[发明专利]适用于水利水电工程规划设计阶段场地平整的设计方法

说明书

本发明公开了一种适用于水利水电工程规划设计阶段场地平整的设计方法，包括获取原始场地地形数据；创建地形曲面，并确定研究范围；确定场地平整的基准线，并生成要素线；利用Civil3D的放坡功能，输入放坡参数后，创建场地平整模型，并初步试算土石方挖填量；判断土石方挖填量是否满足需求；确定土方石挖填量，创建道路模型；利用道路模型生成设计曲面，获得最终土方石挖填量。本发明中的方法采用了“先初试，再详算”、“先利用部件创建场地曲面，再调用到其他三维设计平台”的设计思路，提高了水电工程场地的设计效率和容错性，有利于规划设计方案的制定，避免了因基准线选择不合理、模型细节复杂导致的计算时间过长，软件卡顿。

技术领域

本发明涉及土建工程技术领域，具体涉及一种适用于水利水电工程规划设计阶段场地平整的设计方法。

背景技术

土石方开挖、回填量是土建工程成本核算的重要指标，对于在高山峡谷的大型水利水电工程，场地平整工程往往涉及大区域、大体量的土石方开挖、回填工作。在规划设计阶段，快速计算土石方、确定开挖开口线、填筑渣脚线的位置非常重要。

目前，随着BIM技术的普及，三维设计软件逐渐被应用于水利水电工程的规划设计，然而，其部分功能无法很好地满足水利水电工程场地平整的设计需求，水利水电工程的场地平整由于需求面积大、地形复杂，经常涉及需要设置多级马道的开挖回填边坡，3DE、Civil3D等平台的原生功能无法满足规划设计的效率要求，他们的缺点如下：

如果使用3DE进行场地平整设计，虽然可以创建断面草图、参数化放坡，但受制于电脑硬件配置、求交集计算的容错率、地形精度的影响，很容易出现计算时间长、中途报错的问题。

而Civil3D相比于3DE虽然容错率高、土石方计算速度快，但缺乏快速生成多级放坡的功能。目前常用的三种Civil3D创建场地放坡方法的如下：

1.用Civil3D的传统放坡方法，若运用“GradetoSurface”的放坡样式只能进行一次放坡，不能满足多级马道的设计要求；

2.若采用“GradetoRelativeElevation”的放坡样式则需要将一级一级地进行放坡、设置参数，再对生成的曲面进行二次处理，最后利用体积曲面计算挖填方量，放坡的方法操作繁琐，且面对规划设计阶段方案需要多次调整的情况下，操作较为不方便；

3.如果利用“部件装配道路模型”的方法，Civil3D并未提供现成的部件，在利用现有部件创建装配时与“放坡”功能同样操作繁琐。虽然有人使用SubassemblyComposer创建了新型部件来弥补相关部件，但往往也需要逐级改动边坡、马道数据，对生成的曲面进行裁剪处理才能满足设计需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是BIM面向水利水电工场地平整设计的不足，目的在于提供一种适用于水利水电工程规划设计阶段场地平整的设计方法，提高人员在水利水电工程规划设计阶段渣场、场地平整设计的工作效率和设计精度。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于水利水电工程规划设计阶段场地平整的设计方法，包括：

S1、获取原始场地地形数据，并将其转化为三维空间点数据、等高线数据或特征线数据；

S2、利用Civil3D创建地形曲面，并确定研究范围，根据研究范围对地形曲面进行裁剪和处理；

S3、确定场地平整的基准线，并生成要素线；

S4、利用Civil3D的放坡功能，输入放坡参数后，创建场地平整模型，并初步试算土石方挖填量；

S5、判断土石方挖填量是否满足需求；若不满足，则调整放坡参数或要素线位置，并跳转步骤S4；若满足，则进行步骤S6；

S6、确定土方石挖填量，并通过多级挖填边坡部件创建道路模型；