CASS結合CIVIL 3D在堆場復雜坡度計算中的應用研究

李學平 曹洲平

民航機場建設工程有限公司 天津 300450

在公路、鐵路、堆場、機場跑道等工程中，依據坡度計算相應位置結構頂面高程是工程測量中經常遇到工作，特別是道路工程已有成熟的計算軟件來完成道路頂面標高的計算工作；而在堆場工程中，當堆場上存在建筑物時，經常在兩個方向上存在坡度，設計單位設計的坡度也有一定的隨意性，造成相應的計算軟件并不適用，本文以實際工程利用CASS結合CIVIL3D完成堆場復雜坡度的計算。

天津港北疆港區C段智能化集裝箱碼頭工程（輔建區部分）主要是堆場、建筑單體、場區道路，特別是吊具區存在2號變電所與維修中心兩個建筑物，建筑物之間為混凝土大板，坡度為雙向坡度，設計要求以東西向特征線高程為主進行放坡。混凝土大板分倉位5m×4m，需要分別計算各分倉四個角點的高程；因為不是線性坡度，如果使用EXCEL計算無法使用統一的公式進行計算，需要計算各特征線的高程，然后根據特征線與各分倉角點的縱橫向距離推算各個角點的高程，計算量很大，耗時費力；在實際工程中，測量部門利用南方CASS結合CIVIL3D快速完成該部分混凝土大板各分倉角點高程的計算，下面以圖1部分為例，詳細介紹其應用方法。

1 利用南方CASS建立高程骨架

根據圖紙提供的高程信息，利用南方CASS高程展點功能，將圖紙具有具體高程信息的位置建立相應的高程點，高程點之間通過線段進行連接，連接后的線段起終點具有設計高程信息；當然也可以不建立高程點，直接連接線段，然后通過線段特性更改線段起終點的高程數值也可以完成高程骨架的建立，但不足的是當三維線段較多時，容易發生混亂和錯誤，不如上述方法簡單明了。

2 高程骨架的細化

當建立好高程骨架后，不能直接利用CIVIL3D直接生成設計曲面，因為高程骨架提供的高程點信息較少，CIVIL3D只能識別線段起終點高程信息，當高程點密度不足時，其采用三角網法生成的曲面是采用高程內插的方法，其與設計要求的計算方法不同，得到的曲面與設計高程最大差值能夠達到4cm左右，遠遠超過《水運工程質量檢驗標準》JTS 257-2008要求的堆場混凝土大板標高±20mm的要求，解決的方法是對高程骨架進行細化。

實現高程骨架細化的原理是：因為高程骨架線段上的不同位置具有相應的設計高程，只要連接線段是連接在高程骨架線段上，其細部線段也就具有了相應的設計高程信息[1]。

高程骨架細化的方法：利用平移、矩陣等方法快速做出不需要高程信息的設計分倉平面圖，利用參照的方法將分倉圖作為高程骨架的底圖，這樣就可以在建立好高程骨架圖上獲取設計分倉角點的位置，連接分倉角點使其細部高程骨架具有設計的高程信息。需要注意的是：在捕捉過程中，捕捉需要設置為外觀交點，而且參照圖層應置于底層，否則捕捉的信息為參照圖的高程信息，導致細部高程骨架高程信息錯誤。當建立好細部高程骨架后，將所有高程骨架線全部按4m定距等分(大板分倉距離為5m×4m)，這樣我們將獲得大量的具有真實信息的高程點，然后利用CIVIL3D生成設計曲面。

值得注意的是：定距等分的方法，在骨架線的起終點不會生成高程點，這里就需要利用CIVIL3D生成設計曲面時，不僅加入高程點、還要加入直線，這樣我們獲得足夠密度的且符合設計要求的高程點，此后再利用CIVIL3D三角網生成設計曲面過程中，其軟件就不會采用高程內插的方法，從而得到完全符合設計要求的曲面。

3 生成設計分倉角點高程

首先利用南方CASS生成在一個分倉角點上生成任意值的高程點，利用高程點處理命令將高程打散，只保留高程參照塊，然后根據參照圖的位置，利用矩陣及復制命令，將高程參照塊布置在設計分倉角點上。然后利用CIVIL3D曲面編輯中塊參照平移到曲面的命令，將所有塊參照平移到曲面，這樣所有塊參照的高程值均變為曲面相應位置的高程值，即我們所需的分倉角點設計高程值。利用南方CASS將所有塊參照生成高程點，將塊參照刪除，重新進行高程展點，這樣我們就得到分倉各角點的高程。需要注意在重新展高程點時，需要將高程點的小數改成3位小數，因為南方CASS默認的高程點小數保留位數是2位小數，這樣會造成分倉角點高程精度損失。

4 與手算分倉角點高程數值對比

為了驗證這種方法生成分倉角點高程的準確性，我們對此塊區域的高程按設計要求進行手算，對分倉各角點的高程點進行對比，高程值最大互差位1mm（圖1），證明此種方的正確性和可行性，并且此種方法的計算效率大大高于利用excel計算，且具有可視化的優點。

圖1

5 結束語

本方法主要利用CIVIL3D可以將高程塊移動到設計曲面、當高程點間距小于三角網邊長時，三角網將不采用內插的方法的特性生成設計曲面、CASS自動展點等特點結合在一起快速準確的完成分倉角點的高程計算，該種方法不僅效率高，且生成的數據直接在顯示在平面圖上，便于現場施工的標高控制，而手算只能生成電子表格。實際工程中，作為測量技術人員，我們應該擅于結合各測量軟件的特點，解決工程中遇到的各種新問題。