淺談CAD技術在河道施工中的應用

駱 恒(廣西恒晟建設集團有限公司，廣西桂林 541199)

淺談CAD技術在河道施工中的應用

駱 恒
(廣西恒晟建設集團有限公司，廣西桂林 541199)

CAD技術最早的應用是在汽車制造、航空航天以及電子工業的大公司中，隨著計算機變得更便宜，應用范圍也逐漸變廣。目前，CAD在工程領域常常被用到，所以本文主要探討了在河道施工中CAD的重要作用，同時，還指出在具體的工程測量中對圖形的繪制，并據此分析和計算數據，成為河道施工的基礎。

CAD技術；河道施工；應用

在河道施工中，設計和計算往往被看做是一項復雜的程序，然而在以往的工作中，施工人員一般都是手工計算或者繪圖，效率低，任務量大是一方面，更嚴重的是會出現較高的錯誤率。在這種情況下，工程誤差會很大。在河道施工中為了確保河流的功能，河道施工發展穩定，CAD技術逐漸被采用并且取得了很好的成效，誤差減少必定能夠保證施工質量，更可喜的是，施工質量提高的同時還降低了設計成本，節約投資。

一、CAD技術及河道施工現狀

1.CAD技術簡介

計算機輔助設計(Computer Aided Design)指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移、復制和旋轉等有關的圖形數據加工工作。目前，CAD技術已經被廣泛應用于機械、電子、航天航空及水利等各個領域，它的應用有利于工作人員優化設計方案，提高效率，對設計和施工都起到很重要的作用。

2.我國河道施工現狀

我國河流眾多，水量充沛，隨著季節的變化而不同，而且水力資源豐富，占有很重要的經濟地位。但是隨著不斷開發利用，我國河流出現了很多問題，丟失了原本的功能，比如，河流沖刷河岸會導致河流功能受影響，也會對當地居民產生不利影響，所以必須要對河流進行維護和新建，發揮河道的重要作用。對我國的河道進行施工時要充分考慮到具體河道的情況，河道施工投資大，占地面積很廣較容易對當地的村民造成影響，所以必須加強對河道的設計和管理，選擇合適的施工手段進行合理的導流開挖。

二、CAD技術在河道施工中的應用

1.土方等過程的計算

CAD的計算功能非常強大，在河道施工時就經常用到它的計算功能，尤其在土方測量時。“查詢面積”的指令在河道施工過程中計算土石方開挖量的過程中是經常使用的一條指令。使用該指令進行計算的步驟非常簡單，一般包括以下幾點：

第一步是畫米格紙。首先要建立并選擇一個圖層，將其命名為“米格紙”作為標記。其次要在該圖層上進行繪畫，執行構造線操作命令xline，分別選H和V來繪制豎線和橫線兩條相交的構造線。然后在CAD兩邊命令條框中選擇array命令并執行，先后選中垂直相交的這兩條構造線并利用陣列的功能將其依次分化成偏移量分別相等的網格狀圖形。這樣就繪制好了一張網格圖紙。為了避免在下一步的修剪過程中出現不必要的麻煩，在運用陣列指令時，不要同時選中垂直相交的兩條構造線進行陣列分立，構造線分立之后的一步就是修剪。為了將網格圖形變成自己需要的米格紙，就要對網格進行必要的修剪，將修剪后的米格紙標注好高程和距離。最后一步就是將米格紙利用“帶基點復制”指令，通過復制粘貼變成多個，構成一個系列便于后續操作。

第二步是畫河道施工截面圖，首先還是要建立并選中一個圖層，將其命名為“截面”。其次，要建立一個坐標系。利用UCS命令，新建坐標系原點，原點可以是米格紙的左下角。再次選擇UCS命令，將新的一個原點配合上一步中米格紙的尺寸標注選擇新的坐標，根據截面距離等情況，確定新原點的e坐標。選擇line或者pline的命令，以截面測量成果的距離做為e坐標，以高程當做n坐標，分別填寫進去，便得到了橫截面的圖。

第三部是計算土石方的量。首先執行CAD的area查詢指令，用鼠標左鍵配合鍵盤依次選中截面開挖或回填的圖形面積，并將其標記為S1。其次要再次執行area指令，選中相鄰的一個截面并進行上一步的操作，將其標記為S2。然后，利用數學知識求出相鄰的這兩個截面的平均面積S=S1+S2/2，可知S和該相鄰的兩個截面之間的距離H的乘積便是河道施工中土石方的施工量。V=S*H。以此類推，重復計算便可得到其他截面的工程量。最后利用excel軟件將各個截面工程量數據累加起來，便可得到整個河道工程的土石方施工量。

2.利用CAD對拱壩進行施工

在拱壩施工的過程中，CAD發揮著很重要的作用。在建設拱壩時，在壩基礎混凝土的墊層是拱圈的主要部分，對墊層平面放樣，放樣密度也比較小，這樣可以很簡單的測量。放樣點在1-2m的間距就行。工人堆砌起來也容易，他們在操作過程中要連接拱圈，這樣可以建構幾何圖形。堆砌完拱圈之后，接下來要對拱圈施工放樣，通過在拱圈高度上的標記來放樣。在實際的操作過程中，當堆砌高度與原計算高度不同時，為了確保坐標準確位置，要根據實際堆砌高度計算出控制點的坐標及高度位置，同時，放樣點的位置一定要在拱圈的位置上，這樣可以更好的控制以減少誤差。為了確保CAD 制圖坐標的準確性，要對拱圈平面控制，編號后進行定位，輸入到圖紙上。得到設計的圖之后，把實際堆砌的高度的拱圈線與CAD制圖上的設計的堆砌線進行比較，能夠發現其中的誤差。

3.輔助全站儀功能

河道施工中，需要用到的儀器及工具比較多，比如全站儀就要被用到大壩放樣中，所以在使用全站儀時，CAD的輔助功能就會得到發揮，因為設計圖紙就必須弄清楚各個點的具體坐標位置，只有通過CAD才能滿足需要。一般我們的設計圖紙只有對拐點及關鍵點的坐標，這樣不能滿足放樣的要求，所以使用CAD來計算相應的坐標點就顯得尤為重要。主要分為四個步驟：首先，要新建原點，實施ucs命令，選取o為新建原點，關于原點的位置可以是任意的，然后再新建一個原點，這個原點可以鍵入一個關鍵點或者是拐點坐標的負數。其次，畫出圖形的樣品，根據圖紙的關鍵點或者拐點運用繪圖工具就能畫出草圖圖紙。再次，需要計算出其他的放樣坐標。根據距離在新圖層上選取合適的畫圖工具，所繪圖與上一步樣圖相交，使用id命令，左鍵點擊相應點就得出交點坐標，這也就是放樣點。最后，需要標出坐標，使用dimordinate命令，把上一步得到的坐標復制到引線的位置。此時，在重復上一步和這一步就得出全部坐標，用這個完整的樣圖就能用全站儀放樣了。CAD 把各個點的坐標都確定了，畫出圖紙上的坐標值，在使用全站儀，這樣可以很好的發揮CAD在全站儀測量過程中的輔助功能。

4.剖面徑向砌筑坡度的控制

CAD在剖面砌筑方面也發揮著很重要的作用，此時，堆砌基本已經接近尾聲，如果偏差不能得到實時的調整，在下一層中也也必須要對誤差數據調整，轉移到下一步就會加大難度。在下一層的堆砌過程中必須進行有效調整。在每一層砌筑過程中，為了讓改正壩體砌筑坡度變得簡單，都要對砌筑中的誤差進行測量。砌筑的操作工人在砌層上調整時，馬虎不得，在下層砌筑中就要對坡度誤差進行調整，尤其還要注意的是由于誤差之間有正負號，所以在對坡度誤差進行調整時要考慮到加減情形。

三、結語

我國的河流河道施工是國家發展的基礎，提升河道施工技術能夠確保河道安全。通過本文的簡要分析，筆者得出，把CAD技術運用到河道施工中具有很大的前景，CAD技術的使用，便于建立一個基于實際現場的模擬現實空間，把現實的情況進行數字化模擬，河道施工過程中很多的控制行為，預測到可能出現的問題都可以在這個空間模擬出來，對實際的施工決策奠定了基礎，提供依據，同時，施工效率也大大提高。在CAD技術運用的過程中，便于減少工作計算誤差，使圖紙的繪制更加精確，除此之外，還保障了工作人員的安全問題，對我國河道施工甚至其它的工程施工都有極為重要的作用。

[1]孫柱升，CAD技術在施工中的應用 [J] 科技信息，2010(11)： 266。

[2]王家法，CAD技術平臺在異形建筑施工測量中的應用 [J] 施工技術，2012，41(18)：69- 71，120。

TU75

B

1007-6344（2016）04-0196-01