基于CATIA软件的道路三维建模方法.pdf

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1、第8卷第1期2016年2月V01．8No．1Feb．2016基于CATIA软件的道路三维建模方法张波(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳550081)【摘要】CATIA作为一款功能强大的三维协同设计软件在水利水电X-程领域已得到广泛应用。进场道路、场内施工道路的设计是水利水电X-程三维协同设计的重要组成部分，本文根据某水电站工程进场道路的建模，介绍了一种以二维平面设计成果为基础，应用CATIA软件建立道路三维模型的方法【关键词】CATIA；道路；三维模型；水利水电工程；参数化【中图分类号】U4

2、1【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2016)ol一0071—04【DOI】10．16670／j．cnki．cnll—5823／tu．2016．01．121引言水利水电工程具有投资规模大、设计建设周期长、参与设计专业众多、系统构造复杂等特点。为提高设计效率和水平、增加企业核心竞争力，水利水电设计行业正逐步完成从传统的二维平面设计到多专业三维协同设计的转变：水利水电工程建设中，进场公路、施工道路、营地公路串联整个工程建设区，对于一个完整的水利水电项目三维设计，道路的三维建模必不可少：相比传统

3、的平面设计仅依靠平、纵、横二维数据来表达道路的三维空间结构和位置，道路三维设计精度更高，设计成果更加直观可视。目前，国内外已有多款软件具备道路三维建模功能，如德国IB&T软件公司的CARD／1、美国Au-todesk公司的AutoCADCivil3D、法国达索公司的CATIA、西安经天交通工程技术研究所的纬地道路设计软件、南京狄诺尼科技有限责任公司的EI-CAD、鸿业科技的鸿业Roadleader软件等。CARD／1、纬地、EICAD、鸿业设计软件可实现道路三维模型的建立及图纸、表格资料的输出，其利用道

4、路几何设计的基础数据和地形数据，可快速准确的构建地面、道路、桥隧等构造物的三维实体模型。这几种专业的道路设计软件结合规范紧密，具有参数化、模板功能，在单一的道路三维建模方面具有优势，但这些软件的参数化关联设计及地形曲面处理功能有限‘H，也无法满足水利水电等大型复杂工程的多专业协同设计的要求。AutoCADCivil3D是一款专业的i维设计软件，可完成道路工程、排水管网系统以及场地规划等设计，它的道路建模功能可以将水平和垂直几何图形与定制的横截面组件相结合，为公路和其它交通运输系统创建参数化定义的动态三维

5、模型。但其在建筑模型、机电装配等设计中需结合其他软件，在水利水电工程施工总布置三维设计中存在不足。2。CATIA是法国达索公司开发的大型高端CAD／CAE／CAM一体化设计软件，其能将地质、工程枢纽、施工布置、场内交通、金属结构及机电装配等专业结合在一起进行水利水电工程三维设计，利用其协同设计平台VPM可将零散的各自设计转变成集中在线设计，并实现设计模型、结构、骨架、参数、关联信息的有效管理。3。CATIA具有强大的参数化设计功能及完备的知识工程功能，可建立道路横断面、附属结构的通用模板库，实现知识重用

6、及模型的关联更新。由于CATIA软件在水利水电工程多专业协同设计及道路三维建模方面有诸多优势，其已广泛应用于水利水电工程项目的总体设计中。本文根据国内某水电项目三维协同设计中进场道路的建模，介绍了一种以二维道路专业软件设计成果为基础，应用CATIA软件建立道路三维模型的方【作者简介】张波(1985一)，男，工程师，硕士：主要研究方向：公路、桥梁设计。72法和流程。2CATIA道路三维模型设计流程(1)收集道路设计基础资料，如地形、地质资料。收集道路二维平面设计成果，如道路平面线、纵断面线、逐桩坐标表、路

7、基标准横断面等；(2)根据地形资料建立地形三维实体模型；(3)在CATIA地形三维模型中根据二维平面设计成果建立道路中心线，该中心线为一空间曲线；(4)建立路基横断面三维参数化模板，模板中路基宽度、边坡坡度、坡高、马道等均采用参数化设置，以方便调用和修改；(5)在CATIA创成式外形设计界面下利用路基横断面模板沿道路中心线建立整条路线的路基轮廓曲面模型；(6)将道路的路基轮廓曲面模型与地形三维实体模型进行相交运算，生成道路的填方体与开挖体，以及经过道路开挖与回填后的地形三维实体模型；(7)在道路开挖、回

8、填后的地形三维实体模型上，建立边沟、护栏等道路附属结构的三维模型，得到完整的道路三维模型；(8)利用CATIA软件工程量计算功能统计路基填方量、挖方量及各附属结构工程量，据此与二维设计软件计算所得道路工程量进行相互校核。3道路三维模型的建立3．1基本原则建模时世界坐标系采用右手笛卡尔坐标系，XY平面为水平面，z向为高程方向。建模单位统一为米。3．2地形三维模型的建立在CATIA中建立地形模型可以利用自身的网格模型建立、编辑的功能实现，也可导