王瓊喬

（海南省萬寧市地方公路管理站，海南 萬寧 571500）

0 引言

AutoCAD Civil3D是一款面向基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的建筑信息模型（BIM）解決方案。EICAD，全稱為EICAD集成交互式道路與立交設(shè)計軟件,是國內(nèi)二維設(shè)計常用軟件。隨著在BIM設(shè)計中的不斷推廣，對于BIM設(shè)計的工程量是否滿足設(shè)計精度要求，需要在實踐中論證。

1 工程概況

武漢航空企業(yè)總部區(qū)域市政配套工程（四期）工程，位于武漢市黃陂區(qū)，四期工程包括共15條道路，區(qū)域內(nèi)場地平整，均位于規(guī)劃的宋家港西路以西區(qū)域，道路等級不高，均為城市次干路及城市支路。其中，任凱湖路、慶云西路、景星路、霞飛西路、華云路（慶云西路—任凱湖路段）、6號路、14號路七條道路紅線寬30 m；景云路、華云路（任凱湖路—宋家崗西路段）道路紅線寬40 m；8號路、10號路、12號路道路紅線寬15 m；9號路道路紅線寬60m；11號路、13號路、14號路（6號路—任凱湖路段）、15號路道路紅線寬20 m。路面均采用水泥混凝土路面。

2 C i vi l3D應(yīng)用研究

在工程的可行性研究階段，該項目涉及的道路眾多，且需要計算場地平整的工程量。EICAD等傳統(tǒng)軟件不能快速且準確地估算道路土石方工程。AutoCAD Civil 3D以模型為核心的設(shè)計能夠較好的處理此類問題。

2.1 地形曲面的構(gòu)建

AutoCAD Civil 3D最基礎(chǔ)，也是最關(guān)鍵的步驟之一就是建立地形曲面。該項目收集的地形圖為1∶5000地形圖，圖1上高程點為無高程數(shù)據(jù)點，等高線為一般線條圖。設(shè)計中應(yīng)用AutoCAD Civil 3D中國化本地包近似將高程文本點賦值到文本的插入點，如圖1所示。

圖1地形點高程誤差圖

圖1中，A點為地形圖20.1 m高程所在點，應(yīng)用AutoCAD Civil 3D處理后，將20.1 m的高程賦予了B點?？梢钥闯觯幚砗蟮牡匦螆D犧牲了原地形圖的一點精度，但極大提高了工作效率。

2.2 道路網(wǎng)設(shè)計

建立了地形曲面后，就可在地形曲面上建立道路的平面和縱斷面。平面圖和縱斷面圖的設(shè)計，AutoCAD Civil 3D與EICAD等傳統(tǒng)軟件相比，優(yōu)勢不明顯，AutoCAD Civil 3D的優(yōu)勢是縱斷面地面線是動態(tài)關(guān)聯(lián)的，不用在調(diào)整平面圖后，重新建立相應(yīng)的縱斷面地面線。在可行性研究階段，不需要設(shè)計橫斷面。EICAD等傳統(tǒng)軟件采用縱斷面設(shè)計線高程進行土石方估算。AutoCAD Civil 3D中需完成道路裝配，建立道路曲面后與地形曲面比較進行土石方計算。土石方計算結(jié)果對比見表1，并在圖中繪制EICAD與AutoCAD Civil 3D填、挖方比值圖，如圖2和圖3所示。

表1道路土石方估算比較表

圖2填方比值圖

圖3挖方比值圖

從上述圖表中可以看出，采用EICAD和Auto-CAD Civil 3D估算的土石方量相差較大，且沒有規(guī)律可循。以較短的15號路分析，平面圖如圖4所示。

圖4 15號路平面圖

起點設(shè)計高程為25 m，終點設(shè)計高程為23.004 m，直線坡。在EICAD中縱斷面地面線高程見表2。

表2EICAD縱斷面地面線高程

在AutoCAD Civil 3D中，地形曲面由圖4中圓圈的高程點構(gòu)網(wǎng)而成。故可以看出，AutoCAD Civil 3D中起點地面高程約為27 m，由此估算土石方數(shù)量，AutoCAD Civil 3D估算挖方數(shù)量遠大于EICAD挖方數(shù)量。因為該次收集地形圖為1∶5000地形圖，適用于工程可行性研究的精度要求，數(shù)據(jù)的準確性需要在施工圖階段進一步的驗證。土石方合計量中，挖方量比較接近，填方量的差值也沒有數(shù)量級的差別。在EICAD中，縱斷面高程均為人為讀數(shù)，存在一定的誤差，故該次設(shè)計采用AutoCAD Civil 3D估算值。在地形圖中，塘、溝等一般沒有高程點，而在人工讀數(shù)中的高差存在一定的誤差，由此也給AutoCAD Civil 3D估算值帶來不小的誤差。

2.3 場地的設(shè)計

在EICAD等傳統(tǒng)軟件計算場地土石方量時，一般采用先以場地的對稱軸設(shè)計路線，然后讀取地面線高程與代表型橫斷面地面線高程，再根據(jù)四周道路設(shè)計標高推算路線縱斷面設(shè)計高程，最后估算場地土石方數(shù)量。傳統(tǒng)的設(shè)計方法比較繁瑣，且人工讀數(shù)誤差大，耗時費力，效率較為低下。該次設(shè)計采用AutoCAD Civil 3D進行。第一步，將道路邊線圍成的地塊邊線轉(zhuǎn)化為多段線；第二步，創(chuàng)建放坡，將多段線轉(zhuǎn)化為要素線，并賦予關(guān)鍵點的高程；第三步，放坡至低于要素線標高0.5 m，作為場地設(shè)計高程；最后，通過查詢放坡組特性，得出場地的土石方。部分地塊放坡模型如圖5所示。

圖5地塊放坡圖

3 C i vi l3D應(yīng)用效果分析

AutoCAD Civil 3D是一款重要的BIM解決方案和設(shè)計工作的工具平臺，已經(jīng)看出AutoCAD Civil 3D在地形處理上有巨大優(yōu)勢，提供的三維曲面為道路設(shè)計與計算帶來了極大便利。該次在可行性研究階段運用AutoCAD Civil 3D也遇到了相當(dāng)多的問題，如在通過傳統(tǒng)地形圖轉(zhuǎn)化為三維地形圖多次反復(fù)，在地塊放坡中是否可運用每條道路部分段落進行放坡處理地塊等等問題，進一步的探索包括，定制滿足公司要求的施工圖模板文件，自動生成道路設(shè)計中的各種數(shù)量表等等。

4 結(jié) 語

本文通過對同一項目的對比設(shè)計，可以看出采用AutoCAD Civil 3D以模型為核心的軟件計算的土后方量比傳統(tǒng)以圖形為核心的軟件更為精細。作為Autodesk公司發(fā)布BIM設(shè)計軟件的套件之一，本地化仍然需要進行相當(dāng)?shù)墓ぷ鳎愿軌蜻m用中國的使用者。BIM是一種全新的理念，是建筑業(yè)信息化的發(fā)展趨勢[1]。