Здравствуйте, уважаемые коллеги!

В прошлой части мы проектировали исходную цифровую модель рельефа (рис. 1). Сегодня мы создадим основные трассы дорог и продольные профили, а также рассчитаем виражи для одной из основных дорог.

Эти полилинии преобразуем в геоны трасс. Перейдём во вкладку «Трассы» – «Создание трассы» – «Из объектов» (рис. 5). Открывается окно «Проверка корректности трассы», оставляем включённой галочку «Проверять условие совпадения касательных» (рис. 6). Выбираем первую полилинию (рис. 7). Нас спрашивают: «Это начало трассы?» Если красного креста, который обозначает начало трассы, не видно, отдаляем вид, нажимаем «Нет» — у нас появляется красный крест, показывающий начало трассы. Если положение начала трассы нас устраивает, нажимаем «Да» (рис. 8). После чего нас спрашивают: «Взять остальные элементы со слоя примитива?» — нажимаем «Да» (рис. 9), если у нас один примитив в слое или если их несколько, и они примыкают друг к другу и являются одной трассой. Также если у нас несколько полилиний, и они не примыкают друг к другу, но нам нужна трасса по одной из них, мы также соглашаемся брать элементы с одного слоя, так как в любом из этих случаев мы получаем одну трассу. Выбирать «Нет» имеет смысл только в том случае, если у нас несколько полилиний, сопряжённых друг с другом, но нам необходимо построить трассу только по одной или нескольким полилиниям, не трогая остальные.

В открывшемся окне «Создание трассы» вводим название трассы – Д‑2, описание можно оставить пустым, слой оставляем по умолчанию, стиль трассы — «Ось», набор подписей — «Стандартный», остальные настройки оставляем по умолчанию. Нажимаем «Да» (рис. 10). Так как в будущем нам понадобятся эти полилинии для создания сопряжений перекрёстков – оставляем исходные примитивы (рис. 11). Получаем трассу по дороге Д‑2 (рис. 12).

Переходим к дороге Д‑3. Выбираем также «Создание трассы» – «Из объектов» (рис. 13). «Проверка условий совпадения касательных» — «Да» (рис. 14). Выбираем отрезок (рис. 15), если предложенное начало трассы нас устраивает — выбираем «Да» (рис. 16). В открывшемся окне вводим название – Д‑3, стиль трассы — «Ось», набор подписей — «Стандартный», остальные настройки по умолчанию. Нажимаем «Да» (рис. 17). Исходные примитивы оставляем (рис. 18). Таким способом получили две существующие трассы для реконструкции (рис. 19).

Теперь построим новую трассу для дороги Д‑1. Для этого мы будем пользоваться геометрией. Переходим во вкладку «Геометрия» – «Прямые» – «По двум точкам» (рис. 20). Начинаем чертить тангенсы. Трасса будет начинаться от существующего перекрёстка в западной части чертежа — в этом месте мы спроектируем примыкание с исходной поверхностью (рис. 21). Дальнейшее построение точек проводим в пределах исходной поверхности, стараясь вписывать тангенсы по центру (рис. 22–28). Важно пройти трассой через центр опор середины моста (рис. 24, 25). Заканчиваться трасса будет на пересечении с трассой Д‑3 (рис. 28). Получили геометрию в виде тангенсов (рис. 29).

Добавим кривые и клотоиды. Начнём с первой вершины угла. Выберем инструмент «Клотоиды» – «Сопряжение Прямая-Прямая» (рис. 30). Вариант построения выбираем «Клотоида – Кривая – Клотоида» (рис. 31). Указываем первый и второй тангенсы (рис. 32, 33). Выбираем параметр по радиусу (рис. 34). «Создавать комбинацию больше 180 градусов» — «Нет» (рис. 35). Радиус кривой у нас будет 1200 метров (рис. 36), длина первой клотоиды — 120 метров (рис. 37), длина второй клотоиды — тоже 120 метров (рис. 38). Вариант нас устраивает, соглашаемся с вариантом построения (рис. 39).

Проверим в функциональной панели «Свойства» правильность длин и радиусов (рис. 40, 41).

Переходим к следующей вершине. Применим обычную «Кривую» без переходной кривой – «Между двумя прямыми» (рис. 42). Указываем первый и второй тангенсы (рис. 43, 44). Вводим радиус – 2500 метров (рис. 45). Получили кривую (рис. 46).

Для следующей вершины угла выбираем инструмент «Клотоиды» – «Сопряжение Прямая-Прямая» (рис. 47), вариант построения «Клотоида – Кривая – Клотоида» (рис. 48). Выбираем первый тангенс (рис. 49), выбираем второй тангенс (рис. 50). Режим — «Радиус» (рис. 51), комбинация не больше 180 градусов (рис. 52). Вводим радиус кривой – 1200 метров (рис. 53), длину переходной кривой – 120 метров для обоих сторон (рис. 54, 55). Соглашаемся с построением (рис. 56, 57).

Последняя вершина будет построена тем же способом: «Клотоиды» – «Сопряжение Прямая-Прямая» (рис. 58), режим «Клотоида – Кривая – Клотоида» (рис. 59), выбираем первый и второй тангенсы (рис. 60, 61). Параметр – «Радиус» (рис. 62), комбинация построения меньше 180 градусов (рис. 63). Радиус дуги — 1000 метров (рис. 64), длина переходной кривой — 200 метров для каждой клотоиды (рис. 65, 66). Оставляем вариант построения клотоиды (рис. 67). Получили геометрию трассы Д‑1 (рис. 68).

Скроем слои с геоточками, исходной поверхностью и 3D-полилиниями, чтобы не загромождать вид (рис. 69, 70).

Конвертируем геометрию в трассу. Переходим во вкладку «Трассы» – «Создать трассу» – «Из объектов» (рис. 71). Проверка касательных – «Да» (рис. 72). Выбираем первый элемент. Определяем начало трассы и соглашаемся, если нас устраивает точка начала (рис. 73). Остальные элементы берём с этого же слоя (рис. 74). Название трассы – Д‑1, стиль трассы — «Ось», набор подписей — «Стандартный», остальные настройки по умолчанию (рис. 75). Оставляем исходные примитивы для дальнейшей работы с ними (рис. 76). Получили трассы по всем основным дорогам (рис. 77).

Настроим стили отображения. Для этого выделим трассу, нажмём ПКМ, перейдём в «Стиль трассы» (рис. 78). В открывшемся окне переходим во вкладку «Отображение» (рис. 79). Открывается список настроек отображения трассы — здесь можно настроить цвета, вид линий, масштаб и вес элементов трассы. Настроим цвета отображения: для прямой – красный, кривая – синий, клотоида – зелёный. Продолжение прямых: цвет – белый, стиль – штриховая, масштаб – 20, вес – обычный (рис. 80).

Настройки стиля применятся ко всем трассам, так как при их создании выбирались одинаковые настройки стиля «Стандартный» (рис. 81).

Добавим подписи трасс. Выделяем первую трассу Д-1, нажимаем ПКМ, в контекстном меню переходим в «Подписи трассы» (рис. 82). Открывается окно «Редактор набора подписей трассы». Выбираем тип генератора – «Главные пикеты», нажимаем кнопку «Добавить» (рис. 83), нажимаем на стиль «Стандартный», открывается окно «Выбор стиля», нажимаем кнопку «Редактировать» (рис. 84). Открывается окно «Компоновщик стиля – Стандартный», переходим во вкладку «Макет», выбираем компонент «Пикет (Текст)» (рис. 85). Содержимое – вводим «ПК» и выражение – «Значение пикета», в настройках формат вывода – «Значение пикета», точность – 1, нажимаем стрелочку (рис. 86). Выравнивание – середина по центру, смещение по X – 0, смещение по Y – 10 (рис. 87).

Добавим следующий тип подписи. Выбираем тип генератора подписи – «Вспомогательные пикеты», выделяем генератор «Главные пикеты» и нажимаем кнопку «Добавить», указываем шаг – 20 метров (рис. 88). Создадим для этого генератора свой стиль. Для этого нажимаем на стиль «Стандартный», открывается окно «Выбор стиля», нажимаем кнопку «Копировать выбранный» (рис. 89). Во вкладке «Информация» вводим название стиля – «Доп» (Дополнительные пикеты) (рис. 90). Переходим во вкладку «Макет», выбираем элемент «Пикет (Текст)» (рис. 91). Содержимое – знак «+» и выражение «Значение пикета», формат вывода – «Значение плюса», точность – 1, нажимаем стрелочку (рис. 92). Смещение по Y – 5, нажимаем «Применить» (рис. 93).

Добавим следующий вид подписи. Тип генератора подписей – «Вершины углов» (рис. 94). Изменим стиль «Стандартный», во вкладке «Макет» выбираем элемент «Пикет (Текст)»: содержимое – добавим «ВУ -» и выражение «ВУ-Номер», ставим пробелы между «ВУ -», номером ВУ и пикетом ВУ (рис. 95). Выбираем элемент – «Выноска (Отрезок)»: длина – 30, угол – -60 (рис. 96). Выбираем элемент «Полка (Отрезок)»: длина – 30, угол – 60 (рис. 97). Подписи для трассы Д‑1 настроены (рис. 98).

Добавим подписи для трассы Д‑2. Выделяем трассу Д-2, нажимаем ПКМ, выбираем пункт «Подписи трассы» (рис. 99). Снова настраивать стили не нужно. В открывшемся окне «Редактор набора подписей трассы» добавляем типы генераторов: «Главные пикеты» (рис. 100), «Вспомогательные пикеты» (не забываем указывать основной генератор для вспомогательных пикетов), для вспомогательных пикетов выбираем стиль – «Доп», шаг – 20 метров, и генератор «Вершины углов» (рис. 101, 102).

Добавляем подписи для трассы Д‑3. Выделяем трассу Д-3, нажимаем ПКМ, выбираем пункт «Подписи трассы» (рис. 103). В открывшемся окне добавляем генераторы: «Главные пикеты» (рис. 104), выделяем генератор главных пикетов и выбираем тип генератора подписи (рис. 105) – «Вспомогательные пикеты», в настройках указываем: стиль – «Доп» (рис. 106), шаг – 20 метров (рис. 107). У трассы Д‑3 нет вершин углов, следовательно, использовать генератор «Вершины углов» не требуется (рис. 108).

Приступим к созданию продольных профилей для созданных трасс. Переходим во вкладку «Профиль». Первым делом для построения профиля создаётся окно профиля. Выбираем команду «Создать окно профиля» (рис. 109), указываем трассу Д‑1 (рис. 110), открывается окно «Создать окно профиля», снимаем галочку «Задать отметки», все остальные настройки нас устраивают, оставляем по умолчанию (рис. 111). Указываем точку вставки (рис. 112, 113).

Выберем «Создание профиля» – «По поверхности» (рис. 114), укажем окно профиля (рис. 115). В открывшемся окне «Создать профиль по поверхности» указываем поверхность для построения – «Исходная», нажимаем кнопку «Создать», поверхность появится в нижней таблице, стиль профиля – «Существующий», нажимаем кнопку «Да» (рис. 116) — профиль построился (рис. 117).

Перейдём к трассе Д‑2. Для корректного построения чёрного продольного профиля начертим 3D-полилинию по оси верха моста. Для этого перейдём во вкладку «Главная» – «Черчение» – «3D-полилиния» (рис. 118), вычерчиваем 3D-полилинию по контрольным точкам верха моста (напомним, что модель моста привязана к высотным отметкам) (рис. 119).

Создадим окно профиля по трассе Д‑2. Переходим во вкладку «Профиль» — «Создать окно профиля» (рис. 120), указываем трассу Д-2 (рис. 121), открывается окно «Создать окно профиля», снимаем галочку «Задать отметки», все остальные настройки оставляем по умолчанию (рис. 122). Указываем точку вставки окна профиля (рис. 123).

Создаём профиль «По поверхности» (рис. 124). Поверхность выбираем – «Исходная», стиль профиля – «Существующий» (рис. 125, 126). Создаём профиль «По 3D-полилинии» (рис. 127). Указываем созданную 3D-полилинию (рис. 128), затем окно профиля (рис. 129). Стиль профиля оставляем «Существующий» (рис. 130). Получили чёрный профиль по трассе Д‑2 (рис. 131).

Построим третье окно профиля для трассы Д‑3 (рис. 132, 133). Указываем точку вставки (рис. 134). Создаём профиль «По поверхности» (рис. 135), указываем поверхность – «Исходная», стиль профиля – «Существующий» (рис. 136). Профиль не построился (рис. 137) — значит, мы не сняли флажок «Задать отметки». Для этого выбираем окно профиля, нажимаем ПКМ – «Свойства окна профиля» (рис. 138), во вкладке «Пикеты/Отметки» снимаем галочку «Задать отметки» (рис. 139). Чёрные профили по всем трассам построены (рис. 140).

Приступим к созданию красного проектного профиля для каждой трассы.

Выбираем «Создание профиля» – «Вручную» (рис. 141). Указываем окно профиля трассы Д‑1 (рис. 142). В открывшемся окне вводим название – «Проект», стиль профиля – «Проектный» (рис. 143). Отрисовываем тангенсы, для этого воспользуемся одноимённой командой. Первая точка будет находиться в начале исходного профиля (рис. 144). Остальные точки выстраиваем по профилю (рис. 145). Конечная точка пока будет приходить к исходному профилю (рис. 146), позже мы откорректируем её по поверхности верха Д-3. Добавим круговые кривые (рис. 147): первая выпуклая точка (рис. 148) — в данном случае у нас будет ограничение по радиусу из-за длины первого тангенса, поэтому введём 13 000 метров (рис. 149). Следующая точка — вогнутая кривая, 8 000 метров (рис. 150). Для следующих двух вогнутых вершин углов радиус – 10 000 метров (рис. 151). Выпуклая вершина угла – 30 000 метров (рис. 152). Получили красный профиль по трассе Д-1 (рис. 153).

Таким же способом вручную создаём проектный профиль для трассы Д‑2 (рис. 154). В открывшемся окне «Создать профиль вручную» вводим название – «Проект», стиль профиля – «Проектный» (рис. 155). Вычерчиваем тангенсы, начальная точка — в начале чёрного профиля (рис. 156). И важный момент: мы должны пройти нулями на участке моста (рис. 157). Конечная точка проектного профиля приходит в конечную точку чёрного профиля (рис. 158). Вызовем «Редактор элементов» (рис. 159) и добавим круговые кривые: единственная кривая – 30 000 метров (рис. 160, 161). В месте сопряжения моста не будем добавлять круговые кривые. Мы можем поднять точку с круговой кривой — для этого закроем редактор и потянем за треугольную ручку (рис. 162, 163). Проектный профиль по трассе Д-2 готов (рис. 164).

Теперь для трассы Д‑3. Также создаём проектный профиль «Вручную» (рис. 165). Название – «Проект», стиль – «Проектный» (рис. 166). Указываем начало в точке начала исходного профиля (рис. 167), вычерчиваем тангенсы с небольшим подъёмом (рис. 168) и в конце приходим к исходному профилю (рис. 169). Добавим круговые кривые для каждой вершины по 10 000 метров (рис. 170, 171).

Получили три продольных профиля для каждой трассы (рис. 172).

Настроим подпрофильную таблицу. Сделать это просто: выделяем окно профиля, нажимаем ПКМ – «Свойства окна профиля» (рис. 173). В открывшемся окне «Свойства окна профиля» открываем вкладку «Полоски». Для верхней части: Профиль 1 – выберем профиль «Проект», Профиль 2 – профиль «Исходная» (рис. 174, 175). Проверим правильность выбора в окне профиля (рис. 176).

Теперь нижняя часть. Снова открываем «Свойства окна профиля». В нижней части для Профиля 1 можно ориентироваться по псевдонимам профиля. Там, где псевдоним «Проектный», выбираем профиль «Проект». Значение трассы выбираем трассу — «Д‑1». Где псевдоним «Существующий» — выбираем профиль «Исходная» (рис. 177). Для Профиля 2 используем ту же схему (рис. 178). Проверяем подпрофильную таблицу (рис. 179).

Такие же настройки выставляем для окон профилей трасс Д-2 и Д-3 (рис. 180–187).

Если возникает ситуация, когда появляются задвоения отметок, мы можем оставить без значения первый профиль в столбце «Профиль 2» (рис. 188, 189).

В профиле для трассы Д‑1 отсутствуют отметки на расстоянии километр (рис. 190). Выделяем окно профиля, нажимаем ПКМ – «Свойства окна профиля» (рис. 191), выберем стиль полоски «Отметки проектные» (рис. 192), во вкладке «Отображение» включим компонент «Километры» (рис. 193) — отметка появилась, но находится неровно относительно остальных отметок (рис. 194). Снова откроем «Свойства окна профиля», стиль полоски «Отметки проектные», во вкладке «Полоска», элемент «Километры», кнопка «Компоновать подпись» (рис. 195). В настройках: точка – «Средняя линия», высота – 2.5, выравнивание – «Вниз по центру» (рис. 196, 197). Для стиля полоски «Отметки» (рис. 198) в компоновке подписи компонента «Километры» (рис. 199) настройки: точка – «Средняя линия», высота – 2.5, выравнивание – «Середина по центру» (рис. 200), включаем компонент – «Километры» (рис. 201). А также в настройках компоновки меняем содержимое выражения «Отметка Профиль 1» на выражение «Отметка Профиль 2» (рис. 202, 203). Теперь отображение верное (рис. 204). Для верхней части стиль – «Рабочие отметки» (рис. 205), во вкладке «Отображение» включаем компонент «Километры» (рис. 206). Продольные профили для основных дорог готовы (рис. 207).

Добавим подписи названий трасс. Во вкладке «Трассы» воспользуемся инструментом «Подпись трассы» (рис. 208). Тип подписи – «Точка на трассе», отредактируем стиль подписи «Стандартный» (рис. 209). Выбираем компонент – «Пикет (Текст)», изменим содержимое (рис. 210) – выражение «Название трассы» (рис. 211, 212). Нажимаем кнопку «Подписать» (рис. 213), указываем трассу Д‑2 (рис. 214), выбираем начало трассы (рис. 215). Тянем название за ручку (рис. 216) — и у нас будет название с выноской (рис. 217). То же самое делаем для трассы Д‑1 (рис. 218) и для трассы Д‑3 (рис. 219).

Вираж — это искусственный поперечный уклон проезжей части на повороте, при котором внешняя сторона дороги приподнята над внутренней. Как отмечал В.Ф. Бабков в классическом учебнике «Проектирование автомобильных дорог», вираж повышает устойчивость автомобиля против заносов и опрокидывания, обеспечивает комфорт на малых радиусах и улучшает водоотвод ¹ (рис. 220). Однако переход от двускатного профиля к односкатному (отгон виража) — сложная инженерная задача, требующая точного расчёта десятков управляющих точек.

GeoniCS автоматизирует этот процесс. Для этого перейдём во вкладку «Трассы» – «Виражи» – «Создать вираж» (рис. 221). Выбираем трассу Д‑1 (рис. 222). В открывшемся окне во вкладке «Вираж» выбираем таблицу уклонов и уширений «Стандартная», нажимаем «Редактировать» (рис. 223), минимальную длину отгона виража без переходной кривой ставим 70 метров (рис. 224) для более плавного перехода. Вкладку «Проезжая часть» оставляем неизменной (рис. 225), во вкладке «Обочина» ширину заменяем на 2 метра (рис. 226). Проверим, как построился вираж: для этого воспользуемся инструментом «Таблица управляющих пикетов виража» (рис. 227). У нас построилось 4 виража по 4 кривым (рис. 228–231).

На этом часть подошла к концу. Мы успешно создали три трассы: Д-2 и Д-3 преобразовали из готовых полилиний, а Д-1 спроектировали с нуля с помощью инструментов геометрии с расчётом круговых и переходных кривых. Настроили отображение и подписи трасс (пикеты, вершины углов). Построили чёрные продольные профили по поверхностям для всех трёх дорог, а также вручную спроектировали красные профили с расстановкой вертикальных кривых. Настроили подпрофильные таблицы и добавили подписи названий трасс. Рассчитали виражи для Д-1. В следующей части мы спроектируем сечения (рис. 232) и базовые конструкции основных дорог (рис. 233).

Автор: Николай Шашин, Технический специалист «АльянсСофт»

1. Бабков В.Ф. Проектирование автомобильных дорог : учебник для вузов / В.Ф. Бабков. – М. : Транспорт, 1983. – 368 с. ↩︎
2. Любчинов Е.В. Геометрическое моделирование линий и поверхностей теоретико-прикладного назначения на основе циклографического отображения : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.01.01 / Любчинов Евгений Владимирович. – Омск, 2021. – 20 с. ↩︎