civil3d在水利工程中的應(yīng)用

civil3d在水利工程中的應(yīng)用

1相關(guān)綜合設(shè)計(jì)軟件auto黃海是世界上最新的三維程序之一。autocivil3d基于該平臺(tái)，集運(yùn)輸、土地開(kāi)發(fā)、水保護(hù)項(xiàng)目等專業(yè)集成軟件。該軟件是一款面向土木工程設(shè)計(jì)與文檔編制的建筑信息模型(BIM)解決方案,可根據(jù)專業(yè)需要進(jìn)行專門(mén)定制,它的三維動(dòng)態(tài)工程模型有助于快速完成道路工程、場(chǎng)地、雨水/污水排放系統(tǒng)以及場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)。所有曲面、橫斷面、縱斷面、標(biāo)注等均以動(dòng)態(tài)方式鏈接,可更快、更輕松地評(píng)估多種設(shè)計(jì)方案、做出更明智的決策并生成最新的圖紙。2civil3d節(jié)水項(xiàng)目的設(shè)計(jì)2.1水庫(kù)樞紐工程概況新疆THH水庫(kù)位于烏魯木齊市及昌吉市以南,距離兩市均約40km處的TH河中游,是一座以防洪、灌溉為主,結(jié)合城鎮(zhèn)生活供水、工業(yè)供水等綜合利用的中型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐工程由攔河壩、放水涵洞、泄水隧洞、溢洪道、工業(yè)引水系統(tǒng)及下游分水樞紐等組成。水庫(kù)設(shè)計(jì)總庫(kù)容2030萬(wàn)m3。工程等級(jí)為Ⅲ等,主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。2.2建立三角網(wǎng)地形曲面Civil3D中地形曲面的創(chuàng)建有多種方法,實(shí)際工程中,可根據(jù)勘測(cè)資料簡(jiǎn)便快捷地生成地形曲面。借助曲面簡(jiǎn)化工具,充分利用航拍測(cè)量的大型數(shù)據(jù)集以及數(shù)字高程模型。本文利用原始地形資料,采用原始地形點(diǎn)或等高線通過(guò)“創(chuàng)建曲面-定義-等高線(或點(diǎn)文件)”的命令流添加等高線(或點(diǎn)文件)來(lái)生成地形曲面?？蓪⑶孀鳛閰⒖?創(chuàng)建與源數(shù)據(jù)保持動(dòng)態(tài)關(guān)系的智能對(duì)象。建立三角網(wǎng)地形曲面后,通過(guò)軟件中自帶的“對(duì)象查看器”功能查看三維地形曲面。項(xiàng)目區(qū)三維地形曲面如圖1所示。圖1能夠真實(shí)直觀地反映項(xiàng)目區(qū)的地勢(shì)、坡度、高層等信息。當(dāng)?shù)匦吻娼⒑?還可根據(jù)生成的地形曲面進(jìn)行坡度、高程、匯流分析。地形坡度分析見(jiàn)圖2。從圖1和圖2可以看出,地形坡度分析與三維地形曲面情況吻合。此外,該軟件還可以用來(lái)進(jìn)行流域產(chǎn)匯流分析、確定庫(kù)區(qū)容積和水面面積等。2.3水庫(kù)周邊的建模2.3.1壩體基礎(chǔ)開(kāi)挖放坡根據(jù)地質(zhì)勘查資料在地形曲面上確定壩體軸線位置,通過(guò)“創(chuàng)建縱斷面圖”命令生成壩體軸線位置處的縱斷面圖(圖3),該圖為設(shè)計(jì)者提供地形參考,設(shè)計(jì)者可根據(jù)地形確定壩基基礎(chǔ)開(kāi)挖位置、深度和邊坡系數(shù)。本工程中壩基開(kāi)挖深度、樁號(hào)位置及邊坡系數(shù)如圖3所示?；A(chǔ)開(kāi)挖線確定后,需要確定放坡長(zhǎng)度,并沿開(kāi)挖線方向進(jìn)行放坡。壩體軸線和壩基放坡線都需賦予高程值才可進(jìn)行放坡。壩體軸線和壩基放坡線位置見(jiàn)圖4。通過(guò)“創(chuàng)建放坡工具”對(duì)壩基進(jìn)行放坡,放坡目標(biāo)可選擇高程、相對(duì)高程或距離,需要注意需將最后一條放坡線的放坡目標(biāo)選定為曲面才能將創(chuàng)建的放坡放到地形曲面上,才可以和地形曲面結(jié)合,否則會(huì)形成填挖樣式的曲面。壩基開(kāi)挖曲面見(jiàn)圖5。2.3.2壩體曲面結(jié)合面現(xiàn)狀采用壩基開(kāi)挖中創(chuàng)建放坡的方法對(duì)大壩主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行放坡,放坡后用“分析”工具中的“曲面之間的最小距離”提取地形曲面與壩體曲面的交線,將壩體曲面多余部分修剪掉。修剪后的大壩主體與地形曲面結(jié)合情況見(jiàn)圖6。需要注意Civil3D從2010版以后,放坡沒(méi)有提供放置平坡的功能,因此在遇到壩頂和馬道等平坡放置的情況時(shí),筆者根據(jù)實(shí)踐情況,建議大家采用0.0001的坡比,近似成平坡。坡比選擇保留小數(shù)點(diǎn)后4位,如果位數(shù)過(guò)多,軟件會(huì)提示錯(cuò)誤強(qiáng)制關(guān)閉。2.3.3填挖方體積分析在壩基開(kāi)挖和大壩主體創(chuàng)建完成后,可利用Civil3D強(qiáng)大的計(jì)算功能提取壩基開(kāi)挖土方量和壩體填筑土方量。選中任意一個(gè)曲面,工具欄中會(huì)出現(xiàn)“三角網(wǎng)曲面”選項(xiàng)卡,依次選擇“體積面板-創(chuàng)建新體積曲面”并在對(duì)話框中選擇基準(zhǔn)曲面和對(duì)照曲面完成體量分析?；鶞?zhǔn)曲面就是以該曲面為基礎(chǔ)平臺(tái),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行填挖方計(jì)算。開(kāi)挖方體積計(jì)算結(jié)構(gòu)有2種表達(dá)方式,一種是“生成填/挖方報(bào)告”,另外一種是“插入填/挖方概要”,第一種形式可以粘貼到EXCEL表格中,第二種形式可以插入CAD圖形中,便于各種需求的編輯。填挖方體量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖7。軟件計(jì)算結(jié)果于筆者手算計(jì)算結(jié)果基本一致。該軟件可以用于水利工程中壩基開(kāi)挖與壩體填筑的體量分析計(jì)算。3cilit在水利工程中的應(yīng)用前景本文以新疆某水利工程土石壩壩體建模為例,用實(shí)例驗(yàn)證了AutoCADCivil3D對(duì)于工程設(shè)計(jì)與分析具有動(dòng)態(tài)高效的特點(diǎn),得到了較好的效果。Civil3D在壩體建模中的主要優(yōu)點(diǎn)和在水利工程中的應(yīng)用前景主要有以下幾點(diǎn):(1)Civil3D提供了多種定義與生成曲面對(duì)象的方法,對(duì)地形數(shù)據(jù)的要求不僅局限于傳統(tǒng)的等高線和高程點(diǎn),更加多元化。(2)Civil3D是以AutoCAD為平臺(tái)開(kāi)發(fā)的一款新型計(jì)算、展示軟件,包括AutoCAD的全部功能,同時(shí)還可以三維動(dòng)態(tài)展示模型效果。(