Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 1
I. Các số liệu ban đầu:
Bản đồ địa hình trên giấy tỷ lệ 1/25.000, với mô tả đầy đủ địa hình, địa vật của khu
vực sẽ xây dựng tuyến.
Hình 1 : Bản đồ địa hình thiết kế tuyến
Điểm đầu và cuối tuyến thiết kế được giả định là hai điểm A và B cho trước trên
bản đồ địa hình (hình vẽ trên). Việc lựa chọn điểm đầu và cuối tuyến là một công việc
phức tạp đòi hỏi phải có tầm nhìn bao quát cho cả khu vực và phải xem xét đến sự ảnh
hưởng của tuyến đối với đời sống kinh tế - xã hội của khu vực đặt tuyến.
Với mục đích làm ví dụ minh họa cho nên các thông số kỹ thuật của toàn tuyến
được trích dẫn lại từ một phương án thiết kế đã thực hiện (xem bảng dưới). Việc tính toán
để xác định các chỉ tiêu kỹ thuật này có thể xem trong giáo trình “Thiết kế đường”. Thông
thường, giá trị của các thông số này được tính toán dựa trên quy định trong tiêu chuẩn kỹ
thuật (ví dụ: TCVN 4054-1998...) và các hướng dẫn trong giáo trình “Thiết kế đường”.
Chương trình Nova-TDN không hỗ trợ việc xác định các thông số này, và do đó ta phải
A
B
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 2
tính toán thủ công và trong khuôn khổ giáo trình này không nêu cách tính toán xác định
các chỉ tiêu kỹ thuật này.
Bảng tổng hợp các chỉ tiêu thiết kế tuyến
STT Các chỉ tiêu Đơn vị Trị số
1
Cấp hạng kỹ thuật
60
2
Số làn xe
Làn
2
3
Chiều rộng nền đường
m
7
4
Chiều rộng mặt đường
m 12
5
Độ mở rộng trong đường cong bằng m
0.9
6
Độ dốc ngang mặt đường
%
2
8
Độ dốc ngang lề đường
%
3
9
Kết cấu mặt đường
- Lớp BTN hạt nhỏ m
5
- Lớp BTN hạt vừa m
5
- Lớp cấp phối đá dăm gia cố ximăng m
15
- Lớp cấp phối đá dăm m 35
10
Chiều dài đoạn nối siêu cao(min)
m
95
11
Chiều dài đường cong chuyển tiếp (min)
m
95
12
Độ dốc dọc tối đa
%
7
13
Siêu cao lớn nhất
%
6
14
Tầm nhìn
- Một chiều m
75
- Hai chiều m
150
- Vượt xe m 350
15
Bán kính đường cong bằng
- Rmin có isc = 6% m
125
- Rmin có isc = 4% m
250
- Không có siêu cao m
500
16
Bán kính đường cong đứng
- R lõm (min) m
1000
- R lồi (min) m
2500
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 3
II. Thiết lập các thông số ban đầu:
Thiết kế tuyến với Nova-TDN, trước hết phải thiết lập các thông số trong môi
trường AutoCAD và của Nova-TDN sao cho nó phù hợp với quá trình thiết kế. Toàn bộ
các thiết lập cho AutoCAD và Nova-TDN có trong tài liệu hướng dẫn của các chương
trình này, ở đây chỉ nêu cách thức thiết lập cho một số các thông số chính hay dùng.
2.1. Hiển thị tiếng Việt
Chương trình Nova TDN chạy trên chương trình AutoCAD và nhiều câu lệnh hoặc
thông báo của Nova-TDN viết bằng tiếng Việt cho nên việc thiết lập sao cho có thể hiển
thị được tiếng Việt trong chương trình là thực sự cần thiết. Hiển thị tiếng Việt ở đây bao
gồm những nội dung trong bản vẽ, trong hệ thống Menu và dòng lệnh của AutoCAD.
2.1.1. Hiển thị tiếng Việt trong trong hệ thống Menu của AutoCAD
Tại màn hình Desktop nhấp chuột phải lựa chọn Properties → Lựa chọn vị trí
và phông chữ.
Lựa chọn
phông chữ
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 4
Hình 2.1 : Thiết lập tiếng Việt cho menu.
2.1.2. Hiển thị tiếng Việt trong dòng lệnh của AutoCAD
Một số câu lệnh trong chương trình Nova TDN yêu cầu người dùng nhập giá trị
hoặc lựa chọn đối tượng tại dòng Command vì vậy để tiện cho quá trình sử dụng ta cần
thể hiện tiếng Việt
Trình tự thực hiện: Tools → Preferences → Display → Fonts
Hình 2.2 : Thiết lập tiếng Việt cho dòng lệnh AutoCAD.
2.1.3. Hiển thị tiếng Việt trong bản vẽ của AutoCAD
Trong bản vẽ CAD có rất nhiều vị trí phải thể hiện tiếng Việt để giải thích cũng
như mô tả các vị trí, đặc điểm kết cấu…Để hiển thị tiếng Việt trong nội dung của bản vẽ
AutoCAD thì cần phải đưa vào trong bản vẽ phông chữ tiếng Việt hoặc hỗ trợ tiếng Việt.
Trình tự thực hiện: AutoCAD: Format → Text Style
Lựa chọn phông
chữ cho dòng lệnh
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 5
Hình 2.3 : Thiết lập tiếng Việt cho bản vẽ AutoCAD.
2.2. Đơn vị đo và số chữ số phần thập phân
Việc thiết lập này sẽ giúp cho quá trình thực hiện một số thao tác nhập số liệu
được thuận tiện đồng thời giúp việc trình bày bản vẽ hợp lý.
Trình tự thực hiện: Format → Units.
Hình 2.4 : Thiết lập đơn vị tính.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 6
2.3. Khai báo kiểu chữ trong chương trình Nova TDN
Kết quả của chương trình Nova-TDN là các bản vẽ vì thế việc lựa chọn phông chữ
thích hợp sẽ giúp cho bản vẽ rõ ràng và dễ đọc.
Trình tự thực hiện: AutoCAD: Format → Text Style.
Kiểu chữ và kiểu chữ số cho phần bình đồ.
Kiểu chữ phần Tiêu đề (Vnsimple) , kiểu chữ Tên cọc (Vnsimple) và kiểu Chữ số
(Vnromanc) cho bản vẽ trắc dọc và trắc ngang.
Hình 2.5 : Khai báo kiểu chữ.
Hình 2.6 : Kiểu chữ vẽ trắc dọc, trắc ngang.
2.4. Khai báo mẫu bảng trắc dọc, trắc ngang.
Trình tự thực hiện: Bình đồ → Khai báo → Khai mẫu bảng trắc dọc và trắc
ngang → Đầu Trắc Dọc (hoặc Đầu Trắc Ngang).
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 7
Hình 2.7 : Khai báo bảng trắc dọc.
Hình 2.8 : Khai báo bảng trắc ngang.
2.5. Khai báo kích thước các lớp áo đường.
Các lớp áo đường được tính toán, kiểm tra các điều kiện về cường độ cũng như ứng
suất... và lưu chúng lại dưới các Tên khuôn khác nhau để tiện cho quá trình sử dụng.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 8
Khuôn đường là kích thước hình học các lớp đất, dùng trong thi công và tính toán khối
lượng đào đắp, khối lượng tùng loại vật liệu sử dụng cho phần mặt đường.
Trình tự thực hiện: Bình đồ → Khai báo → Khai báo các lớp áo đường.
Hình 2.9 : Khai báo lớp vật liệu khuôn đường.
Lưu ý: Khi thiết kế nâng cấp trên khuôn nền cũ ta phải xác định chiều dầy cũng như các
lớp vật liệu phải đào bỏ. Tuỳ theo cấp hạng đường thiết kế, mục đích sử dụng mà kích
thước gia cố lề có khác nhau.
2.6. Khai báo vét bùn, vét hữu cơ và bề rộng đánh cấp.
Khi đắp qua nền đất yếu có chiều dầy không lớn hay lớp đất bề mặt đã bị phong
hóa tính chất cơ lý đã thay đổi thì ta phải đào bỏ lớp đất này. Trong trường hợp đắp trên
nền có độ dốc lớn hơn 30% thì ta phải đánh cấp tránh lớp đất mới trượt trên nền cũ. Khi
sử dụng ta phải khai báo là sử dụng cho hạng mục nào để tính khối lượng cho chính xác.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 9
Hình 2.10 : Khai báo vét bùn, vét hữu cơ và đánh cấp.
2.7. Khai báo kích thước hình học mặt cắt ngang tuyến.
Trình tự thực hiện: Bình đồ → Khai báo và thay đổi tuyến thiết kế → Sửa lại
các giá trị thiết kế.
Hình 2.11 : Khai báo kích thước hình học tuyến.
Khai báo kích thước hình học mặt cắt ngang tuyến thiết kế đó là mẫu trắc ngang sẽ
được dùng để tính toán siêu cao, diện tích đào đắp sơ bộ và dựng các đường mặt bằng
tuyến hay dựng phối cảnh tuyến đường. Nó sẽ được áp dụng cho toàn tuyến nếu ta sử
dụng điều kiện mặc định trong quá trình sử dụng.
Khi thiết kế nhiều phương án tuyến với các thông số khác nhau thì ta có thể thêm
bớt các phương án tuyến và lựa chọn phương án thiết kế làm phương án hiện hành. Tùy
theo mục đích thiết kế mặt cắt ngang đường trong đường cong mà ta lựa chọn giữ nguyên
dốc phần lưng lề đường, giữ nguyên dốc lề bụng khi bố trí siêu cao hay lựa chọn giữ
nguyên dốc lề đường trong đoạn có bố trí siêu cao.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 10
III. Xây dựng bản đồ địa hình trên máy tính
Số liệu ban đầu là ảnh của bản đồ địa hình đã được quét vào máy tính dưới dạng
*.TIF (hoặc là một định dạng ảnh nào đó). Ở đây sử dụng chương trình CAD Overlay
(chạy trên nền AutoCAD). Trong ví dụ này chỉ nêu những nội dung liên quan đến việc số
hóa bản đồ trên CAD Overlay.
Hình 3.1 : Bản đồ khu vực thiết kế (bản in trên giấy).
3.1. Đưa bản đồ đã chuyển sang dạng ảnh vào chương trình CAD Overlay.
Trong chương trình CAD Overlay:
Trình tự thực hiện: Image → Insert → Chọn file ảnh chứa bản đồ → Lựa chọn các
thông số phù hợp.
Các thông số phù hợp ở đây bao gồm: vị trí chèn ảnh, góc quay, tỉ lệ đưa bản đồ
(khi tỉ lệ bản đồ được quét vào máy tính không đúng với tỉ lệ thiết kế), đơn vị của bản vẽ,
lựa chọn màu cho đối tượng bản vẽ.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 11
Hình 3.2 : Đưa bản đồ khu vực vào CAD Overlay
Hình 3.3 : Thiết lập các thông số đầu vào
3.2 Vẽ các đường đồng mức trên bản đồ.
Lựa chọn chế độ vẽ đường đồng mức dựa vào các đường liên tục trên ảnh của bản
đồ đã quét vào máy tính.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 12
Hình 3.4 : Lựa chọn chế độ vẽ đường đồng mức.
Chọn đường đồng mức muốn vẽ (lưu ý đường muốn vẽ phải liên tục và rõ nét, khi
cắt qua các đường khác phải để ý do chương trình dễ xác định không đúng đường ). Trong
quá trình sử dụng các đường đồng mức sẽ bị đứt gãy do trong quá trình quét cho nên các
nét không còn rõ nét, do đó phải nối chúng lại bằng lệnh của AutoCAD (Pedit). Các
đường Polyline này phải liên tục và không cắt qua các đường khác.
Sau khi tô xong các đường đồng mức có dạng như trên hình vẽ:
Hình 3.5 : Đường Polyline sau khi sử dụng chương trình.
3.3 Gán cao độ cho các đường đồng mức.
Trong chương trình Nova TDN
Trình tự thực hiện: Địa hình → Định nghĩa các đường đồng mức → Chọn
đường Polyline cần thiết lập cao độ → Nhập giá trị cao độ.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 13
Hình 3.6 : Định nghĩa và gán cao độ đường đồng mức.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 14
IV. Vạch đường tim tuyến trên bình đồ:
Đường tim tuyến được xác định dựa vào các thông số kỹ thuật chung cho toàn tuyến và
điều kiện tự nhiên cụ thể của khu vực xây dựng tuyến. Trong Nova-TDN đường tim tuyến
được xác định như sau trên bản đồ số:
- Xác định các đỉnh đường cong bằng hay là các điểm đổi hướng tuyến, sau đó nối các
đỉnh này lại bằng một đường Polyline của AutoCAD. Trong ví dụ này, tuyến có 6
điểm đổi hướng và đường tim tuyến được sơ bộ xác định như hình vẽ dưới:
Hình 4 : Xác định sơ bộ đường tim tuyến
- Thiết kế đường cong bằng cho các vị trí đổi hướng tuyến có góc ngoặt đủ lớn. Thông
thường việc này luôn đi kèm với việc định ra các thông số liên quan đến đường cong
bằng (như siêu cao, mở rộng...)
Đ1
Đ2
Đ3
Đ4
Đ5
Đ6
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 15
V. Thiết kế mặt bằng tuyến:
Mặt bằng tuyến là hình chiếu bằng của toàn tuyến trên bản đồ địa hình, nó cho biết
phạm vi của tuyến đường trên mặt bằng.
5.1 Định nghĩa gốc tuyến.
Khai báo gốc tuyến nhằm xác định vị trí đầu tiên của tuyến thiết kế (là điểm A),
việc này được thực hiện sau khi đã định ra các điểm đổi hướng tuyến và vạch tuyến trên
bản đồ số như ở trên.
Trình tự thực hiện: Bình đồ → Định nghĩa gốc tuyến .
Hình 5.1 : Xác định điểm gốc tuyến.
Có hai hình thức lựa chon: Chọn điểm đặt gốc tuyến theo toạ độ (X, Y) hay chỉ
định một điểm ngay trên đường tim tuyến mà ta định chọn làm gốc tuyến.
5.2 Định nghĩa đường tim tuyến hay các đường mặt bằng tuyến.
Đường mặt bằng tuyến là các đường thể hiện ranh giới mặt đường, lề đường cũng
như các đường đặc biệt khác.
Sau khi đã có gốc tuyến ta định nghĩa các đường mặt bằng tuyến bằng cách thực
hiện như hình 5.2. Chọn đường cần định nghĩa thành tim tuyến đường. Ngoài ra có thể
định nghĩa các đường khác như mép phân cách, mép xe chạy và mép lề mà sau này có thể
dựa vào khoảng cách giữa chúng để xác định rộng mặt, rộng phân cách và rộng lề trong
quá trình thiết kế trắc ngang.
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 16
Hình 5.2 : Các đường mặt bằng tuyến.
Sau khi định nghĩa đường tim tuyến xong chương trình sẽ chuyển màu của đường
tim tuyến thành màu đỏ và gán cho nó theo thuộc tính của một layer riêng để quản lý.
5.3 Thiết kế đường cong bằng và bố trí siêu cao.
Trong ví dụ này thiết kế 6 đường cong tại 6 đỉnh theo các giá trị đã tính toán và đối
chiếu với những quy định của quy trình TCVN 4054 - 1998.
Bảng liệt kê các thông số đường cong.
Góc chuyển hướng α°
Đỉnh
Trái Phải
R (m) T (m) Isc Lnsc=Lcht P (m) K (m) D (m)
D1 24
0
11’47’’ 400 133.41 2 95 10.04 263.92 2.9
D2 36
0
6’48’’ 300 148.58 3 95 17.77 289.32 7.84
D3 17
0
17’38” 500 123.63 0 95 6.5 245.91 1.35
D4 22
0
2 ’52” 400 125.58 2 95 8.47 248.92 2.24
D5 26
0
32’12” 250 106.74 4 95 8.4 210.78 2.7
D6 24
0
39’56” 300 113.32 3 95 8.36 224.14 2.5
Hướng dẫn sử dụng chương trình Nova TDN
Bộ môn Tự động hoá Thiết kế cầu đường - Trường Đại học Giao Thông Vận Tải
Nguyễn Hoàng Long – 17
Trong chương trình Nova TDN.
Trình tự thực hiện: Bình đồ → Bố trí đường cong và siêu cao.
Hình 5.3 : Thiết kế đường cong bằng.