综合管廊设计软件的研究和开发

刘辉

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北 武汉 430023）

综合管廊设计软件的研究和开发

刘辉

（武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北 武汉 430023）

综合管廊是近年国家重点发展的产业，有些方面处于探索、研究、试验阶段，为了解决综合管廊设计中的困难，进行了综合管廊设计软件的研究和开发，并在多个项目中得到了应用，取得了良好的效果。

综合管廊；CAD；BIM

1 概述

综合管廊设计软件由我院软件开发人员和管廊设计人员经过不断探索、研究，于2016年开发完成。本软件很长时间是在“边开发、边应用”的过程中完成的，没有市场化软件参考，完全是在摸索过程中独立完成。

（1）本软件的特点

具有极强的交互性、灵活性，动态拖动方式设计非常直观，所见即所得，无缝接入AutoCAD。实现了平面图形和纵断面图形的互动，纵断面节点更改时，平面图形自动修改；平面节点移动后，可更新纵断面图，纵断面节点自动对应于平面节点。能够根据二维设计自动生成三维图形，可导入有关BIM软件中。本软件融入了我院前期自主开发的道路、排水设计软件，共用了同一个设计平台，实现了专业内、专业间的协同设计。

（2）综合管廊设计软件包含以下内容：

a.协同：从我院独立开发的道路专业设计软件中处理有关数据，以后将处理排水专业数据。

b.基础：一些基础操作，例如数据文件的处理等。

c.道路：管廊和道路关联，设计管廊之前，需要先处理道路数据。

d.平面设计：管廊轴线定义、标准断面定义、边线绘制等功能。

e.节点设计：平面节点的插入、移动、修改等功能。

f.纵断面设计：纵断面图形的绘制，埋深设计，纵断面节点尺寸的修改、节点移动。节点修改后，平纵图形的一致性处理。

g.BIM:创建管廊三维模型、道路三维模型、剖面图。

h.设计成果：平面标注、工程量计算等。

（3）本软件的简要体系结构见图1。

图1 软件简要体系结构

2 综合管廊设计软件需要注意并解决的几个问题

（1）管廊轴线

a.管廊轴线可以是一条多段线，也可以是连续多条多段线，采用多条多段线的好处是便于轴线的修改，便于轴线设计；

b.每一条管廊有一条且只有一条管廊轴线；

c.管廊可以和道路中线平行，也可以不平行，应该尽量灵活；管廊的桩号由道路桩号确定，目的是便于施工，因为施工是以道路为基准的，如果没有道路设计，则可将管廊轴线认为是道路中线；

d.设计过程中，局部轴线修改后，对整个管廊的设计影响要最小，节点能按原来的桩号归位。

（2）节点

a.管廊平面图上的节点图形完全由用户定义，用户可以将节点详细设计图的俯视图作为节点平面图；

b.每一个节点图是一个DWG图形，放到坐标原点；节点图的插入点在管廊轴线上；节点外轮廓需要设计一个遮挡；有管群连接的节点，需要定义管群起始线和管群类型；

c.当前工程的所有节点DWG图形需要添加到当前工程图库，并设置有关参数，定义的尺寸参数将在纵断面图和三维模型中体现；

d.当节点原始图形修改后，能够将已经插入平面图的有关节点更新；

e.节点可以进行单个插入，也可以批量插入，可以交互式插入，也可以按指定桩号插入，插入后的节点可以单个修改，也可以批量修改；可以移动，按指定点或者按指定桩号。

（3）纵断面设计

a.埋深设计：管廊纵断面可以和道路平行，也可以不平行，需要有快捷设计方法；

b.可以修改节点的尺寸，例如高度、总长度、前长度、后长度；可以指定参数，也可以采用动态拖动方式修改；

c.可以在纵断面图上移动节点，改变节点桩号，修改方式可以指定桩号，也可以是动态拖动方式；

d.平纵互动：纵断面图修改后，例如移动了节点，平面图自动与其对应；

e.可以有多个纵断面方案，由一个方案到另一个方案应该非常便捷。

（4）标注

a.平面标注节点形式多样，标注完成后，如果更改了设计，可以更新标注；

b.纵断面标注栏可以由用户定义。

（5）设计完成后，软件能够自动生成三维模型，并能绘制剖面图。

3 本软件开发内容

3.1 协同

（1）导出道路测量数据；（2）导出道路平面中线；（3）导出道路纵断面数据；（4）提取横断面设计数据。

3.2 基础

（1）初始化；（2）导入或卸载管廊；（3）复制工程到指定文件夹；（4）复制文件到当前工程；（5）删除数据。

3.3 道路

（1）定义道路和桩号；（2）标注道路桩号（批量）；（3）标注道路桩号(指定点)；（4）标注道路桩号(输桩号)；（5）道路竖曲线数据；（6）道路横断面数据；（7）道路测量数据；（8）导入或卸载平面道路中线。

3.4 平面设计

（1）定义管廊；（2）管廊横断面数据；（3）绘制偏置线；（4）管群设计；（5）管廊平面动态查询；（6）管廊平面定点查询；（7）保存边线。

3.5 节点设计

（1）节点预处理；（2）定义管群起始线；（3）节点管理；（4）插入节点(指定桩号)；（5）插入节点(指定点)；（6）批量插入节点；（7）节点数据编辑；（8）等间距插入节点（按桩号间距）；（9）等间距插入节点（按曲线距离）；（10）移动节点(指定桩号)；（11）移动节点(指定点)；（12）修改节点；（13）节点对齐边线；（14）更新节点图形；（15）保存节点数据。

3.6 纵断面设计

（1）沿线横断面数据；（2）变形缝数据；（3）纵断面自定义标注数据；（4）纵断面增加标注桩号数据；（5）绘制纵断面图；（6）设置管廊埋深(批量)；（7）设置管廊埋深(指定点)；（8）修改节点高度；（9）动态修改节点高度；（10）修改节点长度；（11）动态修改节点前后长度(固定总长度)；（12）移动纵断面节点；（13）动态移动纵断面节点；（14）更新纵断面图；（15）保存纵断面设计数据。

3.7 BIM

（1）绘制管廊三维图形；（2）创建道路三维模型；（3）剖面图。

3.8 设计成果

（1）批量标注平面节点；（2）批量标注平面节点2；（3）批量标注平面节点坐标；（4）在管廊上标注桩号；（5）在管廊上标注两点间长度；（6）节点坐标表；（7）工程量计算；（8）管廊横断面绘制；（9）图面整理。

3.9 工具

（1）平面分图；（2）纵断面分图；（3）数字地形图。

4 软件的几个界面介绍

（1）管廊横断面数据

管廊标准断面可以是一个舱室，也可以是多个舱室，各舱室可以不同，见图2。

图2 管廊横断面数据

（2）插入节点

选择轴线后，弹出“节点”窗口，用户选择要插入的节点，可以交互式指定插入点或输入桩号，系统将所选节点插入图形中，角度自动调整好，见图3。

图3 插入节点

（3）节点数据编辑

采用表格方式，用户写入桩号和节点，程序一次插入大量节点，并自动调整角度，见图4。

图4 节点数据编辑

（4）设置管廊埋深

在纵断面设计中，批量设置埋深，见图5。

图5 设置管廊埋深

（5）动态修改节点高度

以动态拖动方式修改节点高度，鼠标所在Y坐标，就是节点最大高度位置，拖动过程中，可通过在命令行输入关键字i指定节点高度。动态拖动过程中，程序会显示有关信息，见图6。

图6 动态修改节点高度

（6）创建管廊三维图形，见图7。

图7 创建管廊三维图形

5 应用情况

我院已承接多个综合管廊项目的设计，例如武汉光谷中心城综合管廊、马鞍山综合管廊等等，这些项目的设计全部使用本软件做设计，软件开发过程中，我们积极与设计人员沟通，目前，本软件得到了设计人员的好评。

图8是综合管廊和管道的一个组合图，管道设计使用了我院自主开发的管道设计软件。

图8 综合管廊和管道组合图

TP311

B

1009-7716（2017）04-0247-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.073

2017-02-08

刘辉（1974-），男，湖北武汉人，高级工程师，从事市政软件开发工作。