摘要:利用AutoCAD建立數字化模型,在計算機上進行實時測量、放樣、及設計文件復核,直觀反映建筑物或構筑物各部位之間的關系,對于方案論證和施工組織起到指導作用。
關鍵詞:制圖,工程,論文發表,應用
隨著計算機制圖不斷普及,測量儀器的更新,測量理論也隨之發生了巨大變化,工程測量、放樣不論從精度還是速度上都有了很大提高,也大大減輕了廣大工程技術人員的工作強度,下面就以西安鐵路樞紐新建北環線及薊港鐵路楊北公路下聯特大橋為背景,介紹一下AutoCAD制圖在工程中的應用。
1.紙上定線功能
1.1工程實例及背景
西安鐵路樞紐新建北環線工程,西閻特大橋1-48m系桿拱橋,跨越西閻高速公路,該梁段位于直線上,梁長49.2m,系梁單片重280噸,主跨與西閻高速成85度的斜交。為解決高速公路上大型構件吊裝的施工難度。系桿拱橋的兩根系梁計劃采用現澆法施工,用2組D24m便梁66根工字鋼組成現澆支架平臺,便梁采用8根Ф1.2m兩根Ф1.5m支墩支承,支墩下采用挖孔樁基礎,為保證高速公路的正常通行,支架平臺要求在很短的時間內準確安裝就位,這便給測量定位提出了很高的要求, D24m便梁單片重18.7噸,梁長24.5米,梁寬0.485米,梁高1.3米,因2組D24m便梁之間要安裝66根工字鋼,且安裝采用螺栓連接,安裝間隙只有1厘米, D24m便梁位置不論縱向還是橫向偏差一點,或安裝時垂直度超限,工字鋼橫梁便無法安裝,對于測量定位來說,便提出了很高的要求,我便嘗試借助AutoCAD制圖,對這次測量放樣進行了一次模擬定位。
1.2實施步驟
1、實地測量,采集數據。將測量數據用CAD圖形展繪。展繪出所有控制樁位。
2、根據設計里程、邊角關系將擬建構筑物和既有構筑物在CAD圖形上展繪。
3、利用CAD查詢功能查詢各特征點坐標、與控制樁位距離、夾角,進行精確放樣。
具體方法如下:
因西安鐵路樞紐新建北環線勘測設計不同于公路,沒有給出逐樁坐標表,采用的是偏角、切線法。首先在復測完畢后,建立一個相對坐標系,并且推算出所有橋墩的中心坐標,以利于日后測量放樣,及導線點恢復。
然后,實地測量,將儀器架設在ZD 8-11處,對高速公路下系桿拱橋位處平面地形進行測量,測出水溝、鐵柵欄、中央分隔帶、行車道、超車道、硬路肩邊坡坡底等特征點的坐標,測量時注意做好記錄,以利于在AutoCAD上進行展繪,將所有控制點、特征點用直線連接得到平面展繪圖。將平面地形展繪完成后,畫出24#、25#墩平面位置。
下面便可以在這張平面圖上進行D24m便梁、66根工字鋼所組成支架平臺進行布置,因本跨位于直線上,又與西閻高速成85度夾角,在繪制24米便梁時,首先將世界UCS,轉換為以24#墩為基點的對象UCS,以矩形繪出(以利于能整體移動)并考慮系梁施工時立模和拆模所需的空間尺寸,及兩組便梁間工字鋼橫梁的對應位置,利用AutoCAD的移動、查詢命令進行調整,反復推敲各部尺寸,最終要滿足66根工字鋼橫梁位置準確,便梁頭距墩帽距離相等,便梁內側距系梁外皮尺寸能滿足施工要求,且兩邊對稱。便梁位置確定后,10個臨時支墩的位置便可以輕易確定,方法與便梁位置確定相同,這里不再贅述。(以上步驟相當于一次模擬吊裝),確認各部尺寸準確后利用查詢功能再次查詢各支墩坐標、便梁支座中心線坐標。然后精確放樣,根椐放樣點在支墩上彈出便梁端線、邊線,進行支架平臺安裝。
1.3心得體會
通過以上方法控制整個支架平臺的安裝,僅用了一天的時間,便安裝就位,所有尺寸準確無誤,避免了在高速公路上實地測量定位的危險性,減輕了外業作業強度。防止了煩瑣計算產生錯誤的可能性。所有細部尺寸幾乎在計算機前模擬完成,大大節省了人力。
經歷這次嘗試,我感覺通過AutoCAD制圖在工程測量放線中的應用,減輕了外業工作量、便于內業進行測量成果分析、誤差調整、紙上模擬定線。可以防止計算錯誤,驗證計算結果。此方法特別適應于大型,并且較為復雜的尺寸組合的定位,其結果較為直觀,避免了繁雜的計算過程,當然簡單的平面控制,就沒有必要采用以上方法。
2.放樣及設計數據復核功能
2.1工程實例及背景
薊港鐵路楊北公路下聯特大橋,是一座S型曲線橋,鐵路橋梁設計一般只給出偏角、偏距、及曲線要素。進行曲線橋梁布置復核設計數據因為計算量大往往是非常繁瑣的事,但要是借助AutoCAD進行復核就非常簡單。
2.2實施步驟
1、在Excel上建立導線控制樁表如表1將導線控制樁、展繪到AutoCAD圖形上;
2、利用Excel上CONCATENATE函數將北、東坐標合并成一列如下表,復制合并后的坐標;
3、打開AutoCAD—單擊工具菜單—選擇新建ucs(w)繞Z軸旋轉90度—選擇新建ucs(w)繞X軸旋轉180度即可得到測量坐標系,選擇繪制點命令,在指定點處右鍵粘貼即可得到導線控制樁的平面位置。
4、根據曲線要素及設計資料計算得到橋墩中心樁,橋墩中心樁的展繪步驟及方法同上,于是我們便可以得到如下圖形,若計算有誤AutoCAD圖形將會直觀反映出來。
5、把所有橋墩中心相連,得到橋梁工作線,進行偏角、偏距、梁縫復核。
2.3心得體會
此方法可以先計算墩中心坐標后畫圖復核也可以根據設計資料先畫圖后查詢點坐標,運用以上方法進行設計數據復核最大的優點是結果很直觀。
結束語
AutoCAD功能強大,它還可以應用到二次拋物線(如系桿拱拱肋)、緩和曲線等復雜線性的放樣總之只要有曲線方程均可借助Excel及函數關系與AutoCAD鏈接達到精確放樣的要求。還可以通過三維建模進行一些復雜幾何形體的體積計算。本文所介紹的AutoCAD制圖在土建工程中的應用,僅僅是筆者在這個方面的一點嘗試和體會,不足之處希望各位專家批評指正。
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