地形图在工程设计中的应用

9.3.1 地形图在建筑设计中的应用

1.根据地形图确定建筑物的面积和形状

在城镇建筑设计之前，首先使用反映拟建场地及其周围地形的大比例尺地形图，根据地形的有关情况及城市规划要求拟定建筑物的形状和面积，上报城市规划部门审批。

2.根据地形来确定建筑物±0的标高及其构造形式

（1）根据地形图上拟建地面标高及排污管道的标高来确定建筑物±0的标高。

（2）±0标高确定以后，根据地形高差状况来确定±0以下的构造形式。

3.依据建筑总平面图进行建筑物的定位放线

建筑物定位放线所依据的建筑总平面图就是在拟建地区的地形图上进行设计的，它能反映建设用地面积、总建筑面积、建筑密度等。

9.3.2 地形图在管线设计、施工中的应用

1.绘制设计方向线的纵断面图

在各种管线工程设计中，为了进行填挖方量的概算，合理确定管线的坡度，都需要了解沿线方向的地面起伏情况，为此常利用地形图绘制指定方向的纵断面图。如图9.10所示，pq的方向已定，要作出pq方向的断面图，可先将pq直线与图上等高线的交点以及山脊和山谷的方向变化点b、e标明，然后按该地形图的比例尺，把图上p、a、b、c、d、e、f、g、h、q点转绘在一水平线上。过水平线上各点，作水平线的垂线，在各垂线上按比例尺截取出各点相应的高程，最后用平滑曲线连接这些顶点，便得到pq线的断面图。为了使断面图能明显地表示地面的起伏情况，常把高程的比例尺增大为距离比例尺的10倍或20倍来描绘。

图9.11所示为一电子版带状地形图中的管线设计及其对应纵断面图。

图9.10 管线纵断面图的绘制

图9.11 设计管线及其纵断面

2.根据地形图进行管线的设计

（1）根据地形图上地物、地貌情况，通过对客观容许范围内多条线路的比较，选择距离既短土方量又少的路线。

（2）路线选定后进行设计时，在符合管线坡度要求的范围内，根据纵断面图，选择最佳管线坡度，使土方量和架空工程量最少，亦即造价最低。(www.xing528.com)

3.地形图在管线施工中的应用

（1）应用地形图，根据管线的设计标高及挖宽计算土方工程量。

（2）在精度允许条件下，可用图解法在地形图上求出主点的测设数据。

9.3.3 地形图在道路规划、设计中的应用

1.选线

根据地形图，在满足坡度要求的情况下选择最短且土方量最少的路线。

（1）按限制坡度选定最短路线

如图9.12所示，地形图比例尺为1∶2 000，等高距为1m，要求从公路旁A点到山头B点先定一条路线，限制坡度为5％，为了满足限制坡度的要求，要先求出该路线通过相邻两条等高线的最小等高平距：

图9.12 按限制坡度选定最短路线

然后，用卡规张开10mm，先以A点为圆心作圆弧，交81m等高线于1点；再以1点为圆心作圆弧，交82m等高线于2点；依此类推，直至B点。连接相邻点，便得同坡度路线A－1－2－…－B。若所作圆弧不能与相邻等高线相交，则与最小等高线平距直接相连，这样，该线段为坡度小于5％的最短路线，符合设计要求。在图上尚可沿另一方向定出第二条路线A－1′－2′－…－B，可以作为比较方案。在实际工作中，还需在野外考虑工程上其他因素，如少占居民地或耕地、避开塌方或崩裂地带、工程费用最少等，最后确定一条最佳路线。

（2）应用地形图绘制横断面图。

在进行道路土方量计算时，单有纵断面图是不够的，还要用到横断面图。横断面图就是垂直于纵断面方向的剖面图，其画法与纵断面图完全一样。横断面图的纵横向绘图比例一致。

2.应用地形图确定汇水面积

在修筑道路跨越河流或山谷地段时，必须修建桥梁或涵洞以排泄水流。设计时，桥梁、涵洞孔径的大小应根据流经该地段的水流量来决定，汇集水流量的面积称为汇水面积。由于雨水是沿山脊线 （分水线）向两侧山坡分流，所以汇水面积的边界线是由一系列的山脊线连接而成的。如图9.13所示，由分水线BC、CD、DE、EF及道路MN所围成的面积即为汇水面积。量测该面积的大小，再结合气象水文资料，可进一步确定流经公路A处的水量，从而对桥梁或涵洞的孔径设计提供依据。确定汇水面积的边界时应注意，各分水线处处都与等高线垂直，且经过一系列的山头和鞍部，并与河谷的指定断面 （图9.13中A处的直线）闭合。

图9.13 确定汇水面积