基于.NET环境的涵洞设计程序开发研究

作     者：成杰 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈小兵;魏东海

授予年度：2020年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：涵洞设计 程序开发 .NET环境 计算 绘图 

摘      要：为了较好地沟通公路两侧水系,通常需要在公路上设置较多的涵洞。由于“一涵一图的编制要求,涵洞设计工作量较大,以往的手工绘图、逐个修改的方式较难满足设计精确、高效的要求,亟需开发一套完善的涵洞设计系统进行涵洞设计。目前,国内涵洞设计软件系统已较为成熟,但是由于考虑了全国适用性,现有涵洞设计系统泛而不精;设计文件的项目化功能也不强,手工干预程度高;界面与设计流程相对复杂。基于此,考虑到适当的项目化、标准化及规范化,论文研究了涵洞设计软件的设计、计算与绘图的方法,并探讨了利用.NET环境进行了涵洞CAD系统开发的流程。主要研究内容及结论如下:首先,分析了涵洞设计程序的环境要求及功能需求。介绍了常用的Auto CAD二次开发语言并分析出各自的优缺点,通过定性及定量分析,比较出涵洞设计程序采用的开发语言,进而提出程序开发的软件及硬件环境要求。通过对涵洞图纸构成的分析,得出涵洞图纸绘制的难点,进而提出涵洞设计程序实现的目标,最后提出程序的开发要求。其次,阐述了涵洞设计程序开发的总体思路。提出了实现了程序的设计、计算和绘图三大功能,并分析了程序应具有的特点。然后阐述了程序总体设计思路,通过手动输入或EXCEL导入数据进行设计,并简要介绍程序的设计流程。再次,介绍了涵洞CAD软件“设计功能的实现及关键技术。涵洞设计输入依靠.NET控件进行输入,并据此提出程序的界面对策。设计数据的保存采用项目化存储技术,数据读取则依靠EXCEL读取,分别对这两种技术进行介绍。设计功能的创新点在于利用EXCEL进行数据读取、利用序列化及反序列化技术实现数据读取等。接着,介绍了涵洞CAD软件“计算功能的实现及关键技术。涵洞计算需求较多,包括纵断面标高计算、水力学及力学计算、涵长计算及锥坡设计放样,分别介绍了各自的实现方法,计算功能的创新在于计算书的生成,利用Omath接口实现科学公式的生成。然后,介绍了涵洞CAD软件“绘图功能的实现及关键技术。分析了涵洞设计图绘图的主要内容,介绍了.NET二次开发绘图的有关基础知识,提出了7类常用实体的绘图方案。针对复杂实体,介绍了成品图块插入技术、代码自动生成技术及复杂表格生成技术。绘图功能的创新在于代码自动生成技术,根据实体反写代码。最后,基于以上开发的涵洞设计程序,通过一个工程实例简单介绍了利用其进行涵洞设计的流程。与现有专业涵洞设计程序的设计成果进行对比,计算结果正确;绘图功能与其他专业涵洞设计程序类似,在绘图速度、图纸多样性等方面也具有一定的优势。总的来说,该涵洞设计程序的编制达到了预期目的。