Civil 3D软件在防洪工程中的应用
张同凯
【摘 要】文章以防洪工程为例,介绍了Civil 3D软件在水利线性工程中的应用,从堤线选择、 横断面标准装配的建立、 纵坡的调整等方面介绍了Civil3D软件的功能.笔者认为该款软件在方案比选、 工程量计算、 制图、出图效率等方面均有较大优势,为设计师提高工作效率、 建设管理单位方案选择提供较大方便. 【期刊名称】《吉林水利》 【年(卷),期】2017(000)012 【总页数】4页(P49-51,62)
【关键词】Civil3D软件;线性工程;水利工程 【作 者】张同凯
【作者单位】伊犁河流域开发建设管理局, 乌鲁木齐 830000 【正文语种】中 文 【中图分类】TV877
近年来，随着国民经济的高速增长，市政、交通和水利等基础设施的建设也随之增加，建设项目多、设计周期短等问题考验着建设管理单位和设计单位。计算机软、硬件的发展很大程度上和发展了生产力，各领域均开发了满足本行业建设要求的软件。目前，市场上应用较为广泛的制图软件主要有AUTO CAD、ZDM、南方CASS等软件。为了满足工程中渠道、防洪堤、管线等线性工程的需要，欧特克公司研制了一款适用于线性工程的软件，即Civil 3D软件[1-5]。
赵锦程[6]等人介绍了Civil 3D软件在水利工程进场道路设计中的应用，认为该款软件能够很好地适应地形，便于进场施工道路的选线。梁凯旋[7]研究了Civil 3D软件自带的能够适应渠道、道路等线性工程的部件编辑器的使用，利用Civil 3D软件内嵌代码，定制了改变混凝土衬砌、防冻垫层厚度渠道标准横断面。郝永志[8]介绍了Civil 3D软件在边坡放坡和工程量计算等方面的的功能。本文重点介绍了Civil 3D软件在防洪工程中堤线选择、纵横断面绘制和工程量计算等方面的应用，以期为类似防洪工程的设计提供参考。
本期防洪工程建设起点为新渠首附近，即起点桩号为12+736m，末点桩号为33+305m，全长20.569km，防洪堤布置共分为7段。拟建防洪堤标准横断面见图1。
渠道、防洪、管道等线性工程中，测绘专业一般只是测量条带形的平面高程点，其实这些平面高程点是具有高程属性的，通过Civil 3D软件可将二维平面转化成三维地形。
点击菜单栏中的工具空间 “曲面-创建曲面-定义-点文件”，通过测量的点文件即可创建三维地形曲面，见图1。由于河道较平整，测量点较少，图2中的地形起伏不明显，但也可以清晰的看出地面的凹凸变化。
根据现有河道走势和河床淤积形态，通过地质专业评价后确定一条合理可行的堤轴线。Civil 3D软件要求堤轴线必须是多段线（即PLINE线），因为Civil 3D软件在后续的操作中只能识别该线型， 直线 （LINE）、 射线 （XLINE）、 样条曲线（SPLINE）等其他线型不能够识别。通过菜单栏“路线-从对象创建路线”，给定“路线”方向，就可生成堤轴线。
有了“地形曲面”和“堤防路线”这两个要素后就可以创建曲面纵断面。点击菜单栏“纵断面-创建曲面纵断面”，软件默认的路线为“堤轴线”，选取地形曲面，即可生成曲面纵断面（见图2）。因为，给定了一条轴线后，软件就会以这条轴线
所经过的路径在地形曲面上进行扫略，即可剖出纵断面。
曲面纵断面生成后，需要创建防洪堤纵坡。点击生成的纵断面图上任意位置，菜单栏会自动跳转到“纵断面图”命令，点击“纵断面创建工具”后，可在纵断面图中绘制堤防设计纵坡（见图3）。
堤防纵断面和堤防纵坡绘制完成后，可以更改软件默认的出图模式以满足施工需要。可以通过“编辑纵断面样式（图4）”和“纵断面图特性（图5）”来增减标注栏内容、调整出图纵横比例等操作。
Civil 3D软件的“工具选项板”提供了标准横断面的创建方式。图1为拟建防洪堤的标准横断面，采用CAD软件绘制，其弊端是标准横断面不能与原始地面线同时出图，需手动、逐一地核对地面线、堤防轴线和高程位置。Civil 3D软件很好地解决了这种工作效率极低的弊端，将标准横断面绘制好后，利用Civil 3D软件提供的 “采样线”功能，可以实现堤防、渠道、管线等线性工程横断面的批量绘图，极大地提高了工作效率。
“工具选项板”提供了常用装配、公制基本部件、公制车道部件等10余种部件模式，水利工程中常用的有公制边坡部件、公制常用部件和公制条件部件三种。针对堤防和渠道工程，标准横断面的绘制可以用公制常用部件中的 “垂直连接”和“连接宽度和坡度”绘制出需做混凝土衬砌的结构面；与地形曲面连接的部位可以用公制条件部件中的“条件挖方或填方”来绘制，软件会根据堤防断面和地形曲面的关系自动判断是挖方还是填方。采用Civil 3D软件创建的标准横断面见图6。 在创建完地形曲面、堤轴线、曲面纵断面和横断面后，利用“采样线”的功能，就可以实现堤防的批量出图（见图7）。从图中可以看出，批量生产的横断面图与图1中拟建防洪堤标准横断面图一致，而且桩号、比例、高程标尺、地面高程等均为自动标注，设计师后续加工后就可以达到出图标准。
出图完毕后，可以生产三维效果图（见图8），直观的查看设计堤防轴线、横断面
和纵坡是否符合要求，若需要修改，仅调整轴线和纵断面即可，因为Civil 3D软件可实联动作用，最终的横断面图也随之更改。
因为Civil 3D软件能够自动判断填方和挖方，在有了地形曲面和标准横断面后可以进行拓扑运算，计算出防洪堤的挖填方工程量（见图9）。 Civil 3D软件在防洪工程中的应用有以下优点：
1）能够利用多种测量成果和数据生成曲面纵断面，适用性强。
2）虽然在基本轴线选择和纵断面绘制上与传统方法基本一致，但是在横断面批量出图上优势非常明显，能够自动确定高程、中心线，根据地形自动判断挖填方。当轴线和纵断面高程需要调整时，批量生产的横断面图能够实现联动，即横断面高程、中心线等随之发生变化，不需重新进行操作。
3）能够直观地看到堤防的三维效果图，为建设单位提供决策参考。
4）根据地形曲面和标准横断面可以自动计算挖填方工程量，方便快捷地进行土方平衡分析。□
【相关文献】
[1]于佳.AutoCAD Civil 3D在水利工程中的应用 [J].吉林水利，2015，（03）：45-47. [2]王奕钦.AutoCAD Civil 3D在双曲拱坝建模中的应用[J].西北水电，2015，（01）：103-105. [3]郝永志.AutoCAD Civil 3D在某水利工程设计中的应用[J].西北水电，2014，（04）：104-106.
[4]王丽.AutoCAD Civil 3D软件在楼庄子水库工程中的运用[J].吉林水利，2017，（06）：44-45+62.
[5]李晶，张胜东.Autodesk Civil 3D在平原水库坝体及库盘开挖设计中的应用[J].吉林水利，2013，（06）：34-38.
[6]赵锦程，郝永志.AutoCAD Civil 3D在某工程进场道路设计中的应用[J/OL].西北水电，2016，（03）：82-84.
[7]梁凯旋.Civil 3D结合部件编辑器在水利工程中的应用.西北水电，2016，（04）：82-86+92. [8]郝永志.Civil 3D在水利工程高边坡开挖中的应用[J].水利，2017，（03）：42-45.
