Autodesk CIVIL 3D 2016 Achse, Gradiente, Querschnitt, 3D-Profilkörper (Straße) Mengen aus Querprofilen, langgestreckte Baukörper Gert Domsch, CAD-Dienstleistung 25.04.2015 Inhalt Einführung... 2 Konstruktions-Basis (DGM, virtuelles Gelände, Bestand)... 3 Achskonstruktion, -Erstellung (mit Querprofillinien, -Stationen)... 6 Längsschnitt, Höhenplan (mit Querprofillinien, -Stationen), Gradientenkonstruktion... 11 Querschnitt... 15 3D-Profilkörper... 18 Querprofile, Querprofilpläne... 21 Mengen, Mengenberechnung aus Querprofilen, Stück-Listen... 24 Ende der Unterlage... 30 1
Einführung CIVIL 3D ist das Tiefbauprogramm von Autodesk. Basis jeder Konstruktion ist das digitale Geländemodell (DGM). Zur Erstellung des DGM können jede Art von 3D-Daten Verwendung finden. Die Betonung liegt auf jeder Art von 3D-Daten, CIVIL 3D beschränkt sich nicht nur auf den Vermessungspunkt mit Höhe. Auf dieser Basis wird die Konstruktion ausgeführt. Die Art der Konstruktion unterteile ich in drei Varianten oder Ausführungs-Methoden. 1. Langgestreckte Baukörper (Beispiel: Straße), Abrechnung oder Mengenberechnung erfolgt mittels Querprofilen (ähnlich der deut. Verfahrensbeschreibung nach REB 21.003, REB 21.013) 2. Unregelmäßige Baukörper (Beispiel: Baugrube), Abrechnung oder Mengenberechnung aus Oberflächen ((ähnlich der deut. Verfahrensbeschreibung nach DGM, REB 22.013) 3. Rohre, Leitungen (Beispiel: Regenwasser-Kanal) Aus jeder Konstuktion können Längsschnitte (Höhenpläne) und Querprofile in beliebiger Form und Lage generiert werden. Aus jeder Konstruktion können DGMs abgeleitet werden, die zu einer Mengenberechnung führen oder in die Folgekonstruktion integriert werden können. Die vorliegende Beschreibung erläutert an einem einfachen Beispiel die Variante 1, langgestreckte Baukörper (Mengenberechnung mittels Querprofilen). Es wird ein Zufahrtsweg zu einer Freifläche angenommen. Der Weg wird mit 5,50m Gesamtbreite, vier Schichten-Aufbau, 64 cm Gesamtstärke, Bordsteiein 12x25 und auf ein vorzubereitendes Rohlanum aufgebaut. Konstruktionsvorgaben wie min. Längs und Querneigung und Straßengraben spielen in dieser Beschreibung keine Rolle oder es werden Standard-Werte für Deutschalnd angenommen (Böschungsneigung 1:1.5, Querneigung 2.5%, Straßengraben 1,5m) Die Konstruktion dient ausschnißlich dem Zweck prinzipielle Funktionen zu erläutern und nicht dem Zweck eine fachlich richtige Straße zu bauen. Der Arbeitsablauf gliedert sich in sieben Schritte. 1. Konstruktions Basis, DGM (virtuelles Gelände, Bestand) 2. Achskonstruktion (mit Querprofillinien, -Stationen) 3. Längsschnitt, Höhenplan (mit Querprofillinien, -Stationen), Gradientenkonstruktion 4. Querschnitt 5. 3D-Profilkörper 6. Querprofile, Querprofilpläne 7. Mengen, Mengenberechnung aus Querprofilen, Stück-Listen 2
Konstruktions-Basis (DGM, virtuelles Gelände, Bestand) Für die Beschreibung ist ein DGM (digitales Geländemodell) aus Vermessungspunkten erstellt. Für die nachfolgende Funktion ist es unerheblich, ob Dreiecksflächen, Höhenlinien Vermessungspunkte oder Höhenlinienbeschriftung zu sehen sind oder nicht. Das Programm hat im Hintergrund 3D-Flächen (grüne Dreiecke,) das bleibt die Basis der Berechnung. Zusätzlich ist innerhalb des DGMs eine Freifläche konstruiert worden (Verschneidung, unregelmäßige Baukörper, ca. 20 x 20m) 3
Damit diese Konstruktion als Ziel des Weges funktionieren kann, muss die Freifläche bis zum DGM geführt werden. Das Freiflächen-DGM ist nachfolgend rot dargestellt. 4
Es wird eine Zufahrt von der Müller-Straße zur Freifläche geplant. 5
Achskonstruktion, -Erstellung (mit Querprofillinien, -Stationen) Für die Achskonstruktion gibt es im Civil 3D grundsätzlich drei Wege. 1. Freie Achskonstruktion 2. Umwandlung einer vorgegebenen Polylinie in eine Civil 3D- Achse 6
3. Achsinterpolation oder -Berechnung aus einer Vermessungsinformation (Liegenschaftsgrenzen, Linien oder Punkte) Nachfolgend wir nur in wenigen Bildern die freie Konstruktion nach Punkt 1 gezeigt. Das Objekt Achse wird definiert. 7
Eine Kontrolle der Bogeneinstellung ist empfehlenswert. Bei Straßenkonstruktion-Innerorts (50 km/h) sind keine Klothoiden erforderlich. Die Konstruktion wird mit Bogen ausgeführt. Ich empfehle die Achse so zu konstruieren, dass diese die angrenzenden -, von der Höhe her zu berücksichtigende Objekte schneidet. 8
Mit dem Abschluss der Konstruktion wird das Objekt beschriftet. Es bleibt jedoch zu jedem auch späteren Zeitpunkt änderbar. Es werden Querprofillinien-Stationen erzeugt. Diese werden dann automatisch im Höhenplan (deutsch: Längsschnitt) gesehen und eingetragen. Das Programm erkennt die DGMs bzw. Objekte der Zeichnung. Mit der Stilauswahl (Darstellungs-Farbe) kann die Darstellung so gesteuert werden, dass die unterschiedlichen Objekte deutlich erkennbar sein werden. 9
Je nach technischer Anforderung werden die Querprofillinien verteilt. Mit Abschluss der Funktion werden die Querprofillinien beschriftet. Auch die Querprofillinien bleiben jederzeit änderbar. 10
Längsschnitt, Höhenplan (mit Querprofillinien, -Stationen), Gradientenkonstruktion Aus der Achskonstruktion folgen die Höhensituation und damit die Höhenkonstruktion. Die Höhenkonstruktion wird in Deutschland als Gradienten-Konstruktion bezeichnet. Die Funktion startet mit der Höheninformation aus dem DGM. Diese Funktion wird im Civil 3D Längsschnitt (Geländelängsschnitt) genannt. Es werden Achse und DGM ausgewählt und hinzugefügt (Hinzufügen). Der Darstellungsstil (Darstellungsfarbe) sollten angepasst werden. Danach folgt der Eintrag in den Höhenplan. Die richtige Stilzuweisung und die Kenntnis um die hier abgelegten Einstellungen sind von entscheidender Bedeutung. 11
In den Bildern werden nur die wichtigsten Einstellungen gezeigt. Eine ganze Reihe von Optionen wird übersprungen. Der Höhenplan mit dem Geländelängsschnitt ist erstellt. Freifläche und die Neigung der Müllerstraße sind im Höhenplan erkennbar. Mit der Gradienten-Konstruktion kann die Höhensituation der Anschuss-Bereiche berücksichtigt werden. 12
Es folg die Gradienten-Konstruktion. Im Civil 3D ist die Gradiente ein konstruierter Längsschnitt. Die Gradiente wird dem Höhenplan zugeordnet und hinsichtlich Darstellung und Beschriftung definiert. Die Konstruktion beginnt mit der Kontrolle der Kuppen- und Wannen-Einstellung. 13
Die Gradiente wird mit Bogen (Kuppen und Wannen) gezeichnet. Mit der Konstruktion wird die Gradiente automatisch beschriftet. Nach der Konstruktion bleiben alle Elemente jederzeit editierbar. Unabhängig von der Neigung wird die Gradiente für dieses Beispiel so editiert, dass Auftrags-und Abtrags Bereiche in der zu erwartenden Zufahrtsstraße (Weg) entstehen. 14
Querschnitt Im nächsten Schritt wird der Querschnitt erstellt. Der Querschnitt ist ein zentrale Element mit dem zielgerichtet Konstruktionseigenschaften für die Lageplandarstellung, die Querprofildarstellung und Beschriftung, die Mengenberechnung und die Absteckpunkt-Ausgabe bereitgestellt werden. Der Querschnitt wird hinsichtlich Darstellung (Farbe) und Darstellung der Querschnittselemente (Code-Stil-Satz) definiert. Dabei vermittelt der Begriff RStO12 Tafel-x Zeile-y das es sich ausschließlich um Darstellungen nach RStO handeln könnte. Das ist nicht so. Jede Darstellung nach jeder beliebigen Norm weltweit ist möglich. Es sind auch offenen Fließgewässer oder Hochwasserschutz-Dämme in der Norm des jeweiligen Fachbereichs darstellbar. Die einzelnen Querschnittselemente, das heißt Fahrbahn-, Bordstein-, Straßengraben- oder Böschungselemente werden in der Autodesk-Werkzeugpalette für Civil 3D bereitgestellt. Mit der Auswahl eines jeden Querschnitts-Elementes werden in der Eigenschaften-Palette die Werte angezeigt. 15
Die Elemente sind editierbar und werden getrennt auf der rechten und linken Seite des Querschnittes eingefügt. Der Name des Querschnitt-Elements ist optional änderbar. Die Seite wird gewechselt und das Element links eingefügt. In der gleichen Art und Weise werden Bordsteine, Ausstattungsdetails, Straßengraben und Böschung angefügt. 16
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Der Querschnitt ist erstellt. Er kann zwischen Zeichnungen ausgetauscht werden. In der Bildfolge ist sind weitere wesentliche Eigenschaften der Querschnitts-Bestandteile nicht erkennbar. Für eine technisch richtig konstruierte Straße sind diese jedoch von enormer Bedeutung. Feste Parameter (Beispiel: Breite, Querneigung) lassen sich durch Anschlusselemente (Beispiel: Achsen, Querneigungsberechnung) überschreiben. Durch diese Eigenschaft lassen sich Kreuzungen, Abbiegespuren oder Busbuchten mit dynamische Querneigungsänderung konstruieren. Die Linienfarbe, Schraffur und Beschriftungseigenschaft wird durch den Code-Stil-Satz gesteuert. Damit werden später Darstellungs-, Export- und Folgeobjekt-Eigenschaften gesteuert (Beispiel: Farbgebung des 3D-Profilkörper im nächsten Abschnitt). 3D-Profilkörper Der 3D-Profilkörper ist ein Konstruktionselement, das aus Achse, Gradiente und Querschnitt zusammengesetzt wird. 18
Alle Elemente sind logisch und einzeln auszuwählen, so dass ein 3D-Profilkörper entstehen kann. 19
Der 3D-Profilkörper (Straße) ist im 3D linienhaft- und im 2D Bereich Solid schraffiert dargestellt. 20
Eine 3D- flächenhafte Darstellung wird durch das 3D-Profilkörper-DGM erreicht. Hierzu werde die im Hintergrund mitgeführten Code-Stil-Satz -Elemente genutzt. Die 3D-Eigenschaft ist wichtig um Auf- und Abtrags-Berechnung auszuführen. Querprofile, Querprofilpläne Querprofile sind einzelne Ansichten des Querschnittes an der im Abschnitt Achse vorgegebenen Querprofillinien-Station. 21
Für die Erstellung gibt es eine Vielzahl von Optionen, unter anderem die Erstellung nach Zeilen und Spalten sortiert im Modellbereich oder die Verknüpfung mit einer Layout-Ansicht und die damit verbundene Aufteilung der Querprofilpläne in Layouts. Für diese Beschreibung wird nur die einfachste Form, Darstellung im Modellbereich gewählt, mit dem Ziel anschließen die Mengenberechnung darzustellen. Es wird ein Darstellungsstil ausgewählt. Die Ausgabe erfolgt in den Modellbereich. 22
Verschiedene Bandsätze stehen zur Verfügung. Den erstellten Querprofil-Plänen lassen sich jederzeit weitere Daten bis hin zu Rohrleitungen hinzufügen. 23
Es gibt keine Begrenzung für die Anzahl der darstellbaren Elemente. Alle im Lageplan durch die Querprofillinie geschnittenen Konstruktionselemente sind darstellbar. Mengen, Mengenberechnung aus Querprofilen, Stück-Listen Mengen können nach m³ Auftrag, Abtrag, Frostschutzschicht usw. aber auch nach m² Asphalt- Deckschicht und -Tragschicht sowie m Bordstein, Haltung, Schacht ermittelt werden. 1. Mengen aus Querprofilen. Die Funktion besteht aus zwei Schritten. Im ersten Schritt (Bereich: Analysieren) werden, mit der Funktion Materialien berechnen, Teilflächen ermittelt. 24
Es ist empfehlenswert Mengenermittlungskriterien mit Füllung (Schraffur) zu wählen. Die Kriterien sind jederzeit um zusätzliche Positionen erweiterbar. 25
Als Resultat der Berechnung werden Flächen schraffiert. Die Ausgabe kann als Bericht und Protokoll aus der Zeichnung heraus oder als Tabelle innerhalb der Zeichnung geschrieben werden. Ausgabe aus der Zeichnung heraus Erste Station und Tabellenkopf Letzte Station und Gesamtmenge 26
Tabellen-Option im Bereich Beschriften. Tabellen-Option im Bereich Querprofile 2. Stück-Listen Zur Verdeutlichung der Funktion wird dem Profilkörper ein neuer Code-Stil-Satz zugeordnet. 27
Dieser Kode-Stil-Satz führt Kostenpositionen. Ist der Kostenposition (noch) kein Preis hinterlegt erden mit der Funktion Stücklisten oder Ausschreibungspositionen erstellt. Belag (Asphalt) hat die Position 50-01, Fahrspurrand Innen und Fahrspurrand Außen die Positionen 30-01, 40-11. Solche Positionen können auch Haltungen und Schächten in der Komponentenliste zugewiesen werden. Die Zuordnung der Positionen kann im Mengenermittlungs-Manager verdeutlicht werden. 28
Die Ausgabe ist in mehreren Formaten möglich. 29
XML-Ausgabe TXT-Ausgabe CSV-Ausgabe Ende der Unterlage 30