Civil3D在电厂总图道路设计中的应用

Civil3D在电厂总图道路设计中的应用

张岳

（广东省输变电工程公司510000）

摘要：总图设计的难点之一就是电厂进厂道路设计，因为其专业性很强，尤其是厂外城市道路或公路设计。在三维设计软件中，Civil3D适用的领域比较广。利用Civil3D可以对设计决策进行有效的指导，把工作流程进行简化，电厂道路设计的实例可以通过Civil3D实现，Civil3D根据其精确的模型建立，动态的关联更新，灵活的标签定制，快速的数据统计来满足成果要求，使设计的品质得到提高。本文分析了Civil3D的设计思路以及设计的方法，希望能够拓展新的设计思路，促进电厂的设计的进一步发展。

关键词：Civil3D；电厂总图；道路设计

设计者是传统二维制图软件的主体，设计者的思路需要软件来表达，设计成果需要通过软件来体现。在设计的过程中，充当辅助制图工具的角色就是软件。三维设计的主体是设计者，辅助是三维软件，三维软件实现创造、分析、判断、表现的过程使依据设计者的思路以及软件来实现的。本文对Civil3D三维设计软件的设计思路以及设计的方法进行了探讨。

一、设计思路

1.1设计原理

1.1.1以数字地面模型为依托

以数字地面模型为基础是目前世界上成熟的道路设计软件通用的。Civil3D软件也不例外，它的三维数字地面模型建立功能很突出。它数字化模拟成地形曲面的依据是地形高程数据。在Civil3D中，是以不规则三角网形式运行、存储和显示的地形曲面数据，它模拟的真实地下与道路三维表面模型无缝拼合，因为边界可以表达任意不规则形状，所以很是精确。

1.1.2以动态关联更新为纽带

是否具有动态关联更新功能是Civil3D软件与传统道路设计软件最大的区别，Civil3D软件可以在使平面路线、纵断面、横断面、道路模型之间相互关联就是因为它有动态关联更新功能，能够建立智能化关系在设计对象之间。Civil3D软件的动态关联更新功能的优势较传统道路设计软件更加便捷，它不需要大量的重新绘制、计算、标记和检查工作，一旦某一处有了变更，其他地方也随之更新，生成的数据图表也会同步更新，这样的话节省了时间，就可以提高工作率，在方案的设计和比选中投入更多的精力，使设计的品质得以提高。

1.2设计流程

根据原始地面勘测数据创建ＤＴＭ曲面是运用Civil3D软件进行电厂道路设计的首要工作，其次要在曲面上进行平面路线布置，然后把超高计算出来，同时进行加宽的创建，在纵断面地面线生成之后，进行纵断面拉坡设计，然后把道路横断面装配创建出来，然后以路线、设计纵断面和横断面为依据，生成三维道路模型，并且进行道路曲面的创建，在道路创建采样线编组的基础上进行材质列表的创建，然后把土方工程量计算出来加以分析，最后就可以输出图表和三维模型，这就是用Civil3D软件进行电厂道路设计的流程。

二、设计方法

2.1创建地形曲面

测量点数据、有高程的图形对象、DEM文件、LandXML格式文件等任意一种源数据都可以作为Civil3D软件创建地形曲面的依据。总图专业在进行厂址区域的地形曲面的创建时通常使用的地形图里包括了高程点、等高线、地形特征线、边界等元素。新建一个曲面是用Civil3D中创建地形曲面进行的第一步，然后把等高线、特征线和高程点添加在曲面上。等高线以及特征线添加的方法类似，假如这些线具备的Ｚ值坐标是正确的，那么就只需选中后添加到曲面中；相反，Z值坐标不正确，那么需要点击Civil3D本地化扩展，然后选择“等高线赋值”工具，把正确的高程值标上。添加高程点需要把高程文本转换成点对象和点编组，这需要借助Civil3D本地化扩展中提供的“转换文本点”工具，然后在曲面中添加点编组。电工程前期方案阶段，当测量地形图不具备符合要求时，Civil3D在创建地形曲面时还提高了还提供了GoogleEarth方法。

2.2设计路线

创建完电厂地形曲面后，就可以在曲面上设计平面路线。Civil3D常用的路线创建方法有两种：一种是从多段线创建路线，另一种是使用路线布局工具通过预先设定参数的方法来创建路线。前者的优点就是操作简单，先用PL多段线绘制道路中心线，然后把AutoCAD多段线对象直接转换成Civil3D的路线对象，这种方法对于不需要设置缓和曲线的简单道路比较适用。后者可以通过设计时速、圆曲线和缓和曲线参数的指定或者在路线中应用设计规范的方法来约束整个设计过程，当设计中的某一处不符合规范，那么系统就会出现提示，当参数的设置完成后，可以对路线的起点、交点和终点进行捕捉以此来绘制路线。在进行路线的设置时需要在转角设置超高和加宽，目的是为了保证车辆转弯安全平稳且不侵占相邻车道，在计算超高方面，应用Civil3D软件比较简单快捷，它可以计算各种类型道路的标高，并且可以自动计算围绕曲线的道路横向坡度，并且可以进行修改和编辑，同样的，它也可以在偏移路线添加加宽区域。

2.3设计纵断面

在Civil3D中，路线剖切地形曲面生成原始地形纵断面。纵断面与平面路线设计方法类似，采用纵断面布局工具，首先进行竖曲线类型和参数指定，然后在纵断面图上绘制变坡点位置和高程。如果修改变坡点的位置、高程、竖曲线长度、半径、外距等参数，可以自由拉动设计纵断面的变坡点。也可以通过修改“纵断面栅格视图”中的数据来编辑纵断面形状。完成设计纵断面的绘制后，纵断面图标签栏中的数据仅显示了原始地形曲线的特性。可以通过编辑“纵断面图特性”中的“标签栏”来更新数据。

2.4设计横断面

在Civil3D中，创建道路装配的过程就是设计道路横断面。由一组部件按照顺序组装后的部件集合就是道路装配，道路设计的基本构造块就是部件。Civil3D的工具选项板中有车道、路肩、中间带、路缘等一系列部件，可以组织任何形式的道路横断面，为了满足设计横断面要求，可以通过部件特性来调整部件参数。

2.5计算土方

道路三维模型可利用利用平面路线、设计纵断面和设计横断面快速生成。一旦生成了道路模型，就可以通过Civil3D软件生成的可拓展的报告文件快速的进行与道路相关的各种数据的查询。垂直剖切路线的直线就是采样线，主要用途是进行需要采集数据的道路桩号的位置的确定。创建道路横断面视图并计算生成填挖方体积表和土方计算报告的第一步就是要为道路创建采样线编组，第二步则是要创建材质列表。

2.6创建图纸

从图形中创建施工文档的平、立、剖面图可以通过Civil3D中创建施工图工具快速的做到。Civil3D可以自动生成平面和纵断面图纸，由于Civil3D平面图分幅向导中有全面集成的ＡｕｔｏＣＡＤ图纸集中管理器，它可以根据路线走向自动布局图幅线，自动完成图纸。Civil3D具有灵活的标签定制功能，不同设计阶段图纸要求的标签样式不同，利用“标签样式生成器”可自定义完全满足，并可将其添加到平、立、剖面图和土方施工图中。设计对象是标签的直接源，标签会随着设计的变更而自动更新。由于标签直接源自设计对象，当设计发生变更时，所有标签可自动更新。

结语：

计算机三维技术的迅猛发展为电厂三维设计的发展打下了坚实的基础，本文通过三维设计软件Civil3D在电厂总图道路设计中的应用实例，对电厂三维总图设计的思路和方法进行了详细的介绍，对电厂三维设计的可行性、实用性和先进性进行了验证。我国的电力体制不断深化改革，电力行业竞争越来越激励，使用三维设计可以降低减少的成本，并且使设计的品质提升，使发电行业的生产力和竞争力得以增强，是创建安全、高效、永续电厂的新型手段。

参考文献：

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