关于三维建模与传统平均断面法在工程计量过程中的运用体会

关于三维建模与传统平均断面法在工程计量过程中的运用体会

徐海友

中国水利水电建设工程咨询西北有限公司陕西西安710000

摘要：AUTOCAD是一款常见建筑工程制图软件，广泛运用于标准体的脊梁之中。三维建模的概念不是什么新概念，但是在一般工程测量计量过程中最常用的还是断面法。三维建模与断面法在工程量计量工程中各有优势和缺点，在计量工程中我们应该根据实际需要分别采用或者作为相互佐证的工具。此次向家坝工程计量内部审计是用三维计量方法，借此机会谈谈三维建模与断面法计量的体会。

关键字：三维建模；优势；佐证

1.三维计量方法的概念和原理

三维建模是通过CAD辅助制图画出多边形截面，经由三维建模通过特征点数据，软件自动修正后形成三维立体模型，再用查询面域特性命令得到该体型体积，真正直观快速便捷。

2.一般常规计量方法的原理

针对目前水电工程建设中的计量，一般运用较多的是平均断面法。分为近似计算法和较精确计算两种公式，如下图：

不难看出较精确计算的方法，其实就是在原有断面数据的基础上加密一条中间断面。近似计算法是工程计量过程中最普遍被采用的一种方法，以使用方便、便于掌握，普遍被测量专业人员用于各类水电站的工程计量之中。

3.三维建模的计量方法

三维建模的计量方法，首要掌握的是对设计图的全面熟知与掌握，并重点了解结构复杂区域的计量感念，其次是计量数据的收集与分类，同时熟知计算机的使用功能及CAD绘图的技能。

3.1熟悉坐标系与三维空间的相互关系：

熟悉世界坐标系和三维空间的关系，熟悉CAD的用户坐标系以及多个视图的使用方法。另外必须熟悉面域的操作和多段线的编辑。世界坐标系是CAD在作图时，用于确定平面或空间点位置的一个笛卡尔坐标体系，每一个坐标的正向和另两个坐标的旋向必须符合右手定则。CAD在平面作图时的三维世界坐标系标志是坐标符号图中有一“W”字样。在三维实体建模通过命令“UCS”来完成用户坐标系的转换。执行“UCS”命令后，命令行提示如下：用户可以选择需要的项目。如果选择新建项，即键如“N”后回车，则命令行再次显示为：用户即可确定Z轴方向，利用三点重新定坐标系或分别绕X、Y、Z轴旋转任意角度。

3.2熟悉各命令之间的操作关系

在熟悉的基本操作命令后，根据设计图纸或者数据画出需要计量部位的细部断面图形。

进入三维坐标系后（UCS命令），根据各个断面相对轴线关系一一摆放。

改变视角检查断面布设是否和设计图纸或者实际情况一致。

运用LOFT（放样）命令生成三维线框图形，视图菜单下选择视觉样式中的概念命令即可得到想要的三维效果图。

点击面域查询得到该部位体积及为所要得到的工程量。

4．三维建模计量方法与断面法在电站工程的实际应用的对比分析

4.1某电站右岸进水口交通桥下游侧边坡贴坡工程计量过程中运用三维建模方法的具体步骤：

①：根据断面数据画出各桩号断面图形如下：

4.3对比分析：

在同一断面数据的前提下断面法和三维建模计算得到的工程量基本一致。断面法在实际操作绘图过程比三维建模更加简练、方便，但是在计算工程量的时候需要逐一计算再汇总，汇总过程中难免出现汇总误差或者人为的计算错误；而三维建模在实际操作绘图过程比断面法相对繁琐、复杂、容易出错，却在计算工程量时一步到位直截了当且得出的图形成果更加立体直观。

5、三维建模的特殊运用

三维建模的绘图过程比一般断面法更加繁琐，但是一旦建模完成后却可以收到一劳永逸的效果。工程开始施工前根据设计蓝图建立三维模型后，既可以得到这一分部的整体设计工程量，对该区域进行整体布局控制；也可以通过剖切任意想要得到的区域求出该区域的工程量，作为进度控制的目标值。而断面法则需要重新绘制断面图去得到同样的效果。

结语

无论是三维建模计算工程量，还是传统的断面法计算工程量都是各有

优缺点，两者之间可以相辅相成，相互佐证，但在实际工作中还要根据实际需要来选择。在工程开始施工阶段可以多采用三维建模的方法一次性得到所有各分项工程的三维模型，得出设计工程量，对工程进行全局控制；而在最终计算实际工程量的时候多采用断面法计算细部实际工程量。断面的布设和断面数据的采集才是计量的根本所在，在实际工作过程中计量的方法可以不固定，但是断面布设的原则必须固定，就是要平均布设断面、特殊（突变断面及定性的超挖断面）部位适当加密断面，一是依据设计线、二是平均内插，在保证进度和效益的前提下断面尽量缩小间距，不允许超出规范允许的布测范围；同时，断面数据的采集密度也要依据断面绘制比例规范进行，小于比例要求值，确保计量原始数据满足计量要求。

因此，验收断面的布测要依据计量断面的布测标准进行，测量专业监理在事前就需要对施工单位申报计量断面的计划进行审核批复，在施工过程中实施进行控制，也对内插断面有超前控制概念。

参考文献：

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