利用AutoCAD Civil 3D軟件對(duì)松北巡河路進(jìn)行設(shè)計(jì)

王 軍

(黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080)

哈爾濱市松北灌排體系的工程任務(wù)是采取綜合治理措施，建設(shè)具有引水灌溉、排澇、生態(tài)環(huán)境、景觀、旅游等綜合功能的河網(wǎng)體系。發(fā)生渠兩側(cè)巡河交通路，該公路分別設(shè)在發(fā)生渠的左、右岸。左岸由一條主線組成，右岸由一條主線及兩條支線組成。道路等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

1 概述

Auto desk Civil 3D就是根據(jù)專業(yè)需要進(jìn)行了專門定制的Auto CAD，是業(yè)界認(rèn)可的土木工程軟件包，可以加快設(shè)計(jì)理念的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。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。

2 道路設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)建地形曲面

曲面是一塊土地表面的三維幾何表示。曲面由三角形組成，這些三角形是由Auto CAD Civil3D連接組成曲面數(shù)據(jù)的點(diǎn)而創(chuàng)建的。把巡河路原始測(cè)量圖(測(cè)量點(diǎn)、等高線)的原始數(shù)據(jù)創(chuàng)建原始地形曲面［1］。圖1為Auto CAD Civil 3D生成的巡河路原始地形曲面。

2.2 設(shè)計(jì)平面路線

在已生成的地形曲面上，用路線布局工具，設(shè)計(jì)道路的平面曲線。道路線路在水平面上的投影稱作路線的平面線性，通常有直線、圓曲線和緩和曲線等線型構(gòu)成。本次道路等級(jí)是Ⅳ級(jí)道路，相應(yīng)的平面曲線僅有直線和圓曲線構(gòu)成。具體操作是利用路線布局工具，確定路線前進(jìn)時(shí)的每個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)的平面位置、按順利依次首尾相連成為一條路線對(duì)象。在本次平面路線設(shè)計(jì)時(shí)要考慮道路中心線與景觀紅線，渠道上開口線和與之平交、立交的公路橋和鐵路橋之間的關(guān)系。左側(cè)巡河路在24#公路橋前和3#鐵路橋后、4#鐵路橋前后按斷頭路設(shè)計(jì)。斷頭路處設(shè)有車輛回轉(zhuǎn)平臺(tái)，在24#公路橋、2#、3#鐵路橋之間和4#鐵路橋前后按人行路設(shè)計(jì)。

圖1 巡河路原始地形曲面圖

根據(jù)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)》CJJ37—90的規(guī)定，城市道路的圓曲線不設(shè)超高的最小半徑是150m，巡河路平曲線最小半徑均 ＞150m，故不設(shè)超高［2］。AutoCAD Civil3D生成的巡河路平面路線圖如圖2所示。

圖2 巡河路平面路線圖

2.3 縱斷面設(shè)計(jì)

在AutoCAD Civil 3D中根據(jù)平面路線和地形曲面可以自動(dòng)創(chuàng)建地形縱斷面圖，然后在地形縱斷面圖上根據(jù)地勢(shì)的實(shí)際變化情況，用縱斷面布局工具繪制道路設(shè)計(jì)縱曲線，即拉坡設(shè)計(jì)。本次縱斷面設(shè)計(jì)在考慮了路線起點(diǎn)、終點(diǎn)路基設(shè)計(jì)高程;平交、立交建筑物的路基設(shè)計(jì)高程的基礎(chǔ)上保證行車安全、舒適的前提下，使縱斷面設(shè)計(jì)盡量滿足工程數(shù)量小、造價(jià)低的原則。規(guī)范規(guī)定最大縱坡應(yīng)≤9%，最小坡長(zhǎng)為60 m。平、縱曲線組合設(shè)計(jì):按照《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D20－2006中規(guī)定，四級(jí)公路合成坡度≤10%。左側(cè)巡河路最小豎曲線半徑:凸曲線1 231.46 m。最大縱坡3.16%;右側(cè)巡河路最小豎曲線半徑:凹曲線1 397.71 m。最大縱坡3.16%;環(huán)湖路路最小豎曲線半徑:凸曲線1 669.87 m。最大縱坡3.52%。AutoCAD Civil 3D生成的巡河路縱斷面圖見圖3。

圖3 巡河路縱斷面圖

2.4 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)

從道路部件庫(kù)中選擇車道、路肩、邊坡等標(biāo)準(zhǔn)道路部件，以搭積木的形式、按照設(shè)計(jì)要求組裝成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的道路橫斷面見圖4。按照交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB01—2003中四級(jí)公路路基橫斷面積幾何尺寸的規(guī)定以及本地區(qū)的具體情況，確定本工程的路基設(shè)計(jì)原則。路面寬度5.00 m段，路基寬度5.30 m;路基邊坡填、挖坡率均為1:2.0;路拱橫坡度:單側(cè)1.5%。邊溝設(shè)置在挖方道路，形式為梯形斷面，底寬0.30 m，深度0.30 m，兩側(cè)坡比均為1:1。邊溝內(nèi)設(shè)厚0.20 m的干砌石和0.10 m的碎石墊層。邊溝的縱坡采用和道路縱坡相同的坡比，在縱坡的最低點(diǎn)設(shè)置橫向排水設(shè)施，在臨渠道側(cè)排水設(shè)施形式采用預(yù)埋預(yù)制混凝土管，將邊溝里的雨水排到渠道里;在背渠道側(cè)邊溝和排水涵結(jié)合設(shè)置，將邊溝匯集的雨水通過(guò)溝道與進(jìn)水涵進(jìn)口連接，使雨水通過(guò)排水涵進(jìn)入渠道。標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖見圖4。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖

在AutoCAD Civil3D中還可以自動(dòng)創(chuàng)建道路的橫斷面圖紙，并能導(dǎo)出道路的土方報(bào)告，并自動(dòng)將設(shè)計(jì)圖形精確分幅，創(chuàng)建若干個(gè)布局，可以直接打印出圖。

3 結(jié)語(yǔ)

使用AutoCAD Civil 3D的道路建模功能可以創(chuàng)建靈活、可配置的三維道路模型。在創(chuàng)建道路模型的同時(shí)，還可以自動(dòng)生成道路曲面、創(chuàng)建橫斷面圖紙、輸出道路土方工程量計(jì)算報(bào)告等，并可以創(chuàng)建道路圖幅組合施工圖集，極大地提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期。

［1］任耀，秦軍.AutoCAD Civil 3D 2008［M］. 北京:人民交通出版社，2007:12－14.

［2］張向東.道路勘測(cè)設(shè)計(jì)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012:8－9.