civil 3d在总图设计中的应用研究
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C i v i l 3
D 在总图设计中的应用研究
Application Research of Civil 3D in General Layout Design
王浩
(东华工程科技股份有限公司,合肥230024)
W A N G Hao
(East China Engineering Science and Technology Co. Ltd.,Hefei 230024, China)
【夺商要】基于C ivil3D 软件在总图设计中,尤其在场地模型建立工作中的应用探索,对厂区道路、场地地块等主要建模对象进行了
特征分析,并提出了相应的基本建模方法,进而对Civil3D 软件在总图设计中的适用性及应用过程中所遇到的瓶颈性问题进行分析。
【Abstract 】Based on the application of Civil 3D software in general layout design, especially in on-site modeling work,paper analyzes the characteristics of the main modeling objects such as the campus road, field plot and so on, and puts forward the corresponding basic modeling method, and then analyzes the applicability of C ivil 3D software in general layout design, and the bottleneck problems in its application.
【关键词】Civil 3D ;曲面模型;道路模型
【Keywords 】Civil 3D; surface model; road model
【中图分类号】TB21 【文献标志码】B 【DOI 】10.13616/j .cnki .gcjsysj .2019.12.263
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引言
当前,随着建筑信息模型(B1M )技术的发展和普及,传统
的土木工程设计行业正面临着一场颠覆性的变革。
传统的以 图纸为核心的设计模式,必将会被以模型为核心的设计模式 所取代。
AutoCAD Civil 3D 软件(以下简称Civil 3D 软件),作 为一款面向基础设施行业的BIM 解决方案,被广泛应用于勘 察测绘、岩土工程、交通运输、水利水电、市政给排水、城市规 划和总图设计等众多领域
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厂区原始地面模型
2.1模型建立
厂区原始地面模型,即地形曲面模型的建立,在Civil 3D 中能够根据原始的地形资料及数据,快速、便捷地生成。
目前,在前期建立原始地形曲面的阶段,基本上是以提取AutoCAD 矢量地形图中相关高程属性的点数据和等高线数据为主,然 后生成原始地形曲面。
由于生成的地形曲面,能够很方便地在 对象查看器中直观地展示模型效果,能够对原始地形图中的 “出差点”进行纠正和排除,这一功能较之目前总图设计中使 用的鸿业、GPCAD 等软件,在计算土方时,依靠设置高程上下【作者简介】王浩(1984~),男,安徽阜阳人,工程师,从事总图运输
设计与研究。
工程建设与设计
Construction& Design For Project
【文章编号】1007-9467 (2019) 12-0140-02
限区间来排除出差点,更加直观和有针对性,因此,土方计算 结果也相对更为准确。
2. 2模型分析
利用Civil 3D 软件,能够对建立的曲面模型,进行高程、坡 度、坡向、汇水区域等多方面的分析,且生成分析图的过程仅需 根据具体需要,设置好分析控制选项,就能直接快速地生成相 应的分析图。
力P ±模型可视化的特点,原始地形的场地信息能
直观地表达,因此,Civil 3D 软件在辅助前期方案设计方面,有 着重要的意义,通过对原始地面的直观分析,可以有效地提升 当前项目设计周期紧、设计深度要求高的情况下的设计质量。
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场地设计曲面模型
厂区内场地设计,主要包括道路与被道路划分的街区地
块2部分的内容;对应的场地设计曲面也可以相应地划分为 道路曲面与地块曲面2部分。
3.1厂区道路模型
Civil 3D 的道路建模过程是在曲面、路线、纵断面设计完
成的基础上,再加上装配(横断面)设计,继而再生成道路模 型。
对建好的道路模型,可以很灵活地提取设计路面曲面和道 路基层曲面。
这一功能,对于目前总图设计中,统计道路材料 工程量及道路路基出土量方面,有着一定的参考意义。
此外,道路建模的过程,是对Civil 3D 软件中“装配”概念
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最集中的体现。
除道路装配外,Civil 3D软件还提供了沟渠、挡 墙、堤坝、边坡等其他几种常见的装配集合,这些功能为人们 解决地形较为复杂的场地设计提供了帮助。
但Civil 3D中装 配的灵活运用,离不开对相关部件代码的深入理解,因为部件 是组成装配的基本单元。
这些应用属于Civa 3D软件的高级 功能,需要对Civil 3D软件逻辑程序的专业知识有一定掌握 才能熟练运用。
因此,若要熟练地运用Civil 3D软件,就需要 对相关装配及部件进行深入研究。
3.2道路交叉口模型
Civil 3D软件对于道路交叉口的设计,是并列与道路设计 的另一个专有功能。
应用于市政道路工程设计中,能够解决复 杂的高速公路立体交叉口设计,同时也能应用于简单的厂区 道路平面交叉口,它是实现厂区内路网模型建立的关键。
对于厂区内路网设计而言,Civil 3D能准确地建立常见的 平面交叉口模型,如“十”字形交叉口、“T”字形交叉口、双“T”字形交叉口等。
3.3地块场地模型
地块场地模型,主要有2种建模方法:(1)利用放坡功能:主要是通过生成道路中心线对应的要素线,再根据道路横坡 及道路与场地间的放坡坡度,建立地块曲面;(2)利用道路功 能:严格按照道路控制标高及横断面形式,建立精确的道路装 配,在生成道路模型的同时,提取道路与围合地块交接的要素 线,再利用放坡填充功能,生成地块曲面。
以上2种方法,各有优缺点:第一种较为快捷且所占用的 内存较小,但是对道路边缘部分进行了模糊化处理,且道路仅 为路面模型,无横断面(装配)信息;第二种能同时完成了道路 模型的建立,且道路与围合地块的空间关系较为精确,缺点是 模型占用内存量较大,在对象查看器里观察模型时非常缓慢,无法进行顺畅的观察。
因此,建议在模型精度无特別要求或允 许有一定误差的情况下,尽量利用放坡功能实现场地内设计 地面模型的建立。
4 土方工程量计算
Civil 3D软件对于土方工程量的计算,有2个常用的方 法:(1)利用体积曲面功能;(2)利用放坡体积功能。
两者虽然 都是通过2个曲面进行投影叠合区域的体积计算来实现土方 量计算的,但是在利用体积曲面功能计算过程中,可以通过 “松散系数”和“压实系数”修正计算结果,使计算结果更加真 实;而放坡体积工具没有这些参数设置,但它提供了“升高放 坡组”和“降低放坡组”的功能,可以一边调整标高,一边观察填挖方体积是否达到预期值。
因此,建议在建模初期,可以先 利用放坡体积工具,动态调整选定出场地合适的大致标高后,再利用体积曲面生成最终的土方工程量报告。
5软件应用中存在的问题
5.1出图方面
针对目前的工程需要,在C ivll3D模型建立完成之后,还 需要考虑如何快速清晰地输出所需要的图纸成品。
Civil3D本 身有着齐全详细的不同显示样式,只要根据具体需要,对其进行 选择取舍,制订相应模板,就能实现相应的成品输出要求,这也 是Civil3D在具体运用时需要重点解决的问题。
而如何在Civil 3D软件提供的众多样式中,有选择性地提炼出一套快捷、高效 的成品输出标准模板,是将Civil3D推广到具体工作中的关键。
5.2路网模型方面
Civil3D道路模型的建立,是将路线、纵断面、横断面三者 结合在一起的过程。
其中,路线、纵断面、横断面分别体现了道 路模型的水平、垂直及横断面形式3方面的几何特性。
因此,Civil 3D在应用于依附在地面的“大型带状”构筑物或市政工 程方面,有着得天独厚的优势,包括复杂的高速公路(含复杂 交叉口等)、普通公路、桥梁、水渠、堤烟、隧道等。
然而,厂区内部道路多呈环状及方格网的布局模式,一条 道路与数条道路相交,由于这些道路模型间数据动态关联,同 时交叉口模型较多且与道路模型的数据依附关系较多,因此,实际建模中该过程占据了较多的时间,对计算机的性能要求 也较高。
对于这种由于动态关联数据过于庞大而降低了建模 速度的问题,一般通过关闭部分数据动态关联的方法进行解 决。
但若要从根本上解决这一问题,还需深入了解Civil 3D的 建模逻辑关系,进而通过改善建模方法的途径来实现。
6结语
Civil3D作为一款国夕卜主流的市政行业设计软件,它必将 为我国工程建设行业提供更好的设计思路,其中当然也包括了 总图设计的相关内容。
通过一段时间的研究与探索,深切地感受 到Civil3D软件功fg的强大,餓卩何将软件的强大功^与具体 工作相结合、将软件的智能辅助设计与人的设计理念相契合,才 是最终实现人工设计与软件应用完美结合的关键环I db
【参考文献】
【1】王s i s.c w i i3D在电厂总图道路设计中的应用m.武汉大学学报 (工学版),2013,46(Sl):5-8.
【收稿日期】2019-11-01
工业工程设计
Industrial Engineering D esign
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