Civil 3D 参数化渠道建模在水利工程中的应用

2017-08-09程国锋丁靖琼

黑龙江水利科技 2017年5期

关键词：横断面曲面部件

程国锋，丁靖琼

(1.贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002；2.贵州省水利水电工程咨询有限责任公司，贵阳 550002)

Civil 3D 参数化渠道建模在水利工程中的应用

程国锋1，丁靖琼2

(1.贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002；2.贵州省水利水电工程咨询有限责任公司，贵阳 550002)

Civil 3D软件是面向对象模型设计的建筑信息解决方案，其部件编辑器对渠道结构进行参数化模型编辑，在地形曲面中对模型进行装配，生成三维渠道模型，并根据设计要求生成不同桩号渠道横断面，按照渠道横断面材料的划分分别计算横断面面积及累计体积。通过调整渠道模型参数，三维模型、横断面及工程计算相应联动调整。Civil 3D在水利工程中的应用将大幅提高水利工程长距离渠道设计的效率及减轻设计人员的工作强度。

Civil 3D；部件编辑；渠道建模；水利工程设计

0 前言

AutoCAD Civil 3D软件是Autodesk公司推出的一款面向基础设施行业的建筑信息模型解决方案，它为基础设施行业的各类技术人员提供了强大的设计、分析以及文档编辑功能。它对传统的土木工程设计来说是一场革命性的变革，工程领域中以图纸为模板的设计必将被参数化模型为核心的设计模式取代，结构设计变得形象具体，工程量计算精确无误，工程设计的质量提升、周期将缩短，工程师繁琐、重复的的设计内容将被简化。

1 Civil 3D参数化渠道模型建立

Civil 3D自带的Subassembly Composer部件编辑器通过可视化的软件界面和图形交互的形式，以绘制流程图的方式创建带有逻辑目标的自定义部件，可创建满足工程要求的结构形式。

1.1 确定断面的结构形式

通过水文供需水量计算及结构稳定计算，确定渠道的断面结构，如渠底宽度及深度、边坡坡度、衬砌厚度，以及相应的设计水深、加大水深等，为渠道模型建立提供基本参数。

1.2 定义部件参数

在部件编辑器里定义渠道结构尺寸及自定义名称，便于辨识结构尺寸及后期参数的修改，见图1。

图1 定义部件参数列表图

1.3 定义逻辑目标

定义地形曲面、开挖线等逻辑目标，便于开挖线与地面线的相交及判断开挖坡度，见图2。

图2 定义逻辑目标列表图

1.4 结构部件逻辑编辑

根据结构断面尺寸，在编辑器工具栏中选择相应的流程图、点、线、圆弧、辅助点、辅助线、逻辑判断等工具，绘制带有逻辑目标的自定义部件，并将定义好的参数赋值给相应目标, 见图3、图4。

图3 模型建立流程图图4 部件参数赋值图

1.5 定义部件代码

定义部件代码主要包括点代码、连接代码及面域代码，其作用是用于软件自动标识高程、标注结构尺寸及坡度，以满足横断面成图后尺寸标识满足水工设计标注要求。代码定义见图5。

图5 部件定义代码图

2 Civil 3D渠道实体模型生成

2.1 地形曲面生成

传统测量二维地形图，其真实地形只能通过等高线间距的疏密及等高线的高度赋值来判断，很难去整体、直观、准确的判断一个区域的地形趋势。Civil 3D软件的地形处理能力，可将二维地形图转换为三维地形曲面或三维地形实体，可直观、真实的反映地理信息。其软件操作内容如下：①新建“地形曲面”；②二维地形图地理信息的导入；③生成地形曲面；④对测量奇异点处理；⑤地形曲面符合性检查。

测量地形图见图6，生成地形曲面见图7。

2.2 装配模型，生成渠道模型

创建渠道模型基本流程如下：

1)按照输水要求，在规划线路上创建渠道中心线，形成沿输水线路的纵断面图，根据地面线的起伏判断输水线路的合理性，如有局部需要调整，可直接在输水线路的平面位置，Civil3D的动态相关性可动态响应的调整纵断面，直至输水线路的平、纵剖面调整至符合设计要求的最佳位置[1]。

2)根据渠道的开挖深度，在纵断面图上创建渠底线。

3)根据水利计算的结果，在纵断面图上创建设计水深，加大水深。

4)按照水力计算要求，沿着渠道中心线装配不同横断面形式的渠道模型，并且设计开挖逻辑目标，设计水深，加大水深逻辑目标[2]。

5)生成三维渠道模型。