常见的几种 计算土石方量 的方法有:方格网法、等高线法、 断面法、块面法、平均高程 ( 水深)法、基于数字地面模型的DTM法等。在实际应用中,用不同的方法来计算同一场地的土石方量有时候会相差较大,所以用不同的计算方法来算土石方量 ,其精度也不尽相同,适用范围也不一样。因此在同一工程 中 ,竣工后应采用与设 计时相同的计算方法。利用AutoCAD Civil 3D 软件计算工程量 ,利用测量原始数据文件 ,生成曲面模型 ;根据设计标准横 断面 ,灵活生成所需要的设计曲面,即可方便快捷准确的计算出工程量,实时可视化的特性,更方便直观的观察,动态更新功能,免去了更多重复性的工作。以下就是 AutoCAD Civil 3D软件计算工程量应用 。
在创建原始地形曲面之前,需要有测量的原始数据( X, Y,Z)格 式不限 ( 图 1),软件提供了很多格式,而且还可以新建自己需要的格式。这比南方cass软件的成图时需要的数据格式 ( p,n,Y,X,Z)灵话的多,当然有时候没有测量原始数据,只有设计方提供的电子图,由于高程点编码不同,注记格式也多种多样。在 Civil 3D 中提供了本地化包和添加图形对象功能 ,能快速将设计提供的电子地形图转化成所需要的地形曲面 (图 2)。
图1 地形曲面
这 里以一个 为例 ,首先根据设计图纸提供 的挖槽平面布置图和断面图(图3),得到航道设计尺度,这个航道的设计宽度有一段是由50m到60m的渐变,设计河底高程有一段是由56.92m到57.32m的5%的坡比,边坡是1:3。
图2 设计断面
先用3dpoly命令创建一条航道轴线的三维线段或者直 接把设计提供的电子图中的航道中轴线用Civil 3D提供的命令快速将其转换为三维线段,然后根据设计图纸设定这个三维线段的各个顶点的高程 ,完成上述步骤就接下来就可以创建设计曲面了。利用放坡菜单下的放坡创建工具,设置好放坡组 ,选择放坡目标,本例采 用的放坡目标是距离 ,放坡规则是距离一坡度,点击创建放坡,选择刚刚设置好的三维线段,选择放坡边 ,输入挖槽底边宽度,边坡输入0%,就完成 了一侧的挖槽底边放坡 ;再继续放坡,为了能与原始地形相交 ,输入距离是要大干原始地形边界 ,边坡输入1:3,就完成了挖槽一侧的曲面创建 ,另一侧的放坡也是同样的操作步骤 。创建好的设计曲面见下图 (4)
图3 设计曲面
本例的疏浚土质分为上层淤泥,下层卵石,涉及到两种不同的土质所适用的挖泥机具不同,单价也不相同,所以要 分开计量 。一般淤泥层的厚度是由勘探部门提供的资料确定的,我们得到的图纸只能在断面图看到淤泥层的厚度,不能和原始地形曲面一样 ,由原始测量数据创建曲面 。Civil 3D 在本地化包里提供了一个横 断面数据导入功能 ,这个功能就是通过横断面数据,也可以创建 曲面 。用横断面数据来生成曲面是利用本地化包一附加工具一横 断面 一横 断面数据导入这个功能来实现,当然,前提条件是首先得在图中建立一条路线 。这条线路就是航道的中轴线 ,导入纵横断面数据有格式要求,txt:艾件 ,格式样式如下:横断面格式:第一行,桩号 ,第二行 ,桩号所对应的横断面左侧数据 ,距离高程( 高差) 距离高程 (高差),第三行,桩号所对应的横断面的右侧数据 。以后依次类推 ;中桩高程文件格式 :桩号高程 ( 高差 )。
根据设计提供的断面图, 就可以得到淤泥层的横断面数据, 然后利用本地化包的工具就可以创建不同土质分界线曲面。
由以上的操作我们得到了三个曲面 ,即原始地形曲面、 设计曲面 、卵石和淤泥分界线层曲面。点击采样线菜单 ,选择线路,选择需要采样的曲面,本例把三个曲面都要选择。然后根据桩号范围创建采样线 ,在弹出的对话框内设置采样宽度、采样增量。
点击横断图下创建多个视图菜单,根据提示操作 ,设置好横断面、横断线样式 ,即可生成横断面图。
创建材质列表是创建体积表和报告的必需步骤。点击计算材质菜单,把以上步骤创建的3个曲面添加到材质列表中去,确定好各个曲面所包含材质的上下关系,还可以设置松 散 、压实系数等。
为了区分不同土质层,要设置不同土质层的填充样式, 在造型样式里分另Ⅱ 设置好不同的样式。点击确定就可得到图5。
图4 软件生成的设计横断面
点击分析菜单下的材质体积表就可以得到需要开挖的淤泥和卵石 的土方量 ( 表1-2)。
单击总体积表就可以得到整个挖方量的体积 ( 表 3),点击体积报告还可以生成 XML表格样式的报告 ,方便导入 Excel表格进行编辑。
表格里的数据和曲面文件是动态关联的,只要曲面发生变 化,横断面和体积表格都会随之变化,这在每次测图计算工程量,进行工程计量的时候,不用重复上述工作,只要把每次的测量数据创建相应的曲面 ,就可以快速计算出相应的工程量。
由此可见 AutoCAD Civil 3D所有工作的基础是曲面,动态关联的特性可以节省很多时间,避免重复性的工作 。标签样式的自由定制可以满足不同工作需求的要求。Civil 3D 还有个重要的功能就是通过装配创建设计曲面 ,通过代码集样式可以实现各式各样的出图样式的需求。