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Civil3D中更科學(xué)的道路交叉口設(shè)計(jì)理論

發(fā)布于：2023-07-24 16:09:44

首頁(yè)/技術(shù)分享/Civil3D

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本文轉(zhuǎn)載來源：微信公眾號(hào)- 成塔軟件，更多內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注公眾號(hào)！

圖片.png

我國(guó)的城市交叉口設(shè)計(jì)和施工很多都是粗制濫造、病害百出。

相信所有在城市生活過的居民都深有體會(huì)吧？每次下雨，人們經(jīng)過交叉口的時(shí)候，姿勢(shì)都千奇百怪、形態(tài)各異。有人縱身跳躍，施展水上漂的輕功；有人從容面對(duì)，一步一個(gè)水花；有人站在那里，四處觀望，就好像經(jīng)驗(yàn)豐富的船長(zhǎng)......

究其原因，是交叉口的三維設(shè)計(jì)沒有做好，業(yè)內(nèi)也叫做“交叉口的豎向設(shè)計(jì)”。傳統(tǒng)教科書以及傳統(tǒng)的道路設(shè)計(jì)軟件是沒有交叉口三維設(shè)計(jì)的，只有豎向設(shè)計(jì)。這也就不奇怪，為什么各大城市的交叉口實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況如此不堪。

下面我們來綜合討論一下Civil3D交叉口設(shè)計(jì)功能與傳統(tǒng)教科書和現(xiàn)有二維道路設(shè)計(jì)軟件之間的區(qū)別吧。本文并不打算詳細(xì)講解操作流程，我們計(jì)劃會(huì)錄制一系列的視頻來演示Civil3D三維交叉口操作步驟，這些視頻會(huì)發(fā)表到“成塔軟件”視頻公眾號(hào)中。

“成塔軟件”視頻公眾號(hào)
成塔哥，公眾號(hào)：成塔軟件歡迎觀看：《混動(dòng)設(shè)計(jì)》短視頻

縱斷面設(shè)計(jì)。

在進(jìn)行交叉口設(shè)計(jì)時(shí)，主線和被交線的平面和縱斷面是已知的。
教科書中的交叉口設(shè)計(jì)，邊線的高程設(shè)計(jì)采用了固定模式，比如直線的起終點(diǎn)，圓弧的起終點(diǎn)和中間點(diǎn)等，將這些特征點(diǎn)賦予高程后，交叉口豎向設(shè)計(jì)就算做完了。因此，傳統(tǒng)的二維道路軟件也是如此操作的。這種方式操作簡(jiǎn)單，不需要?jiǎng)幽X子，但是卻不能靈活處理實(shí)際項(xiàng)目中遇到的真正需求。
Civil3D在交叉口豎向設(shè)計(jì)中，提供了完整的邊線縱斷面功能，這種操作的基礎(chǔ)是Civil3D面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方式，將路線、縱斷面等都定義為對(duì)象，因此在一個(gè)DWG文件中就可以讓多個(gè)對(duì)象共存并互相影響。因?yàn)橛辛送暾v斷面功能，就可以更加靈活的控制交叉口的三維高程了，而不是局限于幾個(gè)特征點(diǎn)。當(dāng)然，無論交叉口是否有緩和曲線，是否有豎曲線，都不影響Civil3D的交叉口設(shè)計(jì)。而這些因素受限于國(guó)內(nèi)軟件廠商的研發(fā)實(shí)力，往往解決不好。

道路模型。
Civil3D的三維交叉口設(shè)計(jì)是基于道路模型的，而Civil3D的道路模型功能之強(qiáng)大，無論如何強(qiáng)調(diào)都不過分。傳統(tǒng)二維軟件沒有道路模型的概念，所以這塊也就沒辦法比較了。那道路模型又有什么用呢？道路模型是三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是創(chuàng)建BIM模型最重要的環(huán)節(jié)，是融入BIM生態(tài)環(huán)境的根本要素。
交叉口區(qū)域劃分。
傳統(tǒng)教科書中并沒有交叉口區(qū)域劃分的概念，二維軟件對(duì)這個(gè)概念也語焉不詳，因?yàn)闆]有這個(gè)知識(shí)儲(chǔ)備，這是造成很多人最開始學(xué)習(xí)Civil3D交叉口功能感到困惑的根本原因。因?yàn)榻炭茣袥]有交叉口區(qū)域這個(gè)詞，也就導(dǎo)致了我們?cè)O(shè)計(jì)理論的缺陷，所以國(guó)內(nèi)主流知識(shí)界不存在交叉口三維設(shè)計(jì)思想，更何談交叉口三維設(shè)計(jì)成果？
Civil3D中一個(gè)典型交叉口的區(qū)塊劃分如下圖（對(duì)話框左下角），圖中只給出了“加鋪轉(zhuǎn)角”部分的示例，這部分是最復(fù)雜的。如果能搞清楚的話，其他直線段的就很容易理解了：

在構(gòu)建交叉口BIM模型的時(shí)候，基線和邏輯目標(biāo)是跳躍的，原理解釋如下圖：

圖中西南象限分為三個(gè)區(qū)域，1和3的直線區(qū)間是以主線為基線，向外生成道路模。區(qū)間2是以黃色的邊線為基線，向內(nèi)生成道路模型。很多初學(xué)Civil3D交叉口的人，這個(gè)地方是要花一些時(shí)間來理解的。
交叉口BIM模型。
交叉口除了有三維表面的設(shè)計(jì)以外，也要有自己的路面結(jié)構(gòu)。借助Civil3D強(qiáng)大的部件/裝配/道路模型功能，構(gòu)建準(zhǔn)確的交叉口BIM模型就變得快速而簡(jiǎn)單了。
如果將常用的交叉口橫斷面預(yù)定義成裝配庫(kù)（參見文章結(jié)尾），創(chuàng)建一個(gè)交叉口BIM模型只是一兩分鐘的事情。
曲面分析。
交叉口設(shè)計(jì)得是否合理，排水是否順暢，借助Civil3D異常強(qiáng)大的曲面分析功能，就可以做得很好，包括曲面跌水的分析、曲面匯水的分析，曲面高程、坡度、坡面分析等，有了這些分析我們才能更好的確定集水井應(yīng)該設(shè)置在哪里，哪里可能會(huì)產(chǎn)生積水，哪里匯水面積過大等。

沒有曲面分析的交叉口豎向設(shè)計(jì)，就像一個(gè)人沒有生命和靈魂。甚至可以說，沒有經(jīng)過曲面分析的交叉口設(shè)計(jì)，就是不合格產(chǎn)品。這也是造成我國(guó)過去幾十年在城市各處所設(shè)計(jì)和施工的交叉口，一到下雨就原形畢露的根本原因。我們從教科書到二維道路設(shè)計(jì)軟件，都沒有這方面的功能！交叉口設(shè)計(jì)理論死板，交叉口設(shè)計(jì)工作不完善，再加上后期的路面修修補(bǔ)補(bǔ)使得交叉口的排水功能基本失能，為人們的日常生活帶來了諸多困擾。在設(shè)計(jì)交叉口的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮各種不利因素，確保交叉口能夠正常使用。

當(dāng)然，Civil3D的交叉口設(shè)計(jì)也有缺點(diǎn)，就是操作繁瑣，由此導(dǎo)致了設(shè)計(jì)效率變低。成塔《混動(dòng)設(shè)計(jì)》軟件基于Civil3D的核心功能開發(fā)了一系列的提高效率工具，能夠大大提高交叉口的三維設(shè)計(jì)效率，甚至可以達(dá)到比傳統(tǒng)二維交叉口軟件效率更高的程度。當(dāng)前軟件命令截圖如下：

另外，成塔《混動(dòng)設(shè)計(jì)》軟件中交叉口模塊還在大幅改造，使其更加好用易用，希望能夠?yàn)槲覈?guó)落后的交叉口設(shè)計(jì)能力提供幫助。