駱 恒(廣西恒晟建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣西桂林 541199)

淺談CAD技術(shù)在河道施工中的應(yīng)用

駱 恒
(廣西恒晟建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣西桂林 541199)

CAD技術(shù)最早的應(yīng)用是在汽車(chē)制造、航空航天以及電子工業(yè)的大公司中，隨著計(jì)算機(jī)變得更便宜，應(yīng)用范圍也逐漸變廣。目前，CAD在工程領(lǐng)域常常被用到，所以本文主要探討了在河道施工中CAD的重要作用，同時(shí)，還指出在具體的工程測(cè)量中對(duì)圖形的繪制，并據(jù)此分析和計(jì)算數(shù)據(jù)，成為河道施工的基礎(chǔ)。

CAD技術(shù)；河道施工；應(yīng)用

在河道施工中，設(shè)計(jì)和計(jì)算往往被看做是一項(xiàng)復(fù)雜的程序，然而在以往的工作中，施工人員一般都是手工計(jì)算或者繪圖，效率低，任務(wù)量大是一方面，更嚴(yán)重的是會(huì)出現(xiàn)較高的錯(cuò)誤率。在這種情況下，工程誤差會(huì)很大。在河道施工中為了確保河流的功能，河道施工發(fā)展穩(wěn)定，CAD技術(shù)逐漸被采用并且取得了很好的成效，誤差減少必定能夠保證施工質(zhì)量，更可喜的是，施工質(zhì)量提高的同時(shí)還降低了設(shè)計(jì)成本，節(jié)約投資。

一、CAD技術(shù)及河道施工現(xiàn)狀

1.CAD技術(shù)簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design)指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開(kāi)始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移、復(fù)制和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。目前，CAD技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航天航空及水利等各個(gè)領(lǐng)域，它的應(yīng)用有利于工作人員優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高效率，對(duì)設(shè)計(jì)和施工都起到很重要的作用。

2.我國(guó)河道施工現(xiàn)狀

我國(guó)河流眾多，水量充沛，隨著季節(jié)的變化而不同，而且水力資源豐富，占有很重要的經(jīng)濟(jì)地位。但是隨著不斷開(kāi)發(fā)利用，我國(guó)河流出現(xiàn)了很多問(wèn)題，丟失了原本的功能，比如，河流沖刷河岸會(huì)導(dǎo)致河流功能受影響，也會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用癞a(chǎn)生不利影響，所以必須要對(duì)河流進(jìn)行維護(hù)和新建，發(fā)揮河道的重要作用。對(duì)我國(guó)的河道進(jìn)行施工時(shí)要充分考慮到具體河道的情況，河道施工投資大，占地面積很廣較容易對(duì)當(dāng)?shù)氐拇迕裨斐捎绊?，所以必須加?qiáng)對(duì)河道的設(shè)計(jì)和管理，選擇合適的施工手段進(jìn)行合理的導(dǎo)流開(kāi)挖。

二、CAD技術(shù)在河道施工中的應(yīng)用

1.土方等過(guò)程的計(jì)算

CAD的計(jì)算功能非常強(qiáng)大，在河道施工時(shí)就經(jīng)常用到它的計(jì)算功能，尤其在土方測(cè)量時(shí)。“查詢(xún)面積”的指令在河道施工過(guò)程中計(jì)算土石方開(kāi)挖量的過(guò)程中是經(jīng)常使用的一條指令。使用該指令進(jìn)行計(jì)算的步驟非常簡(jiǎn)單，一般包括以下幾點(diǎn)：

第一步是畫(huà)米格紙。首先要建立并選擇一個(gè)圖層，將其命名為“米格紙”作為標(biāo)記。其次要在該圖層上進(jìn)行繪畫(huà)，執(zhí)行構(gòu)造線操作命令xline，分別選H和V來(lái)繪制豎線和橫線兩條相交的構(gòu)造線。然后在CAD兩邊命令條框中選擇array命令并執(zhí)行，先后選中垂直相交的這兩條構(gòu)造線并利用陣列的功能將其依次分化成偏移量分別相等的網(wǎng)格狀圖形。這樣就繪制好了一張網(wǎng)格圖紙。為了避免在下一步的修剪過(guò)程中出現(xiàn)不必要的麻煩，在運(yùn)用陣列指令時(shí)，不要同時(shí)選中垂直相交的兩條構(gòu)造線進(jìn)行陣列分立，構(gòu)造線分立之后的一步就是修剪。為了將網(wǎng)格圖形變成自己需要的米格紙，就要對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行必要的修剪，將修剪后的米格紙標(biāo)注好高程和距離。最后一步就是將米格紙利用“帶基點(diǎn)復(fù)制”指令，通過(guò)復(fù)制粘貼變成多個(gè)，構(gòu)成一個(gè)系列便于后續(xù)操作。

第二步是畫(huà)河道施工截面圖，首先還是要建立并選中一個(gè)圖層，將其命名為“截面”。其次，要建立一個(gè)坐標(biāo)系。利用UCS命令，新建坐標(biāo)系原點(diǎn)，原點(diǎn)可以是米格紙的左下角。再次選擇UCS命令，將新的一個(gè)原點(diǎn)配合上一步中米格紙的尺寸標(biāo)注選擇新的坐標(biāo)，根據(jù)截面距離等情況，確定新原點(diǎn)的e坐標(biāo)。選擇line或者pline的命令，以截面測(cè)量成果的距離做為e坐標(biāo)，以高程當(dāng)做n坐標(biāo)，分別填寫(xiě)進(jìn)去，便得到了橫截面的圖。

第三部是計(jì)算土石方的量。首先執(zhí)行CAD的area查詢(xún)指令，用鼠標(biāo)左鍵配合鍵盤(pán)依次選中截面開(kāi)挖或回填的圖形面積，并將其標(biāo)記為S1。其次要再次執(zhí)行area指令，選中相鄰的一個(gè)截面并進(jìn)行上一步的操作，將其標(biāo)記為S2。然后，利用數(shù)學(xué)知識(shí)求出相鄰的這兩個(gè)截面的平均面積S=S1+S2/2，可知S和該相鄰的兩個(gè)截面之間的距離H的乘積便是河道施工中土石方的施工量。V=S*H。以此類(lèi)推，重復(fù)計(jì)算便可得到其他截面的工程量。最后利用excel軟件將各個(gè)截面工程量數(shù)據(jù)累加起來(lái)，便可得到整個(gè)河道工程的土石方施工量。

2.利用CAD對(duì)拱壩進(jìn)行施工

在拱壩施工的過(guò)程中，CAD發(fā)揮著很重要的作用。在建設(shè)拱壩時(shí)，在壩基礎(chǔ)混凝土的墊層是拱圈的主要部分，對(duì)墊層平面放樣，放樣密度也比較小，這樣可以很簡(jiǎn)單的測(cè)量。放樣點(diǎn)在1-2m的間距就行。工人堆砌起來(lái)也容易，他們?cè)诓僮鬟^(guò)程中要連接拱圈，這樣可以建構(gòu)幾何圖形。堆砌完拱圈之后，接下來(lái)要對(duì)拱圈施工放樣，通過(guò)在拱圈高度上的標(biāo)記來(lái)放樣。在實(shí)際的操作過(guò)程中，當(dāng)堆砌高度與原計(jì)算高度不同時(shí)，為了確保坐標(biāo)準(zhǔn)確位置，要根據(jù)實(shí)際堆砌高度計(jì)算出控制點(diǎn)的坐標(biāo)及高度位置，同時(shí)，放樣點(diǎn)的位置一定要在拱圈的位置上，這樣可以更好的控制以減少誤差。為了確保CAD 制圖坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，要對(duì)拱圈平面控制，編號(hào)后進(jìn)行定位，輸入到圖紙上。得到設(shè)計(jì)的圖之后，把實(shí)際堆砌的高度的拱圈線與CAD制圖上的設(shè)計(jì)的堆砌線進(jìn)行比較，能夠發(fā)現(xiàn)其中的誤差。

3.輔助全站儀功能

河道施工中，需要用到的儀器及工具比較多，比如全站儀就要被用到大壩放樣中，所以在使用全站儀時(shí)，CAD的輔助功能就會(huì)得到發(fā)揮，因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙就必須弄清楚各個(gè)點(diǎn)的具體坐標(biāo)位置，只有通過(guò)CAD才能滿足需要。一般我們的設(shè)計(jì)圖紙只有對(duì)拐點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)，這樣不能滿足放樣的要求，所以使用CAD來(lái)計(jì)算相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)就顯得尤為重要。主要分為四個(gè)步驟：首先，要新建原點(diǎn)，實(shí)施ucs命令，選取o為新建原點(diǎn)，關(guān)于原點(diǎn)的位置可以是任意的，然后再新建一個(gè)原點(diǎn)，這個(gè)原點(diǎn)可以鍵入一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)或者是拐點(diǎn)坐標(biāo)的負(fù)數(shù)。其次，畫(huà)出圖形的樣品，根據(jù)圖紙的關(guān)鍵點(diǎn)或者拐點(diǎn)運(yùn)用繪圖工具就能畫(huà)出草圖圖紙。再次，需要計(jì)算出其他的放樣坐標(biāo)。根據(jù)距離在新圖層上選取合適的畫(huà)圖工具，所繪圖與上一步樣圖相交，使用id命令，左鍵點(diǎn)擊相應(yīng)點(diǎn)就得出交點(diǎn)坐標(biāo)，這也就是放樣點(diǎn)。最后，需要標(biāo)出坐標(biāo)，使用dimordinate命令，把上一步得到的坐標(biāo)復(fù)制到引線的位置。此時(shí)，在重復(fù)上一步和這一步就得出全部坐標(biāo)，用這個(gè)完整的樣圖就能用全站儀放樣了。CAD 把各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)都確定了，畫(huà)出圖紙上的坐標(biāo)值，在使用全站儀，這樣可以很好的發(fā)揮CAD在全站儀測(cè)量過(guò)程中的輔助功能。

4.剖面徑向砌筑坡度的控制

CAD在剖面砌筑方面也發(fā)揮著很重要的作用，此時(shí)，堆砌基本已經(jīng)接近尾聲，如果偏差不能得到實(shí)時(shí)的調(diào)整，在下一層中也也必須要對(duì)誤差數(shù)據(jù)調(diào)整，轉(zhuǎn)移到下一步就會(huì)加大難度。在下一層的堆砌過(guò)程中必須進(jìn)行有效調(diào)整。在每一層砌筑過(guò)程中，為了讓改正壩體砌筑坡度變得簡(jiǎn)單，都要對(duì)砌筑中的誤差進(jìn)行測(cè)量。砌筑的操作工人在砌層上調(diào)整時(shí)，馬虎不得，在下層砌筑中就要對(duì)坡度誤差進(jìn)行調(diào)整，尤其還要注意的是由于誤差之間有正負(fù)號(hào)，所以在對(duì)坡度誤差進(jìn)行調(diào)整時(shí)要考慮到加減情形。

三、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的河流河道施工是國(guó)家發(fā)展的基礎(chǔ)，提升河道施工技術(shù)能夠確保河道安全。通過(guò)本文的簡(jiǎn)要分析，筆者得出，把CAD技術(shù)運(yùn)用到河道施工中具有很大的前景，CAD技術(shù)的使用，便于建立一個(gè)基于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的模擬現(xiàn)實(shí)空間，把現(xiàn)實(shí)的情況進(jìn)行數(shù)字化模擬，河道施工過(guò)程中很多的控制行為，預(yù)測(cè)到可能出現(xiàn)的問(wèn)題都可以在這個(gè)空間模擬出來(lái)，對(duì)實(shí)際的施工決策奠定了基礎(chǔ)，提供依據(jù)，同時(shí)，施工效率也大大提高。在CAD技術(shù)運(yùn)用的過(guò)程中，便于減少工作計(jì)算誤差，使圖紙的繪制更加精確，除此之外，還保障了工作人員的安全問(wèn)題，對(duì)我國(guó)河道施工甚至其它的工程施工都有極為重要的作用。

[1]孫柱升，CAD技術(shù)在施工中的應(yīng)用 [J] 科技信息，2010(11)： 266。

[2]王家法，CAD技術(shù)平臺(tái)在異形建筑施工測(cè)量中的應(yīng)用 [J] 施工技術(shù)，2012，41(18)：69- 71，120。

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1007-6344（2016）04-0196-01