利用AutoCAD Civil 3D软件对松北巡河路进行设计

2014-03-23王军

黑龙江水利科技 2014年4期

王军

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

哈尔滨市松北灌排体系的工程任务是采取综合治理措施，建设具有引水灌溉、排涝、生态环境、景观、旅游等综合功能的河网体系。发生渠两侧巡河交通路，该公路分别设在发生渠的左、右岸。左岸由一条主线组成，右岸由一条主线及两条支线组成。道路等级为Ⅳ级。

1 概述

Auto desk Civil 3D就是根据专业需要进行了专门定制的Auto CAD，是业界认可的土木工程软件包，可以加快设计理念的实现过程。它的三维动态工程模型有助于快速完成道路工程、场地、雨水/污水排放系统以及场地规划设计。所有曲面、横断面、纵断面、标注等均以动态方式链接，可更快、更轻松地评估多种设计方案、做出更明智的决策并生成最新的图纸。

2 道路设计

2.1 创建地形曲面

曲面是一块土地表面的三维几何表示。曲面由三角形组成，这些三角形是由Auto CAD Civil3D连接组成曲面数据的点而创建的。把巡河路原始测量图(测量点、等高线)的原始数据创建原始地形曲面［1］。图1为Auto CAD Civil 3D生成的巡河路原始地形曲面。

2.2 设计平面路线

在已生成的地形曲面上，用路线布局工具，设计道路的平面曲线。道路线路在水平面上的投影称作路线的平面线性，通常有直线、圆曲线和缓和曲线等线型构成。本次道路等级是Ⅳ级道路，相应的平面曲线仅有直线和圆曲线构成。具体操作是利用路线布局工具，确定路线前进时的每个转点的平面位置、按顺利依次首尾相连成为一条路线对象。在本次平面路线设计时要考虑道路中心线与景观红线，渠道上开口线和与之平交、立交的公路桥和铁路桥之间的关系。左侧巡河路在24#公路桥前和3#铁路桥后、4#铁路桥前后按断头路设计。断头路处设有车辆回转平台，在24#公路桥、2#、3#铁路桥之间和4#铁路桥前后按人行路设计。

图1 巡河路原始地形曲面图

根据《城市道路设计规规》CJJ37—90的规定，城市道路的圆曲线不设超高的最小半径是150m，巡河路平曲线最小半径均＞150m，故不设超高［2］。AutoCAD Civil3D生成的巡河路平面路线图如图2所示。

图2 巡河路平面路线图

2.3 纵断面设计

在AutoCAD Civil 3D中根据平面路线和地形曲面可以自动创建地形纵断面图，然后在地形纵断面图上根据地势的实际变化情况，用纵断面布局工具绘制道路设计纵曲线，即拉坡设计。本次纵断面设计在考虑了路线起点、终点路基设计高程;平交、立交建筑物的路基设计高程的基础上保证行车安全、舒适的前提下，使纵断面设计尽量满足工程数量小、造价低的原则。规范规定最大纵坡应≤9%，最小坡长为60 m。平、纵曲线组合设计:按照《公路路线设计规范》JTG D20－2006中规定，四级公路合成坡度≤10%。左侧巡河路最小竖曲线半径:凸曲线1 231.46 m。最大纵坡3.16%;右侧巡河路最小竖曲线半径:凹曲线1 397.71 m。最大纵坡3.16%;环湖路路最小竖曲线半径:凸曲线1 669.87 m。最大纵坡3.52%。AutoCAD Civil 3D生成的巡河路纵断面图见图3。

图3 巡河路纵断面图

2.4 标准横断面设计

从道路部件库中选择车道、路肩、边坡等标准道路部件，以搭积木的形式、按照设计要求组装成一个标准的道路横断面见图4。按照交通部部颁标准《公路工程技术标准》JTGB01—2003中四级公路路基横断面积几何尺寸的规定以及本地区的具体情况，确定本工程的路基设计原则。路面宽度5.00 m段，路基宽度5.30 m;路基边坡填、挖坡率均为1:2.0;路拱横坡度:单侧1.5%。边沟设置在挖方道路，形式为梯形断面，底宽0.30 m，深度0.30 m，两侧坡比均为1:1。边沟内设厚0.20 m的干砌石和0.10 m的碎石垫层。边沟的纵坡采用和道路纵坡相同的坡比，在纵坡的最低点设置横向排水设施，在临渠道侧排水设施形式采用预埋预制混凝土管，将边沟里的雨水排到渠道里;在背渠道侧边沟和排水涵结合设置，将边沟汇集的雨水通过沟道与进水涵进口连接，使雨水通过排水涵进入渠道。标准横断面图见图4。