Konstruktionen im Grundriß

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1 Konstruktionen im Grundriß Im Menü <...Konstruktion> sind alle Funktionen untergebracht, die zur Entwurfskonstruktion im Grundriß benötigt werden (z. B. Konstruktion von Punkten, Linien, Linienzügen und Achsen). Beispiel: Erläuterung einiger Konstruktionen Es sind folgende Daten vorhanden: KON-GRU.SDA Punkt Mit den Punkt-Konstruktionen werden Hilfspunkte erzeugt und deren Position auf der Arbeitsfläche mit einem diagonalen Kreuz gekennzeichnet. Hilfspunkte erhalten keine Punktnummer und keinen Punktcode und werden der aktuellen Folie zugeordnet. Hilfspunkte können nicht in der Punktdatenbank gespeichert werden. Bei der Konstruktion mit der Maus werden Bezugspunkte, die innerhalb des Fangkreises liegen, eingefangen. Kann kein Bezugspunkt gefunden werden, wird an der Cursorposition ein neuer Konstruktionspunkt angelegt. Mit Hilfe der F5-Box können Punkte über die Punktnummer bestimmt werden, oder es können neue Punkte mit exakten Eingaben gesetzt werden. Punkt absolut <Konstruktion> <Punkt> <Absolut> Mit dieser Funktion können ein oder mehrere Hilfspunkte gesetzt werden. Die Koordinaten entsprechen den absoluten Koordinaten bezogen auf den Ursprung des Koordinatensystems. Punkt relativ <Konstruktion> <Punkt> <Relativ> Mit dieser Funktion können ein oder mehrere Hilfspunkte relativ zu einem Bezugspunkt gesetzt werden. Als Bezugspunkt kann ein vorhandener Punkt benutzt werden, oder es kann eine beliebige Position mit der Maus oder über exakte Koordinaten bestimmt werden. Die Koordinatenunterschiede y und x werden in einer Dialogbox eingegeben. Punkt Polar <Konstruktion> <Punkt> <Polar> Ein oder mehrere Punkte P N können polar an einen Bezugspunkt P B angehängt werden. Die Bezugsrichtung t B ist frei wählbar. Der Neupunkt P N wird über die Strecke und den Winkel bestimmt. Der Bezugspunkt P B kann über Koordinaten neu bestimmt werden, oder es kann ein bereits vorhandener Punkt benutzt werden. Kleinpunkt <Konstruktion> <Punkt> <Kleinpunkt> Mit dieser Funktion können Kleinpunkte konstruiert werden. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 5

2 Ein Kleinpunkt P K ist ein Punkt, der rechtwinklig von einer Bezugslinie aus mit einer bestimmten Lotlänge s K konstruiert wird. Der Abstand s zum Lotfußpunkt wird immer vom Anfang A der Bezugslinie an gemessen. Die Lotlänge ist, von Anfangspunkt aus gesehen, rechts der Bezugslinie positiv und links der Bezugslinie negativ. Der Anfang der Bezugslinie wird durch die Position des Cursors bestimmt. Markieren Sie die Bezugslinie, indem Sie bewußt mit der Maus in die Nähe des gewünschten Anfangspunktes klicken. Kleinpunkte werden auch in der Verlängerung des markierten Linienelements gebildet. In der Tachobox werden neben den Koordinaten noch der Abstand vom Anfang der Bezugslinie bis zum Lotfußpunkt und die Lotlänge angezeigt. Achskleinpunkt <Konstruktion> <Punkt> <Achskleinpunkt> Dieser Menüpunkt entspricht dem Menüpunkt <Kleinpunkt>. Nur können hier die Kleinpunkte im gesamten Bereich einer markierten Achse gebildet werden. Der Kleinpunkt wird dabei durch seine Station und der Lotlänge zur Achse vorgegeben oder durch die Cursorposition bestimmt. In der Tachobox werden neben den Koordinaten noch die Station am Lotfußpunkt und die Lotlänge des Achskleinpunktes angezeigt. Schnittpunkt <Konstruktion> <Punkt> <Schnittpunkt> Am Schnittpunkt zweier Linienelemente wird ein Hilfspunkt gesetzt. Geschnitten werden Geraden, Kreise, Bögen und Klothoiden, die als Einzelelement oder innerhalb von Linienzügen und Achsen vorkommen können. Mittelpunkt <Konstruktion> <Punkt> <Mittelpunkt> Zu einem Kreisbogen oder einem Vollkreis wird der Mittelpunkt bestimmt. Der Kreisbogen kann als Einzelelement oder innerhalb von Linienzügen und Achsen vorkommen. Tangentenschnittpunkt <Konstruktion> <Punkt> <Tangentenschnittpunkt> Zu einem Kreisbogen oder einer Klothoide wird der Tangentenschnittpunkt TS über den Anfangspunkt A und Endpunkt B des jeweiligen Elements gebildet. Lotfußpunkt <Konstruktion> <Punkt> <Lotfußpunkt> Von einem Punkt P aus wird das Lot auf ein Linienelement gefällt und der Lotfußpunkt P LF gebildet. Das Linienelement kann eine Gerade, ein Kreisbogen, ein Vollkreis, ein Spline, oder eine Klothoide sein. Lotfußpunkte müssen nicht auf dem markierten Linienelement liegen, sondern werden auch in der Verlängerung des Linienelements gebildet. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 6

3 In der Tachobox werden neben den Koordinaten auch der Abstand und die Lotlänge angezeigt. Teilungspunkte Die Strecke zwischen zwei Punkten, eine Linie, ein Vollkreis, ein Linienzug, eine Achse oder ein Breitenband kann in gleichmäßige Teilstücke unterteilt werden. Dabei werden die Linienelemente selbst nicht aufgetrennt, sondern behalten ihre ursprüngliche Struktur. An den Teilungspunkten werden Hilfspunkte gebildet. Teilungspunkt Linie <Konstruktion> <Punkt> <Teilungspunkte> <Linie> Ein Linienelement kann in beliebig viele Teilstücke unterteilt werden. Als Linienelement sind Geradenstücke, Splines, Kreisbögen und Klothoiden möglich, die als Einzelelemente oder als Bestandteile von Linienzügen und Achsen vorliegen können. Der Anfangspunkt, der bei der Berechnung zugrunde gelegt wird, wird durch die Position des Cursors bestimmt. Klicken Sie das Linienelement deshalb bewußt in Nähe des gewünschten Anfangspunktes an. Gerade Mit den Konstruktionsfunktionen für Geradenelemente können einzelne Geradenstücke oder eine Folge aus einzelnen Geradenstücken konstruiert werden. Möglich sind auch tangentiale Anschlüsse an andere Linienelemente. Bei der Konstruktion können vorhandene Punkte benutzt werden, oder es können neue Linienpunkte gesetzt werden. Bei der Konstruktion mit der Maus werden Punkte, die innerhalb des Fangkreises liegen, eingefangen. Kann kein Punkt gefunden werden, wird die Cursorposition als Linienpunkt übernommen. Bei Eingaben mit der F5-Box können vorhandene Punkte über die Punktnummer identifiziert werden, oder die Linienpunkte können durch Eingabe der Koordinaten bestimmt werden. AP EP <Konstruktion> <Gerade> <AP-EP> Mit dieser Funktion kann ein Geradenstück konstruiert werden. Anfangs- und Endpunkt sind frei wählbar, oder es können schon vorhandene Punkte benutzt werden. TA EP (koppeln) <Konstruktion> <Gerade> <TA-EP> In einem Punkt P A auf einem Kreisbogen wird eine Gerade tangential angeschlossen. Die Länge der Geraden wird durch den Punkt P C festgelegt. Von hier aus wird das Lot auf die Tangente gefällt und so der Endpunkt P E gebildet. TA EP m. Kloth. (koppeln) <Konstruktion> <Gerade> <TA-EP m. Kloth.> Bei dieser Funktion wird an einem Kreisbogen eine Klothoide mit anschließender Geraden tangential angeschlossen. Die Länge der Klothoide oder der Klothoidenparameter können in einer Dialogbox eindeutig vorgegeben werden. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 7

4 AP TE (schwenken) <Konstruktion> <Gerade> <AP-TE> Von einem Punkt P A wird ein Geradenstück tangential an einen Kreisbogen gelegt. Der Berührungspunkt P E der Tangente mit dem Kreisbogen wird bestimmt. TA TE m. Kloth. (puffern) <Konstruktion> <Gerade> <TA-TE m. Kloth.> Zwischen zwei Kreisbögen wird eine Gerade mit jeweils anschließenden Klothoiden Kl 1 und Kl 2 eingefügt. Die Elementfolge beginnt tangential am Anfangspunkt P A1 der ersten Klothoide auf dem ersten Kreisbogen, anschließend folgt die Gerade und endet schließlich nach der zweiten Klothoide tangential auf dem zweiten Kreisbogen im Punkt P A2. In einer Dialogbox können Sie den Klothoidenparameter (Anf. Parameter) oder die Länge (Anf. Länge) der ersten Klothoide sowie den Klothoidenparameter (End. Parameter) oder die Länge (End. Länge) der zweiten Klothoide eingegeben. Bogen Mit den Konstruktionsfunktionen für Bogenelemente können Kreisbögen auf verschiedene Weise konstruiert werden. Möglich sind Einzelbögen sowie Bögen, die tangential an ein anderes Linienelement anschließen, und Bögen, die zwischen zwei Linienelementen gepuffert werden. Zusätzlich kann eine Folge aus Klothoide und Bogen konstruiert werden. Bei der Konstruktion können vorhandene Punkte benutzt werden, oder es können neue Linienpunkte gesetzt werden. Kreisbögen mit Winkelangaben werden grundsätzlich vom Anfangspunkt zum Endpunkt im Uhrzeigersinn konstruiert. In der F5-Box können die Radien der Kreisbögen, die Klothoidenparameter und die Längen der Klothoiden exakt eingegeben werden. Dabei wird bei einem Kreisbogen im Uhrzeigersinn der Radius positiv, bei einem Kreisbogen im entgegengesetzten Uhrzeigersinn der Radius negativ angegeben. Sind mehrere Lösungen möglich, kann auf der Arbeitsfläche zwischen den möglichen Kreisbögen durch Bewegung des Cursors gewechselt werden. Linienelemente, die für die Konstruktion verwendet werden (z. B. für tangentiale Anschlüsse), können einzeln vorliegen oder Bestandteile von Linienzügen oder Achsen sein. Die Klothoidenparameter werden in Abhängigkeit vom Radius des Kreises automatisch bestimmt. Zugrunde gelegt wird 1/3 des Radius, aufgerundet auf den nächsten runden Parameter. Bei der Konstruktion mit der Maus werden Punkte, die innerhalb des Fangkreises liegen, eingefangen. Kann kein Punkt gefunden werden, wird an der Cursorposition ein neuer Linienpunkt angelegt. Bei Eingaben mit der F5-Box können vorhandene Punkte über die Punktnummer ausgesucht werden, oder es können neue Linienpunkte mit exakten Koordinaten gesetzt werden. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 8

5 AP MP WI <Konstruktion> <Bogen> <AP-MP-WI> Mit dieser Funktion kann ein Kreisbogen aus Anfangspunkt, Mittelpunkt und Öffnungswinkel konstruiert werden. Die Entfernung vom Anfangspunkt zum Mittelpunkt entspricht dem Radius des Kreisbogens. AP MP EP <Konstruktion> <Bogen> <AP-MP-EP> Mit dieser Funktion kann ein Kreisbogen aus Anfangspunkt, Mittelpunkt und Endpunkt konstruiert werden. Die Entfernung von Anfangspunkt zum Mittelpunkt entspricht dem Radius des Kreisbogens. Mit dem Endpunkt wird der Öffnungswinkel des Kreisbogens bestimmt. AP EP ZP <Konstruktion> <Bogen> <AP-EP-ZP> Mit dieser Funktion kann ein Kreisbogen über drei Punkte konstruiert werden. Dabei werden zuerst Anfangsund Endpunkt und zum Schluß der Zwischenpunkt bestimmt. Der Zwischenpunkt dient nur zur Konstruktion des Kreisbogens und wird nicht als Linienpunkt abgelegt. AP TA EP m. Kloth. (koppeln) <Konstruktion> <Bogen> <AP-TA-EP m. Kloth.> Diese Funktion entspricht der Funktion <AP-TA-EP>, jedoch werden zwischen dem Punkt P A und dem angeschlossenen Bogen B noch ein oder zwei Klothoiden eingefügt. Bei der Konstruktion können zwei Fälle unterschieden werden: Der Bogen B wird an eine Gerade oder an einen gleichsinnig gekrümmten Kreisbogen angeschlossen. In diesem Fall wird als Übergangsbogen eine Klothoide eingefügt. Der Bogen B wird an einen gegensinnig gekrümmten Kreisbogen angeschlossen. In diesem Fall wird eine Wendeklothoide eingefügt. Die Wendeklothoide besteht aus zwei gegensinnig gekrümmten Klothoiden, die mit den Klothoidenanfängen im Punkt P K1 zusammenstoßen. In der F5-Box können Sie zusätzlich die Klothoidenparameter oder die Klothoidenlängen festlegen. Liegt der Fall 1 vor, können Sie entweder den Klothoidenparameter oder die Klothoidenlänge vorgegeben. Im Fall 2 können Sie mit dem Schaltknopf <Unsymmetrische Wendelinie> steuern, ob während der Konstruktion eine symmetrische oder eine unsymmetrische Wendelinie entsteht. Ist der Schaltknopf nicht gedrückt, wird eine symmetrische Wendelinie konstruiert. Sie können nur einen Klothoidenparameter eingegeben, der dann für beide Klothoiden gilt. Ist der Schaltknopf gedrückt, kann eine unsymmetrische Wendelinie konstruiert werden. In diesem Fall können Sie entweder die Klothoidenparameter oder die Klothoidenlängen vorgeben. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 9

6 AP AR EP (koppeln) <Konstruktion> <Bogen> <AP-AR-EP> Von einem Anfangspunkt P A aus wird ein Kreisbogen mit einer bestimmten Anfangsrichtung t A konstruiert. Die Anfangsrichtung wird durch zwei Punkte P R1 und P R2 festgelegt. Der Radius R des Kreisbogens wird durch den Endpunkt P E bestimmt. Alternativ kann ein fester Wert für den Radius vorgegeben werden. Die Positionen aller Punkte können frei gewählt, oder es können bestehende Punkte eingefangen werden. AP TE EP m. Kloth. (schwenken) <Konstruktion> <Bogen> <AP-TE-EP m. Kloth.> Diese Funktion entspricht der Funktion <AP-TE-EP>, jedoch werden zwischen dem Bogen B und dem vorhandenen Linienelement noch ein oder zwei Klothoiden eingefügt. Bei der Konstruktion können zwei Fälle unterschieden werden: Der Bogen B wird an eine Gerade oder an einen gleichsinnig gekrümmten Kreisbogen angeschlossen. In diesem Fall wird als Übergangsbogen eine Klothoide eingefügt. Der Bogen B wird an einen gegensinnig gekrümmten Kreisbogen angeschlossen. In diesem Fall wird eine Wendeklothoide eingefügt. Die Wendeklothoide besteht aus zwei gegensinnig gekrümmten Klothoiden, die mit den Klothoidenanfängen im Punkt P K2 zusammenstoßen. In der F5-Box können Sie zusätzlich die Klothoidenparameter oder die Klothoidenlängen festlegen. Liegt der Fall 1 vor, können Sie entweder den Klothoidenparameter oder die Klothoidenlänge vorgegeben. Im Fall 2 können Sie mit dem Schaltknopf <Unsymmetrische Wendelinie> steuern, ob während der Konstruktion eine symmetrische oder eine unsymmetrische Wendelinie entsteht. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 10

7 Ist der Schaltknopf nicht gedrückt, wird eine symmetrische Wendelinie konstruiert. Sie können nur einen Klothoidenparameter eingegeben, der dann für beide Klothoiden gilt. Ist der Schaltknopf gedrückt, kann eine unsymmetrische Wendelinie konstruiert werden. In diesem Fall können Sie entweder die Klothoidenparameter oder die Klothoidenlängen vorgeben. TA TE ZP m. Kloth. (puffern) <Konstruktion> <Bogen> <TA-TE-ZP m. Kloth.> Diese Funktion entspricht der Funktion <TA-TE-ZP>, jedoch werden zwischen dem Bogen B und den vorhandenen Linienelementen noch Klothoiden eingefügt. Bei der Konstruktion können verschiedene Fälle auftreten. Der Bogen B kann in den Punkten P A und P E an Geraden, gleichsinnig gekrümmte Bögen oder an gegensinnig gekrümmte Bögen angeschlossen werden. Dabei wird als Übergangsbogen eine Klothoide oder eine Wendeklothoide eingefügt. In der F5-Box können Sie zusätzlich die Klothoidenparameter oder die Klothoidenlängen festlegen. Radius des Bogens B Parameter der Klothoide Kl A1 Wenn Wendeklotoide Parameter von Kl A2 Parameter der Klothoide Kl E1 Wenn Wendeklotoide Parameter von Kl E2 Parameter der Klothoide Kl A1 Wenn Wendeklotoide Parameter von Kl A2 Parameter der Klothoide Kl E1 Wenn Wendeklotoide Parameter von Kl E2 Sind wie im Fall 1 alle Kreisbögen gleichsinnig gekrümmt, können Sie entweder die Klothoidenparameter oder die Klothoidenlängen vorgeben. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 11

8 Mit dem Schaltknopf <Unsymmetrische Wendelinie> können Sie steuern, ob während der Konstruktion eine symmetrische oder unsymmetrische Wendelinie entsteht. Ist der Schaltknopf nicht gedrückt, können Sie für die Anschlüsse in den Punkten P A und P E nur jeweils einen Klothoidenparameter eingeben. Im Falle von gegensinnig gekrümmten Bögen wird dann wie im Fall 2 oder 3 eine symmetrische Wendeklothoide eingefügt. Ist der Schaltknopf gedrückt, können Sie vier unterschiedliche Klothoidenparameter oder Klothoidenlängen angeben. Liegt im Punkt P A und/ oder P E ein Krümmungswechsel vor, werden unsymmetrische Wendeklothoiden eingefügt, liegt kein Krümmungswechsel vor, eine einfache Klothoide mit dem 1. Parameter oder der 1. Länge. Kreis Beachten Sie bitte, daß Vollkreise nicht in Achsen eingebunden werden können. Auch können zwischen Vollkreisen keine Klothoiden konstruiert werden. Verwenden Sie in solchen Fällen die Bogenfunktionen. Kreis über Mittelpunkt <Konstruktion> <Kreis> <MP-EP> Mit dieser Funktion kann ein Vollkreis aus Mittelpunkt und Radius konstruiert werden. Klothoide <Konstruktion> <Klothoide> Zwei Linienelemente (Gerade Kreisbogen, Kreisbogen Kreisbogen) werden mit einer Klothoide verbunden. Existiert eine Lösung, werden die ausgewählten Linienelemente mit einer Eilinie oder bei Änderung der Krümmungsrichtung mit einer Wendelinie verbunden. Die Reihenfolge, mit der die Linienelemente angeklickt werden, spielt keine Rolle, jedoch die Position, an der Sie die Linienelemente anklicken, da dadurch die Lage der Klothoide bestimmt wird. Fall 1, einfache Klothoide Werden ein Geradenstück und ein Kreisbogen oder zwei gleichsinnig gekrümmte Kreisbögen mit einer Klothoide verbunden, existiert genau eine Lösung. Fall 2, Wendeklothoide Zwei gegensinnig gekrümmte Kreisbögen werden mit einer Wendeklothoide miteinander verbunden. Eine Wendeklothoide besteht aus zwei gegensinnig gekrümmten Klothoiden, die zwischen den Kreisbögen mit dem Klothoidenanfang zusammenstoßen. Der Klothoidenparameter oder die Länge einer der beiden Klothoiden kann vorgegeben werden. Die Schaltknöpfe haben folgende Bedeutung: Symmetrisch Die Wendeklothoiden werden so berechnet, daß beide Klothoidenparameter gleich sind. Die Längen werden entsprechend angepaßt. Da nur eine Lösung existiert, können Sie im Eingabefeld <Eingabewert> auch keinen Wert für den Parameter vorgeben. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 12

9 Parameter Länge Verhältnis Einer der Klothoidenparameter kann vorgegeben werden. Der zweite Parameter und die Längen werden entsprechend angepaßt. Eine der Klothoidenlängen kann vorgegeben werden. Die zweite Länge und die Parameter werden entsprechend angepaßt. Das Verhältnis der beiden Klothoidenparameter A 1 /A 2 kann vorgegeben werden. Die Klothoidenlängen werden entsprechend angepaßt. Beispiele Linienzug (Wiederholung vom 7.Semester ) Ein Linienzug besteht aus einer Folge einzelner Linienelemente (Geraden, Kreisbögen, Klothoiden). Er wird vom Programm als ein Element angesehen und auch so behandelt. Die Richtung des Linienzuges ergibt sich aus der Reihenfolge, in der die einzelnen Elemente mit der Funktion <Linienzug> <Verbinden> angeklickt werden. Linienzug erzeugen <Konstruktion> <Linienzug> <Erzeugen> Mit dieser Funktion wird ein Linienzug, der aus mehreren Geradenstücken besteht, konstruiert (entspricht der Funktion <Gerade> <AP-ZP...-EP>). Linienzüge verbinden <Konstruktion> <Linienzug> <Verbinden> Eine Folge von Einzelelementen (Gerade, Kreisbogen, Klothoide) oder eine Folge von Linienzügen wird zu einem einzigen Linienzug verbunden. Dabei müssen die Einzelelemente ohne Lücke zusammenhängen oder sich berühren. Der neu entstandene Linienzug wird der Folie des zuerst identifizierten Linienzuges zugeordnet. Die Konstruktionsrichtung des neuen Linienzuges wird vom zuerst identifizierten Linienzug übernommen. Linienzug umdrehen <Konstruktion> <Linienzug> <Umdrehen> Die Richtung eines Linienzuges wird durch die Reihenfolge festgelegt, mit der die Einzelelemente bei <Linienzug> <Verbinden> angeklickt werden. Mit dieser Funktion können Sie die Richtung eines Linienzuges umdrehen. Sie können mit dieser Funktion auch die Richtung einer Achse umdrehen. Die Achsstationierung beginnt dann auf der anderen Seite. Sind zu dieser Achse Breitenbänder vorhanden, bleiben diese in ihrer Definition erhalten. Sie werden nach dem Umdrehen auf der gegenüberliegenden Seite dargestellt. Unterlagen zur Vorlesung Straßenentwurf mit CAD II - Dipl.-Ing.(FH) Peter Winter Seite: 13