Chương Ứng dụng phần mềm AutoCAD Civil 3D thiết kế hình học tổ chức giao thông nút giao khác mức Lời nói đầu Hiện nay, phần mềm cho ngành thiết kế dường Việc Nam chưa có phần mềm đáp ứng toán thiết kế nút giao, đặc biệt thiết kế nút giao khác mức Ở nước phát triển, nút giao khác mức có quy mô lớn xây dựng nhiều, phần mềm ứng dụng nhiều AutoCAD Civil 3D hãng AutoDesk AutoCAD Civil 3D ứng dụng rộng rãi Việt Nam dự án giao thông lớn dự án đường cao tốc Hà Nội – Lào Cai, dự án đường cao tốc Hà Nội – Hải Phòng vv… 3.1 Tổng quan AutoCAD Civil 3D 3.1.1 Ứng dụng AutoCAD Civil 3D có ứng dụng rộng tuỳ vào người sử dụng nó, đặc biệt sử dụng phổ biến cho thiết kế quy hoạch, công trình dạng tuyến như: - Thiết kế đường đô thị - Đường cao tốc - Đường đô thị - Thiết kế nút giao thông - Thiết kế nâng cấp - Thiết kế kênh, đê, đập - Thiết kế hệ thống ống dẫn … 3.1.2 Giao diện làm việc phần mềm Hình 3.1: Giao diện sử dụng chương trình AutoCAD Civil 3D Giao diện Autodesk Civil 3D trực quan, có AutoCad công cụ hỗ trợ giúp người dùng thao tác tác vụ cách nhanh chóng Các thành phần giao diện sử dụng Autodesk Civil 3D là: Toolspace: Dùng để quản lý đối tượng, bao gồm thẻ: Prospector – quản lý tập hợp đối tượng Settings – quản lý hiệu chỉnh thuộc tính đối tượng Item view: Hiển thị danh sách với nội dung đối tượng lựa chọn Toolspace Standardized menus: Bao gồm menu chứa nhóm lệnh đầy đủ cho công việc cụ thể AutoCAD Civil 3D 2008 bao gồm thêm số menu Land Desktop cũ Layout-tools: Thanh công cụ hỗ trợ thiết kế hiệu chỉnh hình học cho đối tượng Civil 3D Panorama: Thanh công cụ hiệu chỉnh tổng hơp đối tượng có đặc tính Edit *** Geometry 3.1.3 Một số thao tác sử dụng Có vài thao tác sử dụng nhiều qua trình làm việc với AutoCAD Civil 3D sau: - Để xem hay tìm đối tượng, kích chuột phải vào đối tượng công cụ quản lý (Toolspace, Panorama, Item view …) - chọn Zoom to - Hiệu chỉnh thiết đặt đối tượng (cách thức thể đối tượng: màu sắc, vị trí, kích thước… ) ta sử dụng thẻ Settings Toolspace - Hiệu chỉnh đối tượng với công cụ Panorama: chọn biểu tượng công cụ Layout tools - Chọn nhóm đối tượng (thuộc nhãn) (*): kích chuột trái vào nhãn, nhãn nhóm lựa chọn - Chọn riêng lẻ nhãn thuộc nhóm: Bấm Ctrl + kích chuột trái vào nhãn cần chọn, nhãn khác nhóm không chọn (điều có Civil 2008) (*) nhãn (label) ví dụ tên mặt cắt tên cọc mặt tuyến, tức Alignment (Civil 3D) - Trong giai đoạn chuyên sâu tính toán khối lượng đào đắp, lưu lượng dòng chảy nên kết hợp với Excel để có kế tốt nhanh hơn, bảng tính civil 3D hình dưới, kích chuột phải vào bảng chọn Copy to Clipboard - - Khi làm quen với Civil 3D hay Autodesk Land Desktop, sau giai đoạn thiết kế nên xuất sang định dạng LandXML để quản lý làm liệu song song cho phần mềm khác Hầu hết phần mềm thiết kế xây dựng khác đọc viết file LandXML - Trong AutoCAD Civil 3D nhãn đối tượng (ví dụ tên cọc vị trí tiếp đầu) kí hiệu thông thường viết tắt thuật ngữ tiếng Anh, để thay đổi ta làm sau: Toolspace\ thẻ Settings\ Kích chuột phải vào tên vẽ chọn Edit Drawing Setting, hộp thoại Drawing Setting chọn thẻ Abbreviations - Các lỗi qua trình thao tác (Error Codes): Xem từ trang 100 file Civil_ug thư mục Help sau cài đặt chương trình 3.1.4 Dữ liệu AutoCAD Civil 3D Dữ liệu đầu vào AutoCAD Civil 3D dạng sau: - Tệp cao trình - Tệp liệu khảo sát (*.fbk), liệu khảo sát nhập tay dạng sổ đo - Các dạng số hóa - Các đối tượng 3D AutoCAD: text, block, polyline - Dữ liệu xuất từ Land Desktop … Một số định dạng file liệu dùng Autocad Civil 3D DEM, DGN, DWFTM, E00, LandXML, SDTS SHP 3.3 Các đối tượng Civil 3D thiết kế đường 3.3.1 POINT-POINT GROUP Trong Autocad Civil 3D, liệu điểm quản lý theo nhóm riêng biệt Một điểm Autocad Civil 3D hiển thị với Point styles Point label style nó: Tạo nhóm điểm  Menu: Points\ Create point group  Toolspace\ tab Prospector: kích chuột phải vào Nhập điểm vào vẽ - Point  Menu: Point\ Create points… chọn New…  Toolspace\ tab Prospector: kích chuột phải vào biểu tượng chọn New…  Xuất hộp thoại Create Points: Trong hộp thoại Create Points có nhiều lựa chọn để tạo điểm, thường sử dụng nhiều Import Points: tạo điểm từ tệp điểm bên 3.3.2 SURFACE – Bề mặt địa hình Các kiểu bề mặt Autodesk Civil 3D hỗ trợ xây dựng kiểu bề mặt như: Tin surfaces: Bề mặt lưới tam giác, thiết lập liệu điểm, Grid surfaces đường đồng mức Đó kiểu bề mặt phục vụ cho công tác thiết kế bình đồ tuyến Loại bề mặt lưu dạng file đuôi *.tin, làm liệu dùng lại cho mặt khác Grid surfaces: Bề mặt lưới tứ giác, cho khả quan sát trung thực bề mặt địa hình TIN volume surfaces: Bề mặt tạo chênh lệch mặt Tin surfaces: so sánh mặt sở Grid volume surfaces: Bề mặt tạo chênh lệch mặt Grid surfaces: so sánh mặt sở Tạo mặt kiểu Tin surfaces Có thể tạo bề mặt cách chọn Create surface menu nhấn chuột phải vào biểu tượng Toolspace, chọn New… Trong hộp thoại Create surface chọn kiểu bề mặt TIN Surface, lựa chọn layer, tên, trích mô tả cho bề mặt, chọn kiểu hiển thị chọn vật liệu bề mặt Để tạo liệu cho mặt cách Add files liệu điểm cho mặt, Add nhóm điểm hay đường đồng mức, đường bao, đường Breakline…: - Nhấn chuột phải vào dạng liệu muốn nhập cho mặt, chọn Add… Add… Boundaries để nhập đường bao Add… Breaklines để nhập đường Breakline Add… Contouns để nhập đường đồng mức Add… Drawing Objects để nhập thêm đối tượng vẽ khác Add… Point Files để nhập file liệu điểm cho mặt Add… Point Groups để nhập nhóm điểm mà ta tạo sẵn Point Groups đối tượng mặt Ta nhập thêm đỉểm, nhập đường thẳng biểu tượng Edits … 3.3.3 ALIGNMENT Alignment đặc trương cho đường tim tuyến, mép đường, dải đất bên đường, vỉa hè … Một công việc thường xuyên vạch tim tuyến Alignment Tạo Alignment Alignment Layout Tools - Chọn menu Alignment\ Create By Layout Trong hộp thoại Create Alignment-Layout thực số thao tác như: + Đặt tên cho tim tuyến chuẩn bị thiết kế (name) + Mô tả Alignment + Chọn kiểu hiển thị tim tuyến, layer… - Trong Alignment Layout Tools Sử dụng biểu tượng muốn làm thao tác: Sử dụng biểu tượng để bắt đầu tiến hành vạch tuyến Trong gồm biểu tượng: : Vạch tuyến không kèm theo bố trí đường cong nằm : Tangent-Tangent(With curve) Vạch tuyến kèm theo bố trí đường cong nằm : Lựa chọn bán kính, dạng đường cong nằm chiều dài đường cong chuyển tiếp cần hộp thoại Curve and Spiral Settings : Biểu tượng chèn thêm đỉnh cho tuyến (kí hiệu điểm PI) : Xoá đỉnh (điểm PI) Alignment Tạo Alignment đường Polyline Các bước thực sau: - Tạo đường Polyline bình thường - Từ menu Alignment, chọn Create from Polylines - Chọn vào đường Polyline muốn tạo thành Alignment 3.2.2 Thiết kế tim tuyến cho nhánh trục chính, trục phụ Các Alignment đại diện cho nhánh trục trục phụ thể hình Tạo các đường giới hạn mũi rẽ vào rẽ ra: 3.2.3 Thiết kế trắc dọc Nguyên tắc thiết kế Đối với trục chính, trắc dọc thiết kế dựa cao độ khống chế (có lưu ý thêm đến cao độ phần chui qua cầu vượt, tránh cho cao độ mặt cầu cao), trục phụ có phần cầu vượt nhánh đoạn vào có cao độ khống chế bề mặt đường trục trục phụ Thiết kế ví dụ đường đỏ cho nhánh 1:  Trắc dọc đường đỏ trục tạo đầu tiên:  Xây dựng mặt cắt ngang phụ cho trục chính: Đặc điểm mặt cắt ngang phụ trục chính: - Rộng dải phân cách: 3m, độ dốc: 0% - Rộng dải an toàn: 2x0.75m, độ dốc: 2% nghiêng phía - Rông phần xe chạy lấy thật rộng sang hai bên: 2x30m  Xây dựng bề mặt phụ trục chứa đoạn nhánh Trong thẻ Surface: chọn liệu xây dựng bề mặt đường (link) phía (top)  Tương tự xây dựng bề mặt phụ cho trục phụ, chứa đoạn nhánh  Xuất trắc dọc tự nhiên nhánh bề mặt tự nhiên, bề mặt phụ trục chính, bề mặt phụ trục phụ Tương tự thiết kế trắc dọc trục phụ đoạn có cầu vượt: 3.2.4 Thiết kế trắc ngang Sử dụng mẫu subassembly sãn có chương trình để xây dựng mặt cắt ngang cho nút - Giải phân cách (trục chính): Dùng MedianConstantSlopeWithBarrier - Giải phân cách (cho trục phụ): MedianFlushWithBarrier - Mặt đường: Dùng LaneOutsideSuper - Lề đường: - Taluy: - Mặt cắt ngang cầu: 3.2.5 Thiết kế chi tiết mô hình nút giao Đối với đoạn có tuyến độc lập, việc thiết kế mô hình tuyến phục vụ cho việc xuất mặt cắt ngang, tính toán khối lượng sau thực bình thường phần xuất Corridor Đối với đoạn nhập, tách mũi rẽ vào, rẽ thiết kế đây: Mô hình thiết kế mũi rẽ nhánh Mũi rẽ gồm vùng bản, phân chia tim trục chính, tim đường nhánh 1, mép xe chạy trục (cắt tim trục phụ điểm A) Các điểm khống chế: A, B, C, D hình vẽ Điểm D điểm bắt đầu mép xe dừng khần cấp chạy trùng với tim nhánh Cao độ mép xe chạy lấy cao độ thiết kế theo bề mặt trục chính: Mép xe dừng khẩn cấp mũi rẽ có cao độ thiết kế phần theo trục chính, phần theo trục phụ, đoạn vê tròn đoạn chuyển tiếp cao độ trục trục phụ:  Vùng 1: - Phần 1: Thiết kế Corridor theo Alignment tim nhánh 1, mặt cắt ngang lề đường taluy bên trái, kết thúc điểm D: - Phần 2: thiết kế Corridor trên, sử dụng mặt cắt ngang đầy đủ (mặt cắt ngang nhánh rẽ), phần mép lề đất chạy theo Alignment mép tayluy, kết thúc điểm C  Vùng 3: - Phần 1: thiết kế corridor theo Alignment tim trục chính, mặt cắt ngang bên trái có xe chạy, chạy bám theo Alignment tim nhánh 1, kết thúc điểm A - Phần 2: phần mép xe chạy bám theo Alignment mép xe chạy, kết thúc điểm B  Vùng 3: Sử dụng mặt cắt ngang sau: Trong đó: - Phần 1: mép xe phụ bên trái bám theo Alignment mép xe chạy, mép lề bám theo Alignment mép taluy Bắt đầu từ điểm B kết thúc điểm A - Phần 2: mép xe phụ bên trái bám theo Alignment tim nhánh 1, mép lề bám theo Alignment mép taluy Bắt đầu từ điểm A kết thúc điểm C Mô hình Corridor đoạn rẽ nhánh 3.3.6 Tính toán khối lượng đào đắp nút giao Khối lượng đào đắp đường tính theo nhánh rẽ trục trục phụ Các bước để xuất khối lượng sau: - Xây dựng bề mặt Datum cho tuyến: o Kích chuột phải chọn vào Corridor tuyến (ví dụ nhánh 1) vẽ Toolspace\ chọn Corridor Properties\ hôp thoại Corridor properties – nhánh 1, chọn thẻ Surface: o Chon biêu tượng để xây dựng mặt từ Corridor nhánh o Chọn Data type: Links o Chọn Specify code: Datum o Chọn biểu tượng - để cập nhập liệu xây dựng bề mặt Định vị trí xuất mặt cắt ngang cho tuyến: Menu Section\ chọn Create Sample line - Lựa chọn dạng tính toán khối lượng (dạng đào đắp): Menu Section\ , xem số hình ảnh minh họa sau: Chọn Alignmet: nhánh 1, nhóm mặt cắt vừa tạo từ nhánh - Xuất bảng khối lượng: Menu Section\ Add tables\ Total volume Bảng khối lượng đào đắp tham khảo phụ lục phần 1: 3.3.7 Phân tích khả thoát nước cho nút Sau hoàn thành việc mô hình nút giao, ta xây dựng bề mặt bao gồm bề mặt tuyến bề mặt tự nhiên liên kết với qua chân ta luy Từ ta thể mũi tên hướng dốc, kiểm tra có xẩy tình trạng đọng nước mũi rẽ hay không … Mô hình phân tích khả thoát nước Kết luận AutoCAD Civil 3D hoàn toàn có khả đáp ứng nhu cầu người thiết kế thiết kế hình học nút giao mức khác mức Để thực ứng dụng thực tế, cần tìm hiểu kĩ đối tượng chương trình, hiểu sâu chuyên ngành thiết kế đường [...]... lẻ 3. 3 Ứng dụng AutoCAD Civil 3D 2009 – Thiết kế hình học và tổ chức giao thông nút giao khác mức Kèn Trumpet 3. 2.1 Xây dựng và phân tích mô hình địa hình Mặt bằng tự nhiên xây dựng lấy tên là EG, dữ liệu là các đường đồng mức được xây dựng từ các đường polyline Mở rộng các thuộc tính của bề mặt trong thanh Toolspace, kích chuột phải vào Contours, chọn Add… chọn vào tất cả các đường polyline 3D 3. 2.2... trạng đọng nước tại các mũi rẽ hay không … Mô hình phân tích khả năng thoát nước Kết luận AutoCAD Civil 3D hoàn toàn có khả năng đáp ứng nhu cầu của người thiết kế khi thiết kế hình học các nút giao cùng mức và khác mức Để có thể thực sự ứng dụng ngoài thực tế, cần tìm hiểu kĩ hơn các đối tượng của chương trình, cũng như hiểu sâu về chuyên ngành thiết kế đường ... đường polyline 3D 3. 2.2 Thiết kế tim tuyến cho các nhánh và trục chính, trục phụ Các Alignment chính đại diện cho các nhánh và trục chính và trục phụ được thể hiện ở trong hình dưới Tạo các các đường giới hạn tại mũi rẽ vào và rẽ ra: 3. 2 .3 Thiết kế trắc dọc Nguyên tắc thiết kế Đối với trục chính, trắc dọc thiết kế chỉ dựa và các cao độ khống chế (có lưu ý thêm đến cao độ phần chui qua cầu vượt, tránh... lề đường và taluy bên trái, kết thúc tại điểm D: - Phần 2: thiết kế Corridor như trên, sử dụng mặt cắt ngang đầy đủ (mặt cắt ngang cơ bản của nhánh rẽ), phần mép lề đất chạy theo Alignment mép tayluy, kết thúc tại điểm C  Vùng 3: - Phần 1: thiết kế corridor theo Alignment là tim trục chính, mặt cắt ngang bên trái chỉ có 3 làn xe chạy, làn ngoài cùng chạy bám theo Alignment là tim nhánh 1, kết thúc... surface, sau đó chọn vào biểu tượng Add>>  Thiết kế đường đỏ: Menu Profiles\ Create Profile by layout…  Xây dựng mặt cắt ngang phụ cho trục chính: 3. 3.5 CORRIDOR – Mô hình bề mặt tuyến Assembly – Thiết kế trắc ngang theo mẫu Có thể thiết kế mặt cắt ngang chuẩn từ các mẫu có sẵn trong chương trình hoặc tự định nghĩa bằng các đường Polyline  Chọn menu Corridor\ Create Assembly … và sử dụng dùng các khuôn... chỉ có một tuyến độc lập, việc thiết kế mô hình tuyến phục vụ cho việc xuất mặt cắt ngang, tính toán khối lượng về sau được thực hiện bình thường như trong phần xuất Corridor Đối với các đoạn nhập, tách làn tại các mũi rẽ vào, rẽ ra được thiết kế như dưới đây: Mô hình thiết kế mũi rẽ ra nhánh 1 Mũi rẽ gồm 3 vùng cơ bản, phân chia bởi tim trục chính, tim đường nhánh 1, và mép làn xe chạy ngoài cùng trên... khống chế: A, B, C, D như hình vẽ Điểm D là điểm bắt đầu mép làn xe dừng khần cấp chạy trùng với tim nhánh 1 Cao độ mép làn xe chạy lấy cao độ thiết kế theo bề mặt của trục chính: Mép làn xe dừng khẩn cấp tại mũi rẽ có cao độ thiết kế một phần theo trục chính, một phần theo trục phụ, đoạn vê tròn là đoạn chuyển tiếp cao độ giữa trục chính và trục phụ:  Vùng 1: - Phần 1: Thiết kế Corridor theo Alignment... Station Geometry Point: Các đỉnh có sự thay đổi hình học của tuyến (tiếp đầu, tiếp cuối, nối đầu, nối cuối …) Profile Geometry Point: Các điểm đặc biệt trên trắc dọc Design Speed: Các điểm có sự thay đổi vận tốc thiết kế 3. 3.4 PROFILES – TRẮC DỌC Bao gồm nhóm đối tượng trong trắc dọc như trắc dọc tự nhiên, trắc dọc thiết kế (đường đỏ) Trắc dọc sau khi thiết kế được lưu trữ trong thẻ Prospector trên thanh... hiển thị đường tim tuyến vừa thiết kế bằng cách thay đổi các thiết đặt hiện hành đang sử dụng cho nó trong thẻ Setting trên thanh Toolpace Alignment Styles: Kiểu dáng thể hiện từng thành phần của đường tim tuyến Ta có thể dùng Alignment Styles để điều khiển sự hiển thị của từng thành phần trên đường tim tuyến thiết kế trên địa hình Label styles: Các kiểu ghi chú cho các thành phần trên tuyến, ví dụ như... có phần cầu vượt và các nhánh tại các đoạn vào và ra có cao độ khống chế bởi bề mặt đường của trục chính và trục phụ Thiết kế ví dụ đường đỏ cho nhánh 1:  Trắc dọc và đường đỏ của trục chính được tạo đầu tiên:  Xây dựng mặt cắt ngang phụ cho trục chính: Đặc điểm mặt cắt ngang phụ trục chính: - Rộng dải phân cách: 3m, độ dốc: 0% - Rộng dải an toàn: 2x0.75m, độ dốc: 2% nghiêng ra phía ngoài - Rông phần ... xuất mặt cắt ngang đơn lẻ 3. 3 Ứng dụng AutoCAD Civil 3D 2009 – Thiết kế hình học tổ chức giao thông nút giao khác mức Kèn Trumpet 3. 2.1 Xây dựng phân tích mô hình địa hình Mặt tự nhiên xây dựng... vv… 3. 1 Tổng quan AutoCAD Civil 3D 3. 1.1 Ứng dụng AutoCAD Civil 3D có ứng dụng rộng tuỳ vào người sử dụng nó, đặc biệt sử dụng phổ biến cho thiết kế quy hoạch, công trình dạng tuyến như: - Thiết. .. nói đầu Hiện nay, phần mềm cho ngành thiết kế dường Việc Nam chưa có phần mềm đáp ứng toán thiết kế nút giao, đặc biệt thiết kế nút giao khác mức Ở nước phát triển, nút giao khác mức có quy mô