復(fù)圖紙后施工到有障礙物位置，監(jiān)理發(fā)現(xiàn)這種情況而進(jìn)行變更從而影響施工。這里的大填和大挖的地段監(jiān)理工程師也有可能調(diào)整豎曲線以減少工程量和施工成本。作為施工單位這種情況根據(jù)施工現(xiàn)狀確定，如果

24、工期不緊張可以不提醒監(jiān)理工程師進(jìn)行變更，如果施工工期緊張，要通知監(jiān)理工程師及時變更減少工程量，從而縮短施工時間。 </p><p><b>　　8涵洞 </b></p><p>　　8.1涵洞的數(shù)據(jù)采集 </p><p>　　按照涵洞的數(shù)據(jù)采集要求，分為新建涵洞和既有涵洞接長兩種。新建涵洞主要采集原既有涵洞的中線地面線和流水線路的地面線。采集的

25、數(shù)據(jù)要標(biāo)識清楚。便于設(shè)計。既有涵洞的地面線采集除了要采集上面的數(shù)據(jù)外，還要采集既有涵洞的一些設(shè)計必要參數(shù)。如涵洞蓋板厚度、凈寬、涵洞流水面標(biāo)高及流水方向等。 </p><p><b>　　8.2涵洞的設(shè)計 </b></p><p>　　在涵洞設(shè)計前，根據(jù)招標(biāo)文件提供的標(biāo)準(zhǔn)圖和施工要求繪制預(yù)制鋼砼管鋼筋布置圖、涵洞的翼墻及集水井鋼筋布置圖。其中預(yù)制鋼砼管鋼筋布置圖要盡早

26、繪制。為提前組織安排預(yù)制做好施工準(zhǔn)備。繪制完成后報函，請監(jiān)理工程師批復(fù)，批復(fù)后就可以根據(jù)大約的工程量進(jìn)行預(yù)制，預(yù)制好第一批管要進(jìn)行送檢，檢驗合格后才能大批量進(jìn)行預(yù)制。 </p><p>　　涵洞設(shè)計并不是根據(jù)招標(biāo)文件的涵洞型式及尺寸進(jìn)行設(shè)計的，因為招標(biāo)文件中給的數(shù)據(jù)多數(shù)與現(xiàn)場的實際不符。所以在設(shè)計之前，提前約好監(jiān)理工程師一起進(jìn)行既有涵洞考察，根據(jù)匯水面積和原來既有涵洞的排水能力，重新確定新建涵洞的尺寸，以滿足排水

27、要求?？疾焱瓿珊?，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)理和施工單位商定的結(jié)果以函件的形式報監(jiān)理工程師進(jìn)行審批，并按照批復(fù)的涵洞型式及大小進(jìn)行設(shè)計。 </p><p>　　涵洞設(shè)計可大體上可分為管涵、箱涵、蓋板涵、既有涵接長。 </p><p>　　管涵的設(shè)計主要考慮設(shè)計長度應(yīng)該是每節(jié)管長的整數(shù)倍。如果涵洞的中線與線路方向在90°±5°范圍內(nèi)，可以設(shè)計成正交，大于這個范圍要去現(xiàn)場考察，多

28、數(shù)要設(shè)計成斜交的形式。流水坡度盡量根據(jù)原地面線設(shè)計，但為了流水通暢，坡度至少要大于等于1%，為了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定流水的坡度盡量小于等于7%；流水坡度大于一定的數(shù)值時，要根據(jù)設(shè)計規(guī)范調(diào)整墊層材料。根據(jù)地面線，進(jìn)口可設(shè)置集水井和翼墻兩種形式。 </p><p>　　箱涵的設(shè)計對涵長沒有特殊要求，流水坡度和角度的設(shè)計思路同管涵。 </p><p>　　蓋板涵根據(jù)涵高及臺背滲水情況要在涵臺上設(shè)置泄水孔。

29、</p><p>　　既有涵接長（如果既有涵洞本身結(jié)構(gòu)比較好，質(zhì)量也相對較好，才考慮進(jìn)行接長），是根據(jù)既有涵的尺寸進(jìn)行設(shè)計新接長的涵洞，需要注意的事，蓋板的配筋是根據(jù)STANDARD DETAIL DRAWINGS（2002）進(jìn)行設(shè)計的。流水坡度與既有涵一致。 </p><p>　　城市內(nèi)的涵洞設(shè)計要考慮城市排水設(shè)計，因為城市的排水需要從涵洞排走。涵洞形式最好不要采用箱涵，因為與城市排水管

30、接口處不好處理，城市涵洞設(shè)計和城市排水設(shè)計最好同步進(jìn)行，如果涵洞先行設(shè)計，設(shè)計時要考慮城市排水。并且要把城市的排水管提前預(yù)埋進(jìn)行，為接將來城市排水設(shè)置的預(yù)留口。 </p><p><b>　　9平交道 </b></p><p>　　平交道分A、B、C、D四種型式。 </p><p>　　9.1平交道的數(shù)據(jù)采集 </p><p

31、>　　根據(jù)平交道的型式不同采集的原地面數(shù)據(jù)范圍也不同，采集的數(shù)據(jù)范圍一般要比設(shè)計范圍每側(cè)多側(cè)10m，如果附近有障礙物，要一起采集標(biāo)識清楚。采集時要垂直平交道中線，每5m一個斷面進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)采集完成后對既有平交道的邊界障礙物進(jìn)行采集，設(shè)計時用來確定平交道中線和平交道寬度。 </p><p>　　9.2平交道的設(shè)計 </p><p>　　因為平交道根據(jù)設(shè)計文件也要鋪設(shè)一定距離的瀝青路面

32、，所以設(shè)計時要根據(jù)采集的地面線，從設(shè)計路基橫斷面圖的路面處和既有平交道的既有路的縱坡用豎曲線進(jìn)行擬合，兼顧路基邊溝排水問題，力求過渡距離短，并使設(shè)計與既有路過渡平順。擬合完成后，繪制出平交道橫斷面圖，并配有平交道平面位置圖做為施工使用。 </p><p><b>　　10擋墻設(shè)計 </b></p><p>　　當(dāng)路基施工填方、挖方超出建筑界線、或其它情況為減少路基施工

33、填方或挖方寬度時，需要設(shè)置擋墻；因此設(shè)計擋墻時，需要根據(jù)路基施工圖確定擋墻的設(shè)置范圍。擋墻主要包括漿砌的片石擋墻和鋼筋砼擋墻 </p><p>　　10.1擋墻數(shù)據(jù)的采集 </p><p>　　擋墻需要5m繪制一個橫斷面圖，擋墻需要每隔5m測一條路基橫斷面原始地面線。擋墻原始地面線采集范圍，主要從路基斷面圖上確定，比路基斷面圖有擋墻的里程范圍再多出幾個斷面，測到地面線數(shù)據(jù)正好與鄰近沒有擋墻

34、的只差5m。 </p><p><b>　　10.2擋墻設(shè)計 </b></p><p>　　10.21根據(jù)采集的地面線，展到線路圖上，確定擋墻設(shè)置里程及擋墻長度。 </p><p>　　10.22根據(jù)擋墻基礎(chǔ)處的地面線，繪制擋墻縱斷面地面線，根據(jù)最少埋深1m的要求，繪制擋墻的臺階式基礎(chǔ)（減少開挖方量），從而確定出每個擋墻的高度。形成擋墻的縱斷面

35、圖。 </p><p>　　10.23根據(jù)擋墻縱斷面圖繪制擋墻的平面圖。為了擋墻在曲線上修建完成后美觀和盡可能少侵占或遠(yuǎn)離路基，曲線段處的擋墻施工時采用2.5m長進(jìn)行控制。故平面圖每2.5m給出擋墻橫坐標(biāo)和斷面尺寸線，但為了簡潔擋墻每5m給一個斷面圖。 </p><p>　　11 城市排水設(shè)計 </p><p>　　城市排水設(shè)計要首先根據(jù)路線的曲線要素進(jìn)行簡單的設(shè)計

36、，如路基的超高外側(cè)就不需要設(shè)置排水管、分水嶺的位置、涵洞的位置，讓水就近排到附近的涵洞里，根據(jù)涵洞的位置確定城市排水的排水方向。 </p><p>　　根據(jù)城市平交道的測量數(shù)據(jù)，繪制城市平交道、路緣石及中央分隔帶開口，根據(jù)城市排水設(shè)計及平交道位置繪制人井位置（人井位置要盡量避開平交道的位置），繪制好平面圖后，同監(jiān)理和市政相關(guān)人員，根據(jù)平面圖一起去現(xiàn)場考察，主要看人井位置、城市排水橫過管位置、平交道設(shè)置的數(shù)量、中央

37、分隔帶設(shè)置位置和數(shù)量，是否合理有無增加的平交道及中央分隔帶開口及位置是否需要調(diào)整。 </p><p>　　考察完畢后重新按照現(xiàn)場調(diào)整后的結(jié)果進(jìn)行繪制排水、城市平交道和路緣石平面圖，繪制完成后，并繪制相應(yīng)的平面坐標(biāo)圖，完成后進(jìn)行報函，批復(fù)后進(jìn)行排水縱斷面設(shè)計，以及其它排水細(xì)節(jié)設(shè)計。設(shè)計完成后進(jìn)行報函批復(fù)。批復(fù)后進(jìn)行存檔為施工使用。 </p><p>　　設(shè)計完成后就可以安排城市排水管預(yù)制和路

38、緣石預(yù)制。 </p><p>　　12 設(shè)計一些見解和想法 </p><p>　　在國外從事任何施工活動，首先要報檢，只有在現(xiàn)場工程師(現(xiàn)場監(jiān)理)見證的情況下施工才有效或者說你驗工的基礎(chǔ)資料需要有監(jiān)理的簽字才有效。所以現(xiàn)場采集回來的數(shù)據(jù)要及時找相關(guān)的監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)，才算有效。設(shè)計時要參照招標(biāo)文件進(jìn)行和相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范進(jìn)行，特殊設(shè)計要提前根據(jù)現(xiàn)場情況和監(jiān)理溝通，設(shè)計完成后要報函給監(jiān)理工程師

39、，批復(fù)后存檔以備施工使用。 </p><p>　　在國外的施工設(shè)計，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有國內(nèi)設(shè)計成熟，這也就導(dǎo)致了，現(xiàn)場監(jiān)理會被賦予比國內(nèi)監(jiān)理大很多的權(quán)力。在本項目也充分體現(xiàn)了監(jiān)理工程師的權(quán)力范圍是很廣的，他們可以修改招標(biāo)文件規(guī)定的設(shè)計參數(shù)，還可以修改招標(biāo)文件里的涵洞形式及孔徑大小?？梢孕薷木€路的平縱曲線。因為監(jiān)理工程師的權(quán)力很大，所以在設(shè)計方面良好的溝通是至關(guān)重要的，一般在設(shè)計形成初稿的時候，最好不要著急寫函提交，先私下打

40、印出來讓負(fù)責(zé)設(shè)計圖紙審核的監(jiān)理（Draftsman）進(jìn)行審核，審核后會給你修改意見，按照這個修改意見，修改后再報函。這樣做可以節(jié)省審批時間，如果你直接寫函提報，他們會認(rèn)為你不尊重他們沒有和他們溝通好，他們也會以函的形式給你修改意見，反而會影響圖紙的審批速度。如果已提報的圖紙有什么小錯誤，盡量避免以函件的形式進(jìn)行修改，最好能私下修改通過換圖紙的形式解決。如果已經(jīng)批復(fù)的圖紙，需要修改時，一定要有函件依據(jù)，如果私下進(jìn)行替換很容易造成施工用錯圖

41、紙。 </p><p>　　設(shè)計人員應(yīng)提高專業(yè)素質(zhì)，設(shè)計人員不僅能根據(jù)招標(biāo)文件進(jìn)行設(shè)計，還要熟悉BOQ單（Bill of Quantity），在符合設(shè)計規(guī)范、施工質(zhì)量和技術(shù)要求下，盡量向有利于施工和增加項目利潤的方向設(shè)計；一些難以控制的施工工藝盡量不要寫；設(shè)計時盡量用庫存符合設(shè)計要求，實驗報告合格的材料。設(shè)計人員要提高專業(yè)英語水平，因為良好的英語水平是能進(jìn)行溝通的基礎(chǔ)，形成認(rèn)真的工作態(tài)度，使設(shè)計出來的圖紙完美，給