三維技術在場地平土設計中的運用(評審)-20120508

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。三維技術在場地平土設計中的運用(評審)-20120508AutoCAD Civil 3D在工業(yè)總圖設計中的應用評審論文三維技術在場地平土設計中的運用雷群攀枝花攀鋼集團設計研究院有限公司摘要：三維設計是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設計平臺的基礎,而AutoCAD Civil 3D軟件是面向土木工程的三維信息模型化解決方案。本文以一實際工程為例，利用AutoCAD Civil 3D軟件進行三維場地平土設計，探討三維技術在場地平土設計中的應用。關鍵詞：三維設計 場地平土設計 斷面法 三維模型 可視化1前言三維

2、設計是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設計平臺的基礎，它是建立在平面和二維設計的基礎上，讓設計目標更立體化，更形象化的一種新興設計方法1。 在工業(yè)企業(yè)基本建設中，一般施工初期要確定平土方式，進行場地平整工作。場地平土工程是大部分設計項目施工階段早期、重要的環(huán)節(jié)，為“三通一平”中的“平”，是整個項目得以實施的前提和基礎條件之一。在總圖設計中，場地平土設計一般是最早開展的，而且計算繁瑣，設計周期較長。在傳統(tǒng)場地平土設計中，主要采用斷面法、方格網(wǎng)法、等高線法等，前兩種方法應用最為廣泛，在原始地形復雜且無規(guī)律或地形坡度較大的場地，一般采用斷面法2。將三維技術應用到總圖設計的場地平土設計中，是總圖設計實現(xiàn)三

3、維設計的嘗試和開拓。歐特克公司的建筑信息模型解決方案（BIM）為不同的行業(yè)和應用范疇提供了一系列的應用三維數(shù)字技術進行計算機輔助設計的軟件。作為面向土木工程的三維信息模型化解決方案，AutoCAD Civil 3D軟件能夠幫助項目團隊更加高效地創(chuàng)建、檢查和交付交通建設、土地開發(fā)以及環(huán)境等項目；利用包括地理空間與雨洪分析、工程量估算、交互式三維模擬在內(nèi)的可視化和分析工具，AutoCAD Civil 3D能夠幫助土木工程師設定更多的設計情境，推動項目開展；更具協(xié)調(diào)性和可靠性的設計信息能夠帶來更高質(zhì)量的文檔與精確的三維模型，有效地用于施工階段的自動化機器指南；能夠幫助土木工程師最大限度地減少錯誤和疏

4、忽，制定更明智的決策，在縮短生產(chǎn)時間的同時獲得極大競爭優(yōu)勢。該軟件利用復合體積算法或平均斷面積算法，更迅速地計算現(xiàn)有曲面與設計曲面之間的土方量。同時，AutoCAD Civil 3D 是建立在全球領先的CAD軟件：AutoCAD平臺之上，可以利用這一平臺更迅速地共享并完成項目3。本文以“攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目水處理工程生產(chǎn)新水取水泵站及生活水系統(tǒng)”為例，利用AutoCAD Civil 3D軟件進行三維場地平土設計，探討三維技術在場地平土設計中的實際應用和體會。2. 三維場地平土設計2.1 工程場地概況攀鋼西昌釩鈦資源綜合利用項目水處理工程生產(chǎn)新水取水泵站及生活水系統(tǒng)擬建場地位于西木公路南

5、側(cè)，安寧河東側(cè)河堤旁，距離西木公路直線距離約1.3km，該用地西接安寧河河堤，北、東、南三方臨農(nóng)田，原始地面標高在1478.30m左右，設計室外標高為1480.30m，占地約0.64hm2,見圖1：圖1該場地的Google衛(wèi)星地圖見圖2：擬建場地圖22.2 三維數(shù)字地形模型的建立原始地形圖是每個工程必不可少的基礎資料，所有總圖設計均基于原始地形圖開展，在AutoCAD Civil 3D軟件中，原始地形圖的處理，即三維數(shù)字地形模型的建立，是至關重要的一步。首先創(chuàng)建“原始地形曲面”，然后通過添加原始地形的“高程點”形成初始的三維數(shù)字地形模型。為了保證該地形模型最大限度的接近實際地形，提高地形模型的

6、精度，在“原始地形曲面”中添加“邊界”、“等高線”、“特征線”（描述原始地形中的坎、擋墻、坡、路、房屋、山谷、山脊等地形特征要素）等定義，生成的“原始地形曲面”見圖3：圖3根據(jù)該場地的Google衛(wèi)星地圖，直接利用AutoCAD Civil 3D軟件或者結(jié)合Autodesk Navisworks、Autodesk 3ds Max design等軟件對“原始地形曲面”貼圖，可以更直觀、形象的模擬、體現(xiàn)真實的原始地形、地貌，幫助總圖設計人員更精確的理解地形。本實例利用Autodesk Navisworks軟件貼圖渲染后的“原始地形曲面”見圖4：圖42.3 三維平土模型的設計AutoCAD CIVI

7、L 3D軟件在場地設計中主要利用其放坡功能，通過放坡，可以快速準確地得到各種數(shù)據(jù)，如邊坡挖填高度，坡腳線位置，土石方工程量等，如需要進行調(diào)整，只需調(diào)整要素線的位置或標高，即可得到新的數(shù)據(jù)，給設計者實時提供了大量的參考數(shù)據(jù)，可以及時地對設計進行調(diào)整。每個放坡的基線，可以是實際場地設計中的坡邊、坡腳、擋墻頂、擋墻腳、道路邊等具備形狀、位置、高程等特征的設計控制線，在AutoCAD CIVIL 3D中用放坡要素線來描述。根據(jù)地勘報告的要求確定放坡的坡比，創(chuàng)建相應的放坡規(guī)則，對每個放坡基線創(chuàng)建相應的放坡。對放坡之間的空白區(qū)域，如平臺空地、道路等要素線圍合封閉區(qū)域，創(chuàng)建放坡填充，形成的三維平土模型（以放

8、坡組來表示）見圖5：圖5最后，根據(jù)平土模型（放坡組）創(chuàng)建“平土設計曲面”，見圖6：圖6AutoCAD CIVIL 3D軟件可以及時計算“平土設計曲面”和原始地形曲面”之間的挖、填方量，并根據(jù)棄方或缺方自動計算“平土設計曲面”需升高或降低的高度，可以自動優(yōu)化平土設計，以達到挖、填方量平衡的要求。2.4 平土斷面、土方計算表的自動生成采用斷面法計算土方量的平土基線在AutoCAD CIVIL 3D軟件中用路線來表示，然后根據(jù)路線（平土基線）和斷面線創(chuàng)建斷面采樣線組，最后根據(jù)斷面采樣線組自動生成平土斷面，見圖7:圖7AutoCAD CIVIL 3D軟件根據(jù)平土斷面及相應的材質(zhì)參數(shù)自動生成土方計算表（

9、總體積表），見表1:表1平土斷面、土方計算表和地形模型、平土模型之間是動態(tài)關聯(lián)的，調(diào)整設計模型，平土斷面、土方計算表會相應調(diào)整。2.5 三維平土設計的可視化AutoCAD CIVIL 3D軟件可以創(chuàng)建強大的可視化效果，可以直接從模型生成可視化效果，同時也可將模型發(fā)布到Google Earth，以便在現(xiàn)實環(huán)境中更好地了解項目。結(jié)合使用Autodesk 3ds Max design軟件還可以為模型制作照片級真實感的渲染圖。在Autodesk Navisworks 軟件中利用Civil 3d模型進行模擬則能幫助項目利益相關方更好地了解項目建成后的外觀和性能。本實例利用Autodesk 3ds Max

10、 design軟件后期處理平土設計模型，生成的渲染效果圖見圖8:圖83. 結(jié)語根據(jù)以上利用三維技術進行場地平土設計的實例和原二維設計方法相比較：在傳統(tǒng)利用AutoCAD軟件進行的二維設計中，場地平土設計中的斷面、土方量需設計人員手工繪制、計算，工作量較大，不易調(diào)整修改；而利用AutoCAD Civil 3D軟件進行的三維場地平土設計，自動生成平土斷面、土方計算表等設計成果，避免了手工繪制、計算中產(chǎn)生的錯誤，且整個設計計算過程，統(tǒng)一在三維模型中進行，平面、斷面、土方計算表等模型是動態(tài)關聯(lián)的，調(diào)整其中一個模型的數(shù)據(jù)，其他模型會自動更新，保證了所有模型數(shù)據(jù)的一致性，有利于平土設計的調(diào)整修改；同時，A

11、utoCAD Civil 3D軟件結(jié)合Autodesk Navisworks、Autodesk 3ds Max design等三維設計軟件的可視化技術提供了對現(xiàn)實的精確、真實、生動的展示，這是二維設計不可能實現(xiàn)的。實際上，以三維模型和可視化為特征的三維設計可以應用在總圖設計的整個過程，本文僅在場地平土設計方面的應用進行了初步的闡述，希望能達到拋磚引玉的作用。參考文獻1 孫翔峰. 三維設計M. 上海：光明日報出版社，2006.2 井生瑞. 總圖設計M. 北京：冶金工業(yè)出版社，1989.3 Autodesk. AutoCAD Civil 3D概述. 4 "James Wedding, P

12、.E.", "Scott McEachron". Mastering AutoCAD Civil 3D 2011M. Canada: "Wiley Publishing, Inc.".10members from key minority outreach, promote a comprehensive strictly administering the party into the branches, put it into every party member, give full play to each party organiza

13、tion fight fortress function, each the exemplary vanguard role of party members. Is to promote the inner-party education extend from the concentrated education to regular education, in the regular education efforts, real party ideology in the all party members and the party's construction throug

14、h system. Is to boost the spirit of all party members, education guide all members of the party in their respective work positions, responsible and dependable officer, make contributions. Therefore, we must from the height of political and global, fully aware of "two" learning the importan

15、ce of education, put "two" education as a major political task and practice well. All members to active participation, really into, in "learn, and do, and modified, and promoting" upper and lower really Kung Fu, effective put thought and action unified to XI General Secretary of

16、important indicates spirit up, unified to Central and provincial of decision deployment up, solid do learning education the work, effective do good accountability, caught in place, see effectiveness, condensed up officer venture, and promoted water the work of powerful power. Second, accurately grasp the "two" educational focus . Marxist positions, knowing that good talk show a strong belief in pursuit, history as spirit, sincere feelings for the people, pragmatic style of thinking,