【BIM学院】第二十六期 路桥BIM设计建模，有这样的套路才能高效出图！

Civil 3D为 土木工程提供了一个更出色的测量、设计、分析与文档处理解决方案。Civil 3D是三维设计软件，兼备3D功能的CAD，可绘制施工图，创建路桥隧BIM模型，三维市政管网，可计算土方、水工计算库容，可做参数化设计程序二次开发。

一、软件界面

AutoCAD Civil 3D架构在AutoCAD之上。因此AutoCAD的标准功能（如命令行、AutoCAD工具栏等）在Civil 3D中 的工作方式在AutoCAD中的工作方式完全相同。除此之外，Civil 3D用户界面增加了一些用于创建和管理土木工程设计信息的工具，如工具空间、全景窗口等。

1、功能区

当同时选择多个不同类型的对象时，功能区将显示“个”上下文选项卡。

2、工具空间

树结构：“工具空间”树以分层结构形式显示项目中的设计数据及设置信息。选择其中的一项，可以列表视图或图形视图的方式来查看、编辑其中的数据。

项视图：可以通过列表视图或图形视图显示有关某项或某集合内容的消息。

“浏览”选项卡：用来管理和访问图形对象和项目对象。

“设定”选项卡：用来管理和访问所有的对象样式、标签样式和表格样式，以及控制图形命令的设置。

“测量”选项卡：用来管理测量用户和系统设置以及测量数据。

“工具箱”选项卡：用来访问“报告管理器”、速博扩展程序和添加自定义工具。

3、工具选择板

提供了一种用来组织、共享和放置块、图案填充及其他工具的有效方法，从中可以快速选择需要的命令、图块等来创建新的图形。

包含了一系列常用的公制部件和装配，主要用于道路的横断面的设计。

4、布局工具栏和全景窗口

Civil 3D中的许多对象是使用专用的布局工具栏来创建和编辑的。

“全景”窗口是Civil 3D另一个进行浏览、编辑设计信息的最重要的窗口。

二、数字地形模型

1、利用曲面来表示三维的地形

2、曲面的类型

1）三角网曲面

     适用于：使用不规则分布的采样数据来映射复杂的曲面和分析局部区域

2）三角网体积曲面

3）栅格曲面

     适用于：使用均匀分布的采样数据来映射比较均匀的曲面，分析大型研究区域

4）栅格体积曲面

3、创建曲面

工具空间－快捷信息浏览－曲面（右键）－新建

4、定义曲面

1）添加源数据

工具空间－快捷信息浏览－曲面－所选曲面－定义

地形曲面的数据来源

–点编组

–等高线

–特征线

–边界

–DEM（数字高程模型）文件

–AutoCAD 对象

2）添加点文件

工具空间－快捷信息浏览－曲面－所选曲面－定义－点文件－右键－添加

3）添加等高线，高程点

工具空间－快捷信息浏览－曲面－所选曲面－定义－点文件－右键－添加

5、曲面特性

工具空间－快捷信息浏览－曲面－所选曲面（右键）－特性

信息 –名称 –描述 –样式

定义 –设置数据源 –排除粗差点

1）曲面特性分析

工具空间－快捷信息浏览－曲面－所选曲面（右键）－特性-分析

自定义范围划分和配色方案（高程、坡度、流域……）

2）曲面特性统计

工具空间－快捷信息浏览－曲面－所选曲面（右键）－特性-统计信息

DTM的各种统计数据（坐标、高程、坡度、三角划分……）

6、曲面样式

工具空间－快捷信息浏览－曲面－所选曲面（右键）－编辑曲面样式

1）曲面的显示方式：

点  等高线  三角形

高程  栅格  坡度

坡比箭头  流域

2）二维与三维视图：

根据视图方向自动改变显示方式

3）等高线

–等高线间距 –平滑方式 

4）高程着色

–范围划分 –显示类型 –配色方案 

5）流域分析

–流域标签

7、曲面标签

“注记”选项卡－“标签和表”面板－“添加标签”按钮－曲面－添加曲面标签

8、提取全面对象

“修改”选项卡－“地面数据”面板－“曲面”按钮－曲面－上下文选项卡－“曲面工具”面板-提取对象

提示：所见即所得

9、曲面的遮罩

工具空间“浏览”选项卡－“曲面”集合－“曲面”对象－遮罩－单击鼠标右键-新建遮罩

提示：注意区分内外部遮罩

三、道路设计

1、路线设计-道路水平设计

1）路线（水平路线/平曲线）：道路中心线的水平投影，即俯视图形

2）路线类型及用途

中心线：通常被用到道路中心设计线；

偏移：用作道路的边缘线，或者道路的特征线；

加铺转角：与偏移路线可自动创建为交叉点的组件；

轨道：用作铁路设计（铁路曲线段的桩号在一些国家和地区由单位弦长计算）；

其他：用作管道设计的参考路线。

3）路线的创建

交点法

线元法

从AutoCAD对象创建路线

4）从AutoCAD对象创建路线

绘制一条多段线

常用－创建设计－路线－按多段线创建－创建路线对话框－确定

选择该多段线

优点：对AutoCAD用户来说易于上手

缺点：路段之间没有几何约束性，难以修改设计

通常不推荐使用！

5）布局创建-交点法

常用－创建设计－路线－路线创建工具－创建路线对话框－确定

步骤：设置曲线参数

         从起点开始连续绘制

         中途可以变更曲线参数

         到终点结束命令

6）线元法的类型

固定——两端都是固定位置

浮动——一端附着于已有路段，另一端是固定位置

自由——两端都附着于已有路段

按布局创建——线元法

常用－创建设计－路线－路线创建工具－创建路线对话框－确定

步骤：绘制固定路段

         使用浮动或自由约束设计路段

          可以先分段设计，再连接起来

提示：线元法和交点法不是互斥的，在一条路线中可以同时使用两种方法。

7）路线编辑

使用布局工具

右键菜单 － 编辑路线形状

使用夹点

在图上直接拖动修改

布景精确编辑

路线样式与标签

2、纵断面的创建与编辑

1）动态纵断面

根据路线和曲面创建

自动生成，动态更新，不需用户干预

随地形高低起伏不平

2）设计纵断面

通常在地形纵断面图上创建

由用户创建，与曲面无直接关系

使用直线、圆曲线和抛物线设计

3）创建地形纵断面

“常用”功能区－“创建设计”面板－纵断面－创建曲面纵断面－对话框

步骤：选择路线和曲面

         确定采样范围和偏移

         添加纵断面

         在纵断面图中绘制

提示：地形纵断面数据不能手工修改，而是自动生成。

4）创建设计纵断面

“常用”功能区－“创建设计”面板－纵断面－纵断面工具－选择纵断面图-对话框

步骤：选择纵断面图

         在纵断面图中绘制

设计方式：

沿“地形纵断面”绘制近似直线、切线

在拐点处绘制抛物线

3、装配和道路

1）部件和装配

部件：用于组成标准横断面的基本设计元素。

2）部件代码

代码就是为部件几何单元上的点、连接、造型所创建的文字名称。

3）创建典型的道路装配

“常用”功能区－“创建设计”面板－装配－创建装配-对话框

4）创建道路

“常用”功能区－“创建设计”面板－道路－创建道路-对话框

四、场地设计——放坡

1、放坡-设计建造地面

放坡对象通常坡脚、边坡线、投影线以及投影线围成的面组成

“常用”功能区－“创建设计”面板－放坡－放坡创建工具

五、土方计算

1、土方计算的概念

在同一个区域建立两个（或多个）曲面，比较曲面之间的体积差，就是土方量。

Civil 3D的土方算法：精确比较两个曲面之间的体积。（如果曲面完全准确的反映地形，那么土方计算的结果也完全准确。）

不是近似算法，而是精确算法！

2、土方计算流程

1）生成原始地形曲面

2）生成设计地形曲面

3）使用曲面工具计算土方

3、使用曲面工具计算土方

主菜单－“分析” 选项卡－体积和材质面板－体积工具

创建体积条目

设置基面和对照曲面，自动计算土方

曲面变化时需要更新计算结果

4、放坡体积工具

1）在三维地形上进行建模

三维参数化的放坡工具

设计各种复杂的开挖、填筑和场地平整面

修改参数时，自动更新整个模型

2）自动计算土方挖填量

调整设计高程，更新土方量

自动进行土方平衡

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