Tính khối lượng đào đắp bằng CAD và Excel

- Thiết kế trắc ngang điển hình các phương án: dựa vào các chỉ tiêu kĩ thuật chọn: số làn xe, bề rộng một làn, bề rộng lề, phần gia cố, giải phân cách nếu có, độ dốc các thành phần; Kích

Hướng dẫn tính toán đào đắp bằng CAD và Excel

I Các hồ sơ phải có:

- Bình đồ (đã cắm cong và rãi cọc, trên đó có ghi tên cọc)

- Trắc dọc đã có cao độ thiết kế và tính được chênh cao đào đắp tại từng cọc và cọc xuyên

- Thiết kế trắc ngang điển hình các phương án: (dựa vào các chỉ tiêu kĩ thuật chọn: số làn xe, bề rộng một làn, bề rộng lề, phần gia cố, giải phân cách (nếu có), độ dốc các thành phần; Kích thước rãnh biên (chiều cao, bề rộng), taluy đào, đắp…)

II Các bước triển khai:

Bước 1: Mở bản vẽ bình đồ, Trắc dọc (hoặc sử dụng bản vẽ trên giấy)

Bước 2: Mở AutoCAD và Excel, tạo file mới: Tracngagdaodap(PA1).Dwg và

KLDao_Dap.xls

toàn bảng

Bước 4: Xác định độ dốc ngang trung bình của các cọc (nhập số liệu cột 4)

Trường hợp độ tính toán sơ bộ, có thể phân đoạn cùng độ dốc để tính toán: như hình 2 (đoạn tuyến từ A đến H8 có độ dốc ngang gần bằng nhau)

Trình tự xác định in: giả sử chọn tại cọc đại diện của đoạn là cọc H3: dựng đường vuông góc với tuyến tại H3; đo khoảng cách từ điểm giao với 2 đường đồng mức hoặc giữa các điểm đã biết cao độ (sử dụng lệnh đo khoảng cách (Di) của Acad hoặc lênh List (li));

Cách xác định khoảng cách

Chú ý kết quả trả về tại Command_line của CAD

Ở Excel: chèn thêm 4 cột:

Trong đó:

Khoảng cách đo lấy từ Cad (đvCAD);

Chênh cao = chênh cao giữa 2 điểm đo khoảng cách (nếu đo điểm giao của các đường đồng mức thì lấy bằng bội số ΔH của bình đồ, tuỳ theo số lần cắt các đường đồng mức; nếu

đo giữa đường đồng mức và một điểm đã biết cao độ thì lấy hiệu cao độ)

Khoảng cách thực địa = (Khoảng cách đo X tỷ lệ bình đồ) sau đó chia cho 1000 để đổi thành mét!

Độ dốc ngang = chênh cao/khoảng cách thực địa x 100%

Bước 5: Nhập vào ô số 5:

Để nhập được cùng một giá trị cho các ô: chọn các ô cần nhập, nhập số, nhấn đồng thời Ctrl+shift + Enter

Tương tự, tính độ dốc ngang của tất cả các cọc trên tuyến

Bước 6: Vẽ mặt cắt ngang thiết kế điển hình:

Chỉ cần vẽ 3 dạng MCN cơ bản: chú ý vẽ

theo tỉ lệ 1m = 1 đơn vị vẽ

Tuỳ theo thiết kế mà các bề rộng của các

phần có thể không giống như hình dưới, ở

đây ví dụ cho tuyến đường cấp IV, tốc độ

thiết kế 60km/h

(Chú ý: chỉ cần vẽ khoảng chiếm dụng

khoảng 30 đơn vị là đủ (tương đương với

30m)), tại MCN đào sâu, đắp cao, hoặc

tuyến có bề rộng nền đường lớn, độ dốc

ngang lớn có thể phải vẽ dài hơn!)

Sau khi vẽ (line hoặc Polyline) có thể nối

lại thành 1 đối tượng (sử dụng lệnh PE của

ACAD)

Bước 7: Vẽ mặt cắt ngang tự nhiên:

- Vẽ đường tim (đường thẳng đứng có kí hiệu hai lá cờ chéo nhau)

- Vẽ đường tự nhiên: căn cứ độ dốc ngang

để thể hiện được độ dốc: ví dụ 8%: vẽ tam giác vuông, có cạnh 100 và cạnh thẳng đứng là 8; hoặc có thể vẽ 10, và 0.8, hoặc 20 và 1.6…!

Bước 8: Chỉ vào đường đen (đường đậm vừa vẽ, rê đường đen trùng với điểm giữa của tim

đường vẽ ở bước trên), chú ý bắt điểm giữa đường thẳng (Có thể sử dụng lện move hoặc copy của CAD, cách trên sử dụng Grip)

Bước 9: Copy Mặt cắt ngang thiết kế vào đúng vị trí của đường đen (dựa vào chênh cao

đào đắp và độ dốc ngang để dự kiến nền đường thuộc loại nào: đào hoàn toàn, đắp hoàn toàn hoặc nửa đào, nửa đắp), ví dụ tính đào đắp cho cọc H8 (chênh cao -0.13m, nền nửa đào, nửa đắp)

Bước 10: Dịch chuyển các đường thiết kế theo đúng cao độ thiết kế: chọn toàn bộ mặt cắt

ngang thiết kế (các đường in đậm), sử dụng lện move của ACAD

Để đơn giản, sử dụng sử dụng lệnh move hoặc di chuyển đường đen bằng Grid (đường đỏ nhiều đối tượng, đường đen chỉ có 1 đối tượng!, lưu ý độ dịch chuyển lấy giá trị của chênh cao đào đắp, nếu đào thì dịch đường đen lên trên, nếu đắp thì dịch đường đen xuống dưới, ở

ví dụ này cọc H1, có chênh cao tim đường là -0.13 (nửa đào, nửa đắp , dịch đường đen lên phía trên một đoạn 0.13(đơn vị vẽÙ 0.13m)

(Một số trường hợp, dự đoán MCN có thể không chính xác: ví dụ nền đắp có chênh cao tại tim đường là 1.0m, có thể là nền đường đắp hoàn toàn cũng có thể là dạng nửa đào, nửa đắp (thiên về đắp) tuỳ thuộc vào độ dốc ngang và bề rộng nền đường, ta luy đào, đắp…, nếu lựa chọn không đúng thì chọn lại MCN phù hợp!)

Minh hoạ:

Bước 11: Tính diện tích: ví dụ tính diện tích cho MCN nửa đào đắp tại H8 (0+800.00)

- Xoá các đối tượng thừa ở các phần diện tích đào, đắp (đường tim…)

- Nên tạo một Layer mới (dễ quản lí đối tượng đường bao)

Tính diện tích phần đào:

- Sử dụng lệnh tạo đường bao: BOUNDARY (lện tắt BO), chọn PickPoint, chỉ vào điểm giữa của phần cần tính (phần đào chẳng hạn)

- Tính diện tích: Sử dụng lệnh AREA (lệnh tắt AA), nhập vào ob (tính diện tích theo đối

tượng; chỉ vào đối tượng đường bao vừa tạo ở trên

Kểt quả:

Coppy 1.4059, Chuyển sang MS Excel, Paste (Ctrl+V) vào ô dữ liệu cần tính (F đào tại vị trí

cọc H8 (ô J22)), tương tự tính diện tích phần đắp

Lặp lại các bước 7 đến bước 11, hoàn thiện cột 9, 10 của bảng số liệu

Bước 12: Tính khối lượng (theo công thức trung bình diện tích)

Tại ô L7 cọc thứ 2 của tuyến, nhập “=(J6+J7)/2”; ô M7 nhập công thức “=(K6+K7)/2”

Chọn hai ô J7, M7 (bỏ ô J6,M6 vì khối lượng chỉ là khối lượng của một đoạn, một cọc (mặt cắt) chỉ có diện tích, không có khối lượng), đặt con trỏ vào vị trí góc dưới bên phải, xuất hiện dấu +, Nháy đôi chuột trái để Excel copy công thức cho toàn bảng

Lập công thức tính khối lượng đào đắp:

Tại ô N7, O7 nhập công thức “=L7*E7” và “=M7*E7”, Chọn hai ô N7, O7, đặt con trỏ vào

vị trí góc dưới bên phải, xuất hiện dấu +, Nháy đôi chuột trái để Excel copy công thức cho toàn bảng

(Ghi chú: có thể lập công thức tính diện tích đào, đắp trung bình (ô L7,M7), công thức Khối lượng đào, đắp (ô N7, O7) sau đó chọn 4 ô này và nháy đôi chuột trái)

Bước 13: Tính tổng khối lượng đào, đắp toàn tuyến

Đặt con trỏ vào phía dưới dòng cuối cùng của bảng đào đắp, chọn biểu tượng AutoSum

hoặc nhập công thức: =Sum(O7:O92) (O7, O92 là điạ chỉ của ô có khối lượng đắp của 2 cọc đầu tiên, và cuối cùng của tuyến)

Một số lưu ý:

Trong khi vẽ Trắc ngang tự nhiên phục vụ tính toán khối lượng đào đắp, không quan tâm đến hướng dốc của đường tự nhiên (sang trái hoặc phải theo chiều đi từ đầu đến cuối tuyến - Ở đây để thuận lợi cho việc hình dung độ dốc ngang, chọn phía trái cao hơn!) đổi kết quả tính không thay đổi

Một số trường hợp nền đắp thấp, hoặc rãnh biên, ta luy có dạng khác với điển hình cần phải

vẽ riêng

Độ dốc ngang trung bình chỉ là giá trị trung bình tại từng vị trí cọc trên tuyến (theo phương

ngang tại từng cọc độ dốc ngang có thể thay đổi), việc tính in như cách trên đây chỉ “tương đối”, sử dụng trong các đồ án môn học!

Đặc biệt chú ý tại các vị trí tuyến đi trên đường phân thuỷ hoặc yên ngựa, độ dốc ngang nghiêng về hai phía, cần phải tính và vẽ chính xác hướng dốc (về 2 phía)

Công thức sử dụng để tính khối lượng là công thức trung bình, khoảng cách cọc càng nhỏ thì khối lượng càng gần với thực tế!

Không xét đến siêu cao, mở rộng (trường hợp mở rộng nền đường)!

Trình bày bảng đào đắp (có thể trình bày như cấu trúc ban đầu)

1 Trình bày trong MS Excel

Sử dụng 2 cột “tạm” (cột P và Q), Cột P: ở các hàng tương ứng với 2 đầu tuyến (A, H1) nhập giá trị 1,2; ở cột Q nhập 2, 4; Copy công thức cho toàn bảng

Copy các giá trị ở cột Q (từ 2 đến…), cuối bảng Paste vào cột P (tạo thành dãy số 1,3,…2,4….)

Chọn toàn bảng đào đắp; Sắp xếp theo giá trị cột P tăng dần: Sort, Ascending

Chọn các ô tương ứng với FđàoTB, FđắpTB, Vđào, Vđắp của cọc H1(cọc thứ 2), dịch chuyển (không phải copy!) lên tương ứng 1 hàng

Xoá toàn bộ cột P và Q

2 Trình bày trong MS Word

Coppy bảng tính MS Excel sang MS Word (chỉ copy phần nội dung từ hàng số 4)

a Có thể bảng đào đắp sẽ yêu cầu khổ giấy rộng hơn khổ giấy thẳng đứng, do vậy phải xoay ngang trang in (chỉ phần Bảng khối lượng,các phần khác trình bày thẳng đứng): Sử dụng PageSetup cho từng Section để làm việc này:

- Bước 1: Đặt vị trí con trỏ tại vị trí cuối của nội dung trước đó hoặc đầu của dòng tên bảng tính (hình vẽ)

- Bước 2: Vào Insert>Break, chọn Section break types: Next page

- Bước 3: Chuyển con trỏ về cuối bảng tính (đầu dòng của nội dung tiếp theo)

- Bước 4: Vào Insert>Break, chọn Section break types: Next page

- Bước 5: Đưa con trỏ vào vị trí bất kì của bảng tính

- Bước 6: File>Page Setup; chọn Tab Margins, chọn Landscape, chọn kích thước lề…Ở ô

Apply to, chọn This Section

b Các dòng tiêu đề của bảng đào đắp (TT, Tên cọc…) cần được lặp lại tại các trang sau (bảng đào đắp thường nhiều trang)

- Chọn dòng đầu tiên của bảng (có thể nhiều dòng)

- Vào Tools, Heading Rows Repeat (Nếu dòng này bị ẩn, thì phải chọn lại!)

Phần ví dụ:

Phần thuyết minh trước…………

Bản hướng dẫn cho sinh viên tính toán khối lượng đào đắp, sử dụng cho đồ án Thiết kế các yếu

tố hình học đường ô tô

2 H1 100.00 100.00 8 119.68 116.8 -2.88 42.265 0.000

3 H2 200.00 200.00 8 120.19 118.6 -1.59 21.845 0.000

4 X1 254.27 254.27 8 117.79 117.79 0 2.181 1.231

5 H3 300.00 300.00 8 115.76 117.1 1.34 0.000 14.952

6 TD1 347.57 347.57 8 114.72 116.39 1.67 0.000 19.063

7 H4 400.00 400.00 8 112.88 115.6 2.72 0.000 34.991

8 C1 450.00 450.00 8 112.2 114.85 2.65 0.000 34.012

9 H5 500.00 500.00 8 114.53 115.25 0.72 0.000 7.488

10 P1 500.49 500.49 8 114.56 115.25 0.69 0.000 7.155

11 X2 561.93 561.93 8 115.75 115.75 0 2.195 1.241

12 H6 600.00 600.00 8 116.48 116.05 -0.43 5.819 0.000

13 X3 617.66 617.66 8 116.21 116.21 0 2.061 1.147

14 TC1 653.40 653.40 8 115.66 116.53 0.87 0.000 9.293

TT Tên Cọc dồn

(lí trình) cách lẻ (m)

i nTB

(%) HTN

TN (m) HTKTK (m) Δh(m) Cao

F đào F đắp F TB

đào F TBđắp V đào V đắp

15 H7 700.00 700.00 8 115.82 116.95 1.13 0.000 12.193

16 X4 789.68 789.68 8 117.76 117.76 0 1.528 0.782

17 H8 800.00 800.00 8 117.98 117.85 -0.13 1.406 2.3

18 H9 900.00 900.00 121.2 118.75 -2.45 34.93 0

19 X5 985.37 985.37 119.52 119.52 0 1.366 0.6737

20 Km1 1000.00 1000.00 119.23 119.65 0.42 0 4.09604

21 H1=C2 1100.00 1100.00 116.85 119.65 2.8 0 35.6599

22 CP1 1150.00 1150.00 118.3 119.65 1.35 0 14.4443

23 X6 1178.03 1178.03 120.07 120.07 0 0.454 0.08406

24 H2 1200.00 1200.00 121.46 120.4 -1.06 13.85 0

25 H3 1300.00 1300.00 124.85 121.9 -2.95 43.37 0

26 H4 1400.00 1400.00 123.52 123.4 -0.12 3.398 0.90706

27 X7 1402.59 1402.59 123.44 123.44 0 2.91 1.75394

28 C3 1480.00 1480.00 120.94 124.52 3.58 0 52.6546

1.3098 0.77 2058.05 1211.79

31 X8 1571.32 1571.32 125.8 125.8 0 2.62 1.54238

32 H6 1600.00 1600.00 126.99 126.2 -0.79 10.61 0

33 P2 1645.51 1645.51 129.15 126.84 -2.31 32.79 0

34 H7 1700.00 1700.00 128.52 127.6 -0.92 0 0

35 TC2 1744.94 1744.94 128.18 127.24 -0.94 0 0

36 H8 1800.00 1800.00 127.54 126.8 -0.74 9.911 0

37 X9 1890.24 1890.24 126.08 126.08 0 1.575 0.81345

38 H9 1900.00 1900.00 125.92 126 0.08 1.133 1.26812

39 Km2=C4 2000.00 2000.00 123.75 126 2.25 0 27.3245

40 CP2 2050.00 2050.00 125.51 126 0.49 0 4.86511

41 X10 2091.53 2091.53 126.75 126.75 0 1.197 0.56153

42 H1 2100.00 2100.00 127 126.9 -0.1 1.902 0.18079

TT Tên Cọc dồn

(lí trình) cách lẻ (m)

i nTB

(%) HTN

TN (m) HTKTK (m) Δh(m) Cao

F đào F đắp F TB

đào F TBđắp V đào V đắp

43 TD3 2159.60 2159.60 128.28 127.97 -0.31 4.228 0.00402

44 H2 2200.00 2200.00 130.17 128.7 -1.47 19.99 0

45 P3 2262.20 2262.20 133.14 129.84 -3.3 49.94 0

46 H3 2300.00 2300.00 132.57 130.5 -2.07 28.78 0

47 TC3 2366.82 2366.82 133.47 131.7 -1.77 24.18 0

48 H4 2400.00 2400.00 134.02 132.3 -1.72 23.43 0

49 H5 2500.00 2500.00 134.91 134.1 -0.81 10.65 0

50 TD4 2581.16 2581.16 135.83 135.56 -0.27 3.562 0

51 H6 2600.00 2600.00 135.99 135.9 -0.09 1.792 0.19228

52 H7 2700.00 2700.00 139 137.7 -1.3 17.19 0

53 H8 2800.00 2800.00 144.85 139.5 -5.35 91.34 0

54 P4 2826.62 2826.62 144.28 139.98 -4.3 69.06 0

55 H9 2900.00 2900.00 141.44 141.3 -0.14 2.623 0.28311

56 X11 2902.39 2902.39 141.34 141.34 0 1.613 0.83896

0 4.55 0.00 13986.82

59 TC4 3072.07 3072.07 143.54 144.4 0.86 0 9.1058

60 H1 3100.00 3100.00 144.01 144.9 0.89 0 9.20371

Phần thuyết minh tiếp theo:

Chúc các bạn thành công!