واریانت راه

Youtube link: https://www.youtube.com/watch?v=u_osLX-v778&t

Youtube link: https://www.youtube.com/watch?v=nts5SKy9drA

دانلود فایل آموزش واریانت

توضیحاتی در رابطه با واریانت راه:

یکی از اولین اقدامات در انجام پروژه راهسازی مشخص کردن مسیر است. اینکه چطور از نقطه A به نقطه B برسیم. در اولین قدم با چند خط شکسته این کار را انجام میدهیم. البته چندین مسیر بین دو نقطه ی A و B پیدا میکنیم که در مراحل بعد، یکی از این مسیرها به عنوان مناسب ترین مسیر انتخاب میشود. به این مسیرهای اولیه که با خطوط شکسته رسم میشوند، واریانت راه گفته میشود.

برای انتخاب بهترین واریانت، هر قدر تعداد قوس ها در مسیر کمتر، میانگین شعاع قوس ها بیشتر، میانگین شیب های طولی کمتر، طول مسیر کوتاهتر، اختلاف ارتفاعات پیموده شده در مسیر کمتر و سرعت مسیر بیشتر باشد مسیر مورد نظر مناسب تر بوده و برای انتخاب به عنوان واریانت بهینه ارجح است. البته توجه به میزان هزینه ی لازم برای ساخت هر واریانت نیز نکته ی بسیار حائز اهمیتی می باشد.

برای مثال در شکل زیر یک پلی لاین، نقطه ی A را به نقطه ی B متصل کرده است. این یک واریانت است.(خطوط شکسته بنفش رنگ)

واریانت راه
واریانت راهسازی

 

فرض کنید شکل زیر 3 خط از خطوط توپوگرافی است. و میخواهیم از خط با ارتفاع 130 (نقطه ی N) به خط با ارتفاع 140 برویم.  برای این کار 4 انتخاب NO، NP، NQ و NM را داریم. اگر از این بین مسیر NM را انتخاب کنیم، چون طول بیشتری دارد در نتیجه ارتفاع 10 متر را(اختلاف 130 و 140 را) در فاصله ی بیشتری طی میکند. پس شیب کمتری نسبت به خطوط دیگر خواهد داشت. و اگر مسیر NP را انتخاب کنیم، به علت طی کردن 10 متر ارتفاع در مسیر کوتاهتر، شیب بیشتری خواهد داشت. ما از این نکته در انتخاب مسیر در بین خطوط توپوگرافی استفاده خواهیم کرد تا به شیب دلخواه خود برسیم.

یعنی طول خطی که از یک تراز به تراز دیگر میرود را طوری انتخاب میکنیم که شیب دلخواه را بدست دهد.

اختلاف شیب در خطوط AB، AC، AD، AE
اختلاف شیب در خطوط AB، AC، AD، AE

 

حال خط NM را در نظر بگیرید. اگر از کنار به آن نگاه کنیم به شکل زیر دیده میشود. نقطه ی N تراز 130 و نقطه ی M تراز 140  دارد:

از شیب i و دلتاh استفاده میکنیم تا x را بدست آوریم.
از شیب i و دلتاh استفاده میکنیم تا x را بدست آوریم.

 

پس رابطه ی بین i% و دلتاh به صورت زیر خواهد بود:

در این رابطه دلتاh اختلاف تراز دو خط تراز است که 10 متر میباشد و x فاصله ی افقی بین نقطه ی N و M است. i شیب خط NM را به ما می دهد. حال جای x و i را عوض میکنیم و کسر را بدین شکل تبدیل میکنیم:

حداکثر شیب طولی مسیر یا همان i را از روی آیین نامه های راهسازی بدست می آوریم. همچنین دلتاh را با مقایسه ی دو تراز متوالی به راحتی بدست می آوریم(برای مثال اختلاف 140 و 130) و در کسر بالا جایگذاری میکنیم. مقدار xی که بدست می آید حداقل فاصله ای است که بین دو تراز باید طی کنیم تا شیب آن از مقدار i تجاوز نکند. دقت کنید طبق رابطه ی زیر حداقل مقدار x وقتی بدست می آید که مقدار i روی حداکثر خود باشد:

 

 

پس برای مثال اگر نیاز به حداکثر شیب 5% داشته باشیم، باید حداقل چه فاصله ای را از نقطه ی N طی کنیم تا به تراز 140 برسیم؟ طبق رابطه ی زیر باید 200 متر طی کنیم تا 10 متر ارتفاع را با شیب %5 طی کرده باشیم.

حال در صورتی که بر روی نقشه ی کاغذی توپوگرافی کار میکنیم، باید این فاصله را طبق مقیاس بدست آوریم. برای مثال اگر مقیاس نقشه 1 به 2000 باشد، باید 200 متر را تقسیم بر 2000 کنیم که به سانتیمتر جواب ما 10 سانتیمتر خواهد بود. پس پرگار را به اندازه ی 10 سانتیمتر باز میکنیم و از روی یک خط تراز، روی خط تراز بعدی کمان میزنیم.

 

حال فایل ابتدای این آموزش را دانلود کرده و در نرم افزار Civil 3D بارگذاری کنید.

برای رسم واریانت، یک شیب طولی برای مسیر در نظر میگیریم. در اینجا برای مثال شیب 7% را در نظر میگیریم.(میزان شیب طولی با استفاده از نشریه 415 بدست می آید:مطالعه بیشتر). این نکته را در نظر داشته باشید که اختلاف تراز ارتفاعی هر یک از خطوط مینور توپوگرافی(خطوط کمرنگ) در فایل این مثال 2 متر و اختلاف ارتفاع خطوط ماژور(خطوط پر رنگ) 10 متر است.

topography-major-minor
میتوانید خود نیز صحت این نکته را بررسی کنید. یکی از خطوط را انتخاب کنید. حال با فشردن Ctrl+1 به قسمت Properties خط وارد شوید. همچنین میتوانید با کلیک راست به Properties وارد شوید. در لیست باز شده مشخصه Z یا تراز ارتفاعی خط مشخص است. حال همین کار را با خط کناری انجام دهید و میبینید که اختلاف تراز دو خط مینور، دو متر است.
گفتیم شیب 7% را انتخاب کردیم. به این معنی که هر ۱۰۰ متر که مسیر را طی کنیم، ارتفاع میتواند حداکثر 7 متر افزایش یا کاهش داشته باشد. برای رفتن از یک خط ماژور به خط ماژور بعدی، 10 متر اختلاف ارتفاع خواهیم داشت. با یک تناسب ساده(یا استفاده از فرمول بالا) میتوان برای شیب 7 درصد گفت “هر 100 متر طول، 7 متر اختلاف ارتفاع… هر چند متر طول، 10 متر اختلاف ارتفاع؟.”  حداقل x را بدست می آوریم:
(10*100)/7=142.86

x از کسر بالا برابر با 142.86 متر میشود(برای راحتی به 143 گرد میکنیم.) برای آشنایی با روش کمان زدن در Autocad Civil3D این قسمت را مطالعه کنید.

حال از نقطه ی A شروع میکنیم به کمان زدن و رسم این خطوط 143 متری و تا نقطه B ادامه میدهیم، با این شروط:

– تنها وقتی از یک خط تراز به خط تراز بعدی میرویم که با یک خط شکسته حداقل 143 متر مسیر طی کنیم(بیشتر از 143 متر شیب کمتری فراهم میکند و مناسب تر نیز است.)

– وقتی روی یک خط تراز حرکت میکنیم میتوانیم خط شکسته ای با طول بیشتر از 143 متر هم بکشیم. (چون شیب کمتر از i-max خواهد شد)

– سعی میکنیم فقط افزایش ارتفاع داشته باشیم یا فقط کاهش ارتفاع. (یعنی بر فرض تراز نقطه A 400 باشد و تراز نقطه B 500. دراین حالت سعی میکنیم از تراز ۴۰۰ فقط با افزایش ارتفاع به ۵۰۰ برسیم. نه اینکه در بین مسیر انتخابی گاهی کاهش ارتفاع هم داشته باشیم و دوباره افزایش ارتفاع.)

در نهایت خطوط شکسته را با چند خط شکسته بلندتر جایگزین میکنیم(خطوط سبز). دلیل جایگزین کردن خطوط بلندتر به جای خطوط شکسته ی کوتاه این است که در نقطه ی تلاقی هر خط شکسته، باید یک قوس ترسیم شود. وقتی تعداد خطوط شکسته زیاد باشد، در نتیجه تعداد قوس ها نیز زیاد خواهد بود و این باعث پر پیچ بودن راه ما خواهد شد. همچنین برای ترسیم یک قوس با یک شعاع استاندارد، طول هر خط شکسته باید از یک حداقلی بیشتر باشد. در نتیجه با جایگزین کردن خطوط شکسته ی کوتاه با خطوط طویلتر این دو مشکل را بر طرف میکنیم. در شکل زیر خط سبز جایگزین خط قرمز شده است.

variant

نویسنده: سهند فرشادمنش

نویسنده بخش راهسازی و آموزش نرم افزار Civil3D دانش آموخته مقطع کارشناسی رشته ی عمران – دانشگاه گیلان

47 دیدگاه برای “واریانت راه”

  1. سلام خسته نباشید.من مشکل یکی از دوستان رو دارم که استاد نقطه مورد نظر روی نقشه توپوگرافی مشخص کرده ولی مختصات نداده گفته خودتون حدود همون نقطه رو تو برنامه انتخاب کنید اما نمیدونم چجوری باید نقطه رو انتخاب کنم….. لطفا راهنماییم کنید

    1. سلام. معمولاً یک نقطه ی شروع و یک نقطه ی پایان و گاهی یک نقطه ی میانی که مسیر از آن میگذرد به شما میدهند. شما باید از این نقاط در ساخت مسیر(یا الاینمنت در Civil3D) استفاده کنید. به این معنی که خط الاینمنت رو از نقطه ی اول آغاز کنید و در نقطه ی آخر ترسیم خط کامل شود. آموزش واریانت راه در همین سایت مربوط به همین مورد میشود.

  2. سلام – ممنون از اطلاعات مفیدتون
    من می خوام حجم خاکبرداری یه پارک رو محاسبه کنم . دو برداشت اولیه و ثانویه هم دارم . به جای واریانت راه میشه از خود شبکه راه داخل پارک استفاده کنم . یعنی برای هر مسیر داخل پارک که ایجاد شده یه واریانت تعریف کنم. بعد چه طور پلان رو تعریف کنم که فقط پروفیل مسیر ها رو بزنه دیگه وارد فضاهای سبز نشه؟

  3. من واریانت پروژه ام رو کشیدم و الان میخوام با برنامه لند ادامه مراحل انجام بدم، ولی وقتی فایل اتوکد تو لند باز میکنم فقط همون خط واریانتی که کشیدم نشون میده و منحنی های تراز نمایش نمیده بنطر خودم که استادمون اینطوری کرده و الان مجبورم دوباره تو اتوکد با دستور SPL روی اون منحنی ها حرکت کنم تا بتونم تو لند بیارمشون، میخواستم بدون راه ساده تری هم هست؟؟؟؟

    1. در عمل در خیلی از قسمت های واریانت با خطوط شکسته ی اولیه، ما شیب کمتری رو ایجاد میکنیم. برای مثال حداقل طول خط 12 متر هست، ولی برای رفتن به خط تراز بعدی ممکن است از یک خط 15 متری یا 20 متری استفاده کنیم(چون در افزایش طول خط شکسته محدودیتی نداریم). در نتیجه وقتی خط سبز رو جایگزین میکنیم، احتمالاً شیب حداقل همچنان رعایت میشود. به علاوه در صورتی که مسیری که طرح میکنیم شیب بیشتری از حداقل شیب بدهد، ولی همچنان توجیه اقتصادی و مهندسی داشته باشد، این مسیر همان مسیر مناسب خواهد بود. این روش واریانت زدن صرفاً برای پیدا کردن واریانت و مسیر مناسب استفاده میشود و ما تا جایی که بتوانیم سعی میکنیم طبق آیین نامه پیش برویم.

  4. سلام نقشه توپوگرافی من 1:5000 ، اختلاف ارتفاعی منحنی ها 5 متر می باشد وشیب مجاز 8% طبق گفته شما:
    5/0.08 = 62.5m و 62.5/5000=1.25cm یعنی دهانه پرگار به اندازه 1.25 باید بازبشه و در اتوکد برای رسم خط شکسته باید 1.25 را وارد کنم؟:؟؟؟درسته؟؟ ممنون

    1. سلام. قسمت اول محاسباتتون درست هست. یعنی شما باید طول 62.5 متر را طی کنید تا حداقل شیب 8 درصد را داشته باشید. ولی در زمان رسم با نرم افزار اتوکد یا Civil3D نیازی به تقسیم بر Scale نیست. به این دلیل که این نرم افزار ها مولتی اسکیل هستند و برای مثال وقتی یک خط یک متری را ترسیم میکنید، دقیقاً عدد یک متر را به عنوان طول وارد میکنید و نرم افزار نیز طول آن خط را یک متر میداند. پس شما در ادامه تنها نیاز دارید خطوطی با حداقل طول 62.5 متر برای رفتن به خط تراز بعدی، رسم کنید تا اریانت ترسیم شود.

    1. سلام. آیا منظور از فاصله ی بین خطوط، اختلاف ارتفاع دو خط متوالی توپوگرافی است؟! آیا واریانت را بر روی کاغذ ترسیم میکنید؟ در صورتی که ترسیم با نرم افزار انجام شده است، فاکتور مقیاس در ترسیم تاثیری نخواهد داشت.

  5. سلام.ممنون از سایت خوب و پاسخگویی عالیتون
    من یه نقشه توپوگرافی دارم که میخوام با استفاده از اتوکد واریانتش رو رسم کنم
    اختلاف خطوط اصلی توپوگرافی من 10 متر هست و جاده کوهستانی و میخوام با شیب 6% اجرا شه.میخوام بدونم برای ترسیم دایره باید طبق فرمول x_min=∆h/i_max میزان x_min رو مستقیم به عنوان قطر وارد کنم یا باید میزان مقیاس نقشه هم در این اندازه منظور بشه یا به روش دیگری باید این کار صورت بگیره؟؟!،مقیاس 1:2000 است .لطفا راهنمایی کنین…

  6. سلام.ممنون از ساییت و آموزش خوبتون
    من پروژه ی راه دانشگاهم رو به صورت دستی انجام دادم و پروفیل طولی هم رسم کردم.برای انجام بقیه مراحل با نرم افزار (به کمک فایل آموزشی سایت شما) یه سوال دارم
    من دیگه نمیخوام که کمان یزنم،توضیحات شما برای رسم گمانه ها و بعد به دست آوردن خط مسیر هستش.من این خط مسیر رو دارم.چطور این خط روی توپوگرافی رسم کنم و بقیه کار را انجام بدم؟

    1. سلام. تا چه مرحله ای پیش رفتید؟ در صورتی که میخواهید خطوط شکسته را فقط وارد نرم افزار کنید، میبایست با استفاده از گریدبندی نقشه ی کاغذی و نرم افزار هر نقطه ی شکستگی واریانت را در فایل توپوگرافیتون وارد کنید تا به طور دقیق بتونید ادامه ی پروژه رو انجام دهید.

  7. سلام، من یک فایل توپوگرافی دارم اما z نقاط در اون وارد نشده. آیا بای انجام پروژه حتما باید z نقاط در مشخصات نقطه آورده شود؟ در صورت مثبت بون چطوری میتوتن به خطوطم z رو هم اضافه کنم؟
    ارتفاع خطوط روی منحنی تراز ها نوشته شدند اما در قسمت properties نقاط نیست.
    ممنون از سایت عالیتون

  8. سلام. در وحله اول باید کمال تشکر رو از شما داشته باشم بابت سایت مفید و همت شما در پاسخ دادن به سوالات
    .من ترم اخر عمرانم و یه پروژه دارم. که 3 نقطه در پلانم علامت خورده و اختلاف ارتفاع خطوطم 1 متر هست.
    می خواستم بدونم من باید دقیقن از چه کاری شروع کنم. و چه مراحلی رو باید بگذرونم.
    ممنون میشم اگه راهنماییم کنید

    1. شما در صفحه ی درستی از سایت کامنت گذاشتید. ابتدا همین آموزش واریانت راه را مطالعه بفرمایید. سپس با مطالعه کامل بخض مقدماتی سایت تا حد زیادی میتوانید پروژه را بدست خود انجام دهید.

  9. اگه پرگار ۲ تا خط تراز بعدی رو قطع کنه میتونم از خط تراز دوم پرگارزنی رو ادامه بدم؟(یک خط تراز این وسط جا میمونه)
    اگه اینطور باشه مسیی رو انتخاب کنید که بهرنقاط اجباری یا مقصد نزدیک بشه.مهندس درسته؟

    1. ببینید شیب واریانت شما نباید از محاسباتی که طبق آموزش بدست آوردید، بیشتر باشه. به همین علت نباید یک خط تراز اون بین جا بمونه. چون وقتی که یک خط جا میمونه، شیب خط واریانت شما احتمالاً دو برابر مقدار بدست آمده میشه.

    1. محدودیت هایی که در روش پرگارزنی به آن اشاره شده، به این علت هست که شیب واریانت شما از شیب مجاز بیشتر نباشد. در صورتی که این اصل رعایت شود، میتوانید تغییرات مورد نظرتون را در روش پرگارزنی ایجاد کنید.

        1. بله فرمایش شما درست هست. بنده اشاره به شیب نهایی واریانت جایگزین داشتم که مهم این هست که حدود مجاز شیب در آن واریانت نهایی رعایت شده باشد. در صورتی که فاصله ی خطوط تراز بسیار کم باشد که خطوط واریانت به صورت زیگ زاگ زده شود، در نهایت مجبور به جایگزین کردن یک خط عمود بر این زیگ زاگ خواهیم بود که در نهایت استفاده از پل یا تونل را در بر خواهد داشت.

  10. سلام
    حتما برای تعیین دهنه پرگار باید شیب ماکزیمم رو قرار بدیم؟
    با شیب ماکزیمم خطوط توپوگرافی من قطع نمیشه میتونم بجای 3 درصد مثلا از 1 درصد استفاده کنم؟
    توپوگرافی همواره
    با تشکر…

    1. نیازی نیست حتماً از شیب ماکزیمم استفاده کنید. در صورتی که مسیر هموار هست با شیب یک درصد واراینت بزنید. طبق آیین نامه راه باید در مسیر حداقل شیب نیم تا یک درصد رو درنظر بگیرید.

      1. میتونیم موقع پرگارزنی روی همان خط تراز، پرگار بعدی رو بزنیم؟
        حجم عملیات خاکی با اینکار کاهش میابه ولی نمیدونم مشکل دیگه ای داره یا نه؟
        با سپاس فراوان

  11. با سلام
    سه نقطه ی مبدأ ، اجباری و مقصد داریم; اگر بخواهیم دلتا اچ را در فرمول جایگذاری کنیم با توجه به اینکه نقطهی مبدأ
    ما بین دو خط ماژور قرار گرفته ، آیا برای بدست آوردن دلتا اچ بایستی اختلاف ارتفاع
    مبدا تا ماژور بعدی را حساب کنیم یا اختلاف ماژور قبل از مبدا با ماژور بعد از مبدا؟
    با سپاس

    1. باید اختلاف ارتفاع مبدا تا خط ماژور بعدی را محاسبه کنید. اگر سورفیس را ساخته باشید، با نگه داشتن نشانگر ماوس روی هر نقطه از سورفیس، ارتفاع آن نقطه را به شما میدهد.

  12. سلام
    در مورد پرگار زنی بیشتر توضیح بدین.
    همیشه از ابتدا تا انتهای مسیر اندازه ی کمان ها در پرگار زنی با هم برابرند ؟
    منظور از خطوط شکسته چیه ؟
    در فایل آموزش شما فرق بین دو خط سبز و بنفش چیه ؟

    1. – برای اندازه ی پرگار، یک حداقل وجود دارد. یعنی میتوانید بیشتر از آن مقدار حداقل باز کنید.
      – به شکل دقت کنید، منظور از خط شکسته همان خط بنفش یا سبز که از پاره خطهای کوچکتری تشکیل شده، است.
      – خط بنفش با پاره خط هایی که از ترسیم با پرگاه بدست آمده است، درست شده است. در نهایت با خطوط بلندتری جایگزین شده است.(متن را با دقت مطالعه بفرمایید)

  13. سلام
    ببخشید من این رسم واریانت رو برای نقشه ام میکشم ولی شیب بسیار تندی داره با اینکه از این فرمولها استفاده کردم
    باید با مقیاس پرگار زد تو برنامه؟
    میشه یک نگاهی به نقشه ام بندازید و طول پرگار زنی رو بهم بگید؟ (باید برای اختلاف ارفاع دو متری پرگار زد یا ده متری؟)
    (لینک حذف شد)

    شیب هم 4 درصده

    ممنون

    1. بین خطوط Major توپوگرافی (که اختلاف ارتفاع 10 متر خواهد بود) واریانت بزنید. و طول هر واریانت را 250 متر در نظر بگیرید تا شیب شما 4% شود.(هر 100 متر طول، 4 متر تغییر ارتفاع… در نتیجه هر 250 متر طول، 10 متر اختلاف ارتفاع خواهد بود. یعنی برابر با اختلاف تراز دو خط Major توپوگرافی شما). در واریانت زدن در اتوکد نیازی به در نظر گرفتن مقیاس ندارید.

دیدگاهتان را بنویسید