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Civil3D中更科学的道路交叉口设计理论

发布于:2023-07-24 16:09:44
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本文转载来源:微信公众号- 成塔软件,更多内容请关注公众号!

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 我国的城市交叉口设计和施工很多都是粗制滥造、病害百出。

    相信所有在城市生活过的居民都深有体会吧?每次下雨,人们经过交叉口的时候,姿势都千奇百怪、形态各异。有人纵身跳跃,施展水上漂的轻功;有人从容面对,一步一个水花;有人站在那里,四处观望,就好像经验丰富的船长......

    究其原因,是交叉口的三维设计没有做好,业内也叫做“交叉口的竖向设计”。传统教科书以及传统的道路设计软件是没有交叉口三维设计的,只有竖向设计。这也就不奇怪,为什么各大城市的交叉口实际运营情况如此不堪。

    下面我们来综合讨论一下Civil3D交叉口设计功能与传统教科书和现有二维道路设计软件之间的区别吧。本文并不打算详细讲解操作流程,我们计划会录制一系列的视频来演示Civil3D三维交叉口操作步骤,这些视频会发表到“成塔软件”视频公众号中。

“成塔软件”视频公众号

成塔哥,公众号:成塔软件欢迎观看:《混动设计》短视频

  1. 纵断面设计。

    1. 在进行交叉口设计时,主线和被交线的平面和纵断面是已知的。

    2. 教科书中的交叉口设计,边线的高程设计采用了固定模式,比如直线的起终点,圆弧的起终点和中间点等,将这些特征点赋予高程后,交叉口竖向设计就算做完了。因此,传统的二维道路软件也是如此操作的。这种方式操作简单,不需要动脑子,但是却不能灵活处理实际项目中遇到的真正需求。

    3. Civil3D在交叉口竖向设计中,提供了完整的边线纵断面功能,这种操作的基础是Civil3D面向对象的软件开发方式,将路线、纵断面等都定义为对象,因此在一个DWG文件中就可以让多个对象共存并互相影响。因为有了完整纵断面功能,就可以更加灵活的控制交叉口的三维高程了,而不是局限于几个特征点。当然,无论交叉口是否有缓和曲线,是否有竖曲线,都不影响Civil3D的交叉口设计。而这些因素受限于国内软件厂商的研发实力,往往解决不好。

  2. 道路模型。
    Civil3D的三维交叉口设计是基于道路模型的,而Civil3D的道路模型功能之强大,无论如何强调都不过分。传统二维软件没有道路模型的概念,所以这块也就没办法比较了。那道路模型又有什么用呢?道路模型是三维设计的基础,是创建BIM模型最重要的环节,是融入BIM生态环境的根本要素。

  3. 交叉口区域划分。
    传统教科书中并没有交叉口区域划分的概念,二维软件对这个概念也语焉不详,因为没有这个知识储备,这是造成很多人最开始学习Civil3D交叉口功能感到困惑的根本原因。因为教科书中没有交叉口区域这个词,也就导致了我们设计理论的缺陷,所以国内主流知识界不存在交叉口三维设计思想,更何谈交叉口三维设计成果?
    Civil3D中一个典型交叉口的区块划分如下图(对话框左下角),图中只给出了“加铺转角”部分的示例,这部分是最复杂的。如果能搞清楚的话,其他直线段的就很容易理解了:

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    在构建交叉口BIM模型的时候,基线和逻辑目标是跳跃的,原理解释如下图:

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    图中西南象限分为三个区域,1和3的直线区间是以主线为基线,向外生成道路模。区间2是以黄色的边线为基线,向内生成道路模型。很多初学Civil3D交叉口的人,这个地方是要花一些时间来理解的。

  4. 交叉口BIM模型。
    交叉口除了有三维表面的设计以外,也要有自己的路面结构。借助Civil3D强大的部件/装配/道路模型功能,构建准确的交叉口BIM模型就变得快速而简单了。
    如果将常用的交叉口横断面预定义成装配库(参见文章结尾),创建一个交叉口BIM模型只是一两分钟的事情。

  5. 曲面分析。
    交叉口设计得是否合理,排水是否顺畅,借助Civil3D异常强大的曲面分析功能,就可以做得很好,包括曲面跌水的分析、曲面汇水的分析,曲面高程、坡度、坡面分析等,有了这些分析我们才能更好的确定集水井应该设置在哪里,哪里可能会产生积水,哪里汇水面积过大等。

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    没有曲面分析的交叉口竖向设计,就像一个人没有生命和灵魂。甚至可以说,没有经过曲面分析的交叉口设计,就是不合格产品。这也是造成我国过去几十年在城市各处所设计和施工的交叉口,一到下雨就原形毕露的根本原因。我们从教科书到二维道路设计软件,都没有这方面的功能!交叉口设计理论死板,交叉口设计工作不完善,再加上后期的路面修修补补使得交叉口的排水功能基本失能,为人们的日常生活带来了诸多困扰。在设计交叉口的时候,应该充分考虑各种不利因素,确保交叉口能够正常使用。


    当然,Civil3D的交叉口设计也有缺点,就是操作繁琐,由此导致了设计效率变低。成塔《混动设计》软件基于Civil3D的核心功能开发了一系列的提高效率工具,能够大大提高交叉口的三维设计效率,甚至可以达到比传统二维交叉口软件效率更高的程度。当前软件命令截图如下:

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    另外,成塔《混动设计》软件中交叉口模块还在大幅改造,使其更加好用易用,希望能够为我国落后的交叉口设计能力提供帮助。


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