浅谈CAD技术在河道施工中的应用

骆 恒(广西恒晟建设集团有限公司，广西桂林 541199)

浅谈CAD技术在河道施工中的应用

骆 恒
(广西恒晟建设集团有限公司，广西桂林 541199)

CAD技术最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中，随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。目前，CAD在工程领域常常被用到，所以本文主要探讨了在河道施工中CAD的重要作用，同时，还指出在具体的工程测量中对图形的绘制，并据此分析和计算数据，成为河道施工的基础。

CAD技术；河道施工；应用

在河道施工中，设计和计算往往被看做是一项复杂的程序，然而在以往的工作中，施工人员一般都是手工计算或者绘图，效率低，任务量大是一方面，更严重的是会出现较高的错误率。在这种情况下，工程误差会很大。在河道施工中为了确保河流的功能，河道施工发展稳定，CAD技术逐渐被采用并且取得了很好的成效，误差减少必定能够保证施工质量，更可喜的是，施工质量提高的同时还降低了设计成本，节约投资。

一、CAD技术及河道施工现状

1.CAD技术简介

计算机辅助设计(Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移、复制和旋转等有关的图形数据加工工作。目前，CAD技术已经被广泛应用于机械、电子、航天航空及水利等各个领域，它的应用有利于工作人员优化设计方案，提高效率，对设计和施工都起到很重要的作用。

2.我国河道施工现状

我国河流众多，水量充沛，随着季节的变化而不同，而且水力资源丰富，占有很重要的经济地位。但是随着不断开发利用，我国河流出现了很多问题，丢失了原本的功能，比如，河流冲刷河岸会导致河流功能受影响，也会对当地居民产生不利影响，所以必须要对河流进行维护和新建，发挥河道的重要作用。对我国的河道进行施工时要充分考虑到具体河道的情况，河道施工投资大，占地面积很广较容易对当地的村民造成影响，所以必须加强对河道的设计和管理，选择合适的施工手段进行合理的导流开挖。

二、CAD技术在河道施工中的应用

1.土方等过程的计算

CAD的计算功能非常强大，在河道施工时就经常用到它的计算功能，尤其在土方测量时。“查询面积”的指令在河道施工过程中计算土石方开挖量的过程中是经常使用的一条指令。使用该指令进行计算的步骤非常简单，一般包括以下几点：

第一步是画米格纸。首先要建立并选择一个图层，将其命名为“米格纸”作为标记。其次要在该图层上进行绘画，执行构造线操作命令xline，分别选H和V来绘制竖线和横线两条相交的构造线。然后在CAD两边命令条框中选择array命令并执行，先后选中垂直相交的这两条构造线并利用阵列的功能将其依次分化成偏移量分别相等的网格状图形。这样就绘制好了一张网格图纸。为了避免在下一步的修剪过程中出现不必要的麻烦，在运用阵列指令时，不要同时选中垂直相交的两条构造线进行阵列分立，构造线分立之后的一步就是修剪。为了将网格图形变成自己需要的米格纸，就要对网格进行必要的修剪，将修剪后的米格纸标注好高程和距离。最后一步就是将米格纸利用“带基点复制”指令，通过复制粘贴变成多个，构成一个系列便于后续操作。

第二步是画河道施工截面图，首先还是要建立并选中一个图层，将其命名为“截面”。其次，要建立一个坐标系。利用UCS命令，新建坐标系原点，原点可以是米格纸的左下角。再次选择UCS命令，将新的一个原点配合上一步中米格纸的尺寸标注选择新的坐标，根据截面距离等情况，确定新原点的e坐标。选择line或者pline的命令，以截面测量成果的距离做为e坐标，以高程当做n坐标，分别填写进去，便得到了横截面的图。

第三部是计算土石方的量。首先执行CAD的area查询指令，用鼠标左键配合键盘依次选中截面开挖或回填的图形面积，并将其标记为S1。其次要再次执行area指令，选中相邻的一个截面并进行上一步的操作，将其标记为S2。然后，利用数学知识求出相邻的这两个截面的平均面积S=S1+S2/2，可知S和该相邻的两个截面之间的距离H的乘积便是河道施工中土石方的施工量。V=S*H。以此类推，重复计算便可得到其他截面的工程量。最后利用excel软件将各个截面工程量数据累加起来，便可得到整个河道工程的土石方施工量。

2.利用CAD对拱坝进行施工

在拱坝施工的过程中，CAD发挥着很重要的作用。在建设拱坝时，在坝基础混凝土的垫层是拱圈的主要部分，对垫层平面放样，放样密度也比较小，这样可以很简单的测量。放样点在1-2m的间距就行。工人堆砌起来也容易，他们在操作过程中要连接拱圈，这样可以建构几何图形。堆砌完拱圈之后，接下来要对拱圈施工放样，通过在拱圈高度上的标记来放样。在实际的操作过程中，当堆砌高度与原计算高度不同时，为了确保坐标准确位置，要根据实际堆砌高度计算出控制点的坐标及高度位置，同时，放样点的位置一定要在拱圈的位置上，这样可以更好的控制以减少误差。为了确保CAD 制图坐标的准确性，要对拱圈平面控制，编号后进行定位，输入到图纸上。得到设计的图之后，把实际堆砌的高度的拱圈线与CAD制图上的设计的堆砌线进行比较，能够发现其中的误差。

3.辅助全站仪功能

河道施工中，需要用到的仪器及工具比较多，比如全站仪就要被用到大坝放样中，所以在使用全站仪时，CAD的辅助功能就会得到发挥，因为设计图纸就必须弄清楚各个点的具体坐标位置，只有通过CAD才能满足需要。一般我们的设计图纸只有对拐点及关键点的坐标，这样不能满足放样的要求，所以使用CAD来计算相应的坐标点就显得尤为重要。主要分为四个步骤：首先，要新建原点，实施ucs命令，选取o为新建原点，关于原点的位置可以是任意的，然后再新建一个原点，这个原点可以键入一个关键点或者是拐点坐标的负数。其次，画出图形的样品，根据图纸的关键点或者拐点运用绘图工具就能画出草图图纸。再次，需要计算出其他的放样坐标。根据距离在新图层上选取合适的画图工具，所绘图与上一步样图相交，使用id命令，左键点击相应点就得出交点坐标，这也就是放样点。最后，需要标出坐标，使用dimordinate命令，把上一步得到的坐标复制到引线的位置。此时，在重复上一步和这一步就得出全部坐标，用这个完整的样图就能用全站仪放样了。CAD 把各个点的坐标都确定了，画出图纸上的坐标值，在使用全站仪，这样可以很好的发挥CAD在全站仪测量过程中的辅助功能。

4.剖面径向砌筑坡度的控制

CAD在剖面砌筑方面也发挥着很重要的作用，此时，堆砌基本已经接近尾声，如果偏差不能得到实时的调整，在下一层中也也必须要对误差数据调整，转移到下一步就会加大难度。在下一层的堆砌过程中必须进行有效调整。在每一层砌筑过程中，为了让改正坝体砌筑坡度变得简单，都要对砌筑中的误差进行测量。砌筑的操作工人在砌层上调整时，马虎不得，在下层砌筑中就要对坡度误差进行调整，尤其还要注意的是由于误差之间有正负号，所以在对坡度误差进行调整时要考虑到加减情形。

三、结语

我国的河流河道施工是国家发展的基础，提升河道施工技术能够确保河道安全。通过本文的简要分析，笔者得出，把CAD技术运用到河道施工中具有很大的前景，CAD技术的使用，便于建立一个基于实际现场的模拟现实空间，把现实的情况进行数字化模拟，河道施工过程中很多的控制行为，预测到可能出现的问题都可以在这个空间模拟出来，对实际的施工决策奠定了基础，提供依据，同时，施工效率也大大提高。在CAD技术运用的过程中，便于减少工作计算误差，使图纸的绘制更加精确，除此之外，还保障了工作人员的安全问题，对我国河道施工甚至其它的工程施工都有极为重要的作用。

[1]孙柱升，CAD技术在施工中的应用 [J] 科技信息，2010(11)： 266。

[2]王家法，CAD技术平台在异形建筑施工测量中的应用 [J] 施工技术，2012，41(18)：69- 71，120。

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