王 軍

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

哈爾濱市松北灌排體系的工程任務是采取綜合治理措施，建設具有引水灌溉、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)生渠兩側巡河交通路，該公路分別設在發(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。道路等級為Ⅳ級。

1 概述

Auto desk Civil 3D就是根據(jù)專業(yè)需要進行了專門定制的Auto CAD，是業(yè)界認可的土木工程軟件包，可以加快設計理念的實現(xiàn)過程。它的三維動態(tài)工程模型有助于快速完成道路工程、場地、雨水/污水排放系統(tǒng)以及場地規(guī)劃設計。所有曲面、橫斷面、縱斷面、標注等均以動態(tài)方式鏈接，可更快、更輕松地評估多種設計方案、做出更明智的決策并生成最新的圖紙。

2 道路設計

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)的點而創(chuàng)建的。把巡河路原始測量圖(測量點、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 設計平面路線

在已生成的地形曲面上，用路線布局工具，設計道路的平面曲線。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成。本次道路等級是Ⅳ級道路，相應的平面曲線僅有直線和圓曲線構成。具體操作是利用路線布局工具，確定路線前進時的每個轉(zhuǎn)點的平面位置、按順利依次首尾相連成為一條路線對象。在本次平面路線設計時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系。左側巡河路在24#公路橋前和3#鐵路橋后、4#鐵路橋前后按斷頭路設計。斷頭路處設有車輛回轉(zhuǎn)平臺，在24#公路橋、2#、3#鐵路橋之間和4#鐵路橋前后按人行路設計。

圖1 巡河路原始地形曲面圖

根據(jù)《城市道路設計規(guī)規(guī)》CJJ37—90的規(guī)定，城市道路的圓曲線不設超高的最小半徑是150m，巡河路平曲線最小半徑均 ＞150m，故不設超高［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 縱斷面設計

在AutoCAD Civil 3D中根據(jù)平面路線和地形曲面可以自動創(chuàng)建地形縱斷面圖，然后在地形縱斷面圖上根據(jù)地勢的實際變化情況，用縱斷面布局工具繪制道路設計縱曲線，即拉坡設計。本次縱斷面設計在考慮了路線起點、終點路基設計高程;平交、立交建筑物的路基設計高程的基礎上保證行車安全、舒適的前提下，使縱斷面設計盡量滿足工程數(shù)量小、造價低的原則。規(guī)范規(guī)定最大縱坡應≤9%，最小坡長為60 m。平、縱曲線組合設計:按照《公路路線設計規(guī)范》JTG D20－2006中規(guī)定，四級公路合成坡度≤10%。左側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 標準橫斷面設計

從道路部件庫中選擇車道、路肩、邊坡等標準道路部件，以搭積木的形式、按照設計要求組裝成一個標準的道路橫斷面見圖4。按照交通部部頒標準《公路工程技術標準》JTGB01—2003中四級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計原則。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1.5%。邊溝設置在挖方道路，形式為梯形斷面，底寬0.30 m，深度0.30 m，兩側坡比均為1:1。邊溝內(nèi)設厚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，在縱坡的最低點設置橫向排水設施，在臨渠道側排水設施形式采用預埋預制混凝土管，將邊溝里的雨水排到渠道里;在背渠道側邊溝和排水涵結合設置，將邊溝匯集的雨水通過溝道與進水涵進口連接，使雨水通過排水涵進入渠道。標準橫斷面圖見圖4。

圖4 標準橫斷面圖

在AutoCAD Civil3D中還可以自動創(chuàng)建道路的橫斷面圖紙，并能導出道路的土方報告，并自動將設計圖形精確分幅，創(chuàng)建若干個布局，可以直接打印出圖。

3 結語

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，還可以自動生成道路曲面、創(chuàng)建橫斷面圖紙、輸出道路土方工程量計算報告等，并可以創(chuàng)建道路圖幅組合施工圖集，極大地提高了設計效率，縮短了設計周期。

［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.道路勘測設計［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2012:8－9.