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河北省秦皇岛市昌黎县市政工程处 河北 066600
目前市政工程施工中，桥梁形式已逐渐从前些年普通的小跨度简支梁结构向大跨度连续梁结构、中承式提篮拱桥、斜拉桥、悬索桥等结构形式转变；综合管线种类繁多且交叉点多；道路施工中管线覆土不符合规范要求。
作为一名工程监理人员，针对目前市政工程施工特点，会遇到如下问题：
Ⅰ、特殊结构桥梁中的异性结构尺寸无据可循，结构交叉部位不能闭合。
Ⅱ、综合管线位置或高程发生冲突。
Ⅲ、道路施工中管线覆土厚度不够或管线已进道路结构层。
当上述问题发生时会造成一定的经济损失、工期延误以及其他方面的影响。
本人认为上述问题可以利用预控的方法使其避免或降低损失程度。监理人员在工程正式施工前根据设计图纸及辅助制图软件Autocad，按绝对坐标体系绘制拟建工程的三维模型，在三维模型中提前发现各种问题，之后采取相应的预控措施，避免在实际施工中造成事实。
三维建模有即可直观表现工程形象又可精确提供工程数据的特点，具体体现在：1、提前发现桥梁工程图纸中构件位置冲突、高程错误、相关构件不闭合等问题；2、提供异型构件的施工检查尺寸；3、计算异型构件的几何参数；4、查询单位工程任意点的高程、坐标，以便为过程施工验收提供即时依据；5、提前发现各种管线空间位置冲突及管线覆土不足问题；6、提高工程进度描述及监理交底中的形象性；7、综合管线竣工电子文档。
以下分别举例说明三维建模的作用（适当扩展和变动）：
一、Autocad三维建模在桥梁工程中的应用实例
1、工程概况
工程名称：通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程。
本桥主桥为单跨提篮拱桥，长136m，主拱内倾10度，南侧引桥长52.5m，北侧引桥长117.5m，引桥为简支T梁桥。桥梁全长311.06m，桥梁面积12240m2。两个三角刚架构造复杂，交叉构件多，构件现场安装难度较大。
3、复核施工图纸中的吊杆长度及角度
通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程全桥单侧20根吊杆，每根吊杆的长度及与竖直面的角度均不相同，且施工过程中要求的安装精度高，为保证吊杆安装的顺利，项目监理部在工程开工阶段利用Autocad三维模型模拟了所有吊杆的长度角度，和设计图基本相符。具体图形和数据见下图表。
具体操作过程：在三维电子模型中执行如下命令；
4、提供异型构件的验收检查尺寸、构件空间安装三维坐标
通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程钢拱肋是倒悬连线变截面钢箱拱，整个钢拱肋分十一个制作段，每一个制作段都是一个不规则的空间结构（拱肋厚度相同），获取每一节钢拱肋的制作检查数据和空间安装位置的坐标点是一件非常麻烦的事情。
⑴拱肋制作段尺寸数据的获取
通过上图可以直接获取想要检查的任何拱肋尺寸数据；
⑵拱肋制作段安装控制点三维坐标的获取
可通过利用三维模型直接获取数据、利用EXCEL电子表格计算两种方法。
①利用三维模型直接获取数据；
命令：id
指定点：k左5-A
X = 307065866.3729 Y = 524955426.2395 Z = 49629.3737
命令：id
指定点：k左6-A
X = 307077005.1438 Y = 524960411.0268 Z = 52873.5402
单位：mm XY平面坐标 Z高程
桥梁其他部位（构件边线角点、中点、支座中心、特征点等）控制点三维坐标也可按上述方法直接获取，此方法具有快速、直观、准确、容易操作等特点。
②利用EXCEL电子表格计算。
根据设计图纸中给出的数据，利用EXCEL电子表格通过三角函数计算出每一安装截面上下边中心控制点的绝对三维坐标（x＼y＼z）。
③比较结果及工程实施效果
比较用id命令获取的数据和用EXCEL电子表格计算的数据结果是一样的。
监理工程师对通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程特殊部位的测量控制，首先要求施工单位上报相应的专项方案，并明确写明重点部位的控制数据，监理工程师按前文的两种方法对数进行了审核，经“审核—施工单位修改数据—审核同意”的过程，在相应部位施工前保证控制数据的准确性。
通过上述有效控制，邓家窑桥工程拱肋、横撑安装施工，保证了拱肋横撑的空间位置、内倾10度、合拢段三维坐标误差仅为15mm。顺利完成了拱肋、横撑的安装。
5、计算异型构件的几何参数
利用cad三维电子模型可以直接获取构件的几何参数
以下是用massprop命令查询三角刚架的几何参数
当某不规则构件需要吊装时可通过上述方法计算重心（质心）的位置。
二、Autocad三维建模在道路管线工程中的應用
1、说明
本人参加工作后基本上从事桥梁工程的监理工作，因此未深入研究过Autocad三维建模在道路管线工程中的应用，鉴于市政工程的共性，借鉴桥梁工程中的经验，引申几点遐想，供参考。
2、综合管线交叉部位的立体描绘
综合管线工程开工前专人绘制交叉部位的三维模型，按平面交叉部位断开，如下简图：
2.1翠屏西路与怡乐北街交叉口综合管线三维模型
2.2可以直接在以上电子模型中点取各管线任意桩号的高程、坐标、不同管线的上下距离等数据。
通过上述工作，可以起到如下作用：
Ⅰ、使监理人员深度阅读图纸。
Ⅱ、组织监理人员把工程所有的现有、新建综合管线绘制在同一个电子模型中，能及时发现设计图纸中管线冲突的错误，避免不必要的损失。
Ⅲ、三维模型上墙，并根据工程进度填充相应的颜色，能立体的展现工程形象进度。
Ⅳ、便于查找工程任意点的高程、坐标等数据。
市政综合管线种类较多，而各种管线往往不是一家设计单位设计的，因而就有可能出现管线交叉部位高程矛盾的问题，如建设单位，或监理单位、总包单位有专门人员进行综合管线三维模型的绘制，就可以及早发现管线的交叉情况，如出现高程矛盾、平面位置冲突、安全距离不足、覆土厚度不足等问题即可提前解决，避免发生经济和工期上的损失。
3、综合管线竣工电子文档
新建工程经常会遇到原有地下设施管线图纸不全或位置不准确，既而给新开工程施工带来难度，假设一项工程竣工后，由建设单位组织进行竣工三维电子模型的绘制（必须按绝对坐标体系绘制），其中包括各种构筑物及管线的真实位置，此文件作为竣工档案资料保存，就能能好地为后续新开工程提供数据支持。
三、后续总结
1、通过前文的举例说明，可以用autocad三维制图对市政工程施工进行预控、过程控制、竣工资料归档等工作。
2、要使autocad三维制图对工程起到预控的作用，应做到：
⑴必须按设计图纸绘制三维模型，保证各构件的尺寸准确无误；
⑵以相对坐标绘制三维图形，后转换为绝对坐标。
3、autoCad与excel相结合对工程进行控制
Autocad可以做到形象、直观、快速的对工程进行预控，而大量的数据还得依靠excel电子表格计算。AutoCAD与excel的完美结合可以更好的对工程进行预控。
4、autoCad三维模型提高工程进度描述及监理交底中的形象性
当进行工程进度汇报及监理交底时，如果能用autoCad三维模型来表述的话，可以更形象地反映工程进度及规模，而进行监理交底时，三维模型可以提前让监理人员掌握工程立体概念，以便更好的对工程进行监理。
目前市政工程施工中，桥梁形式已逐渐从前些年普通的小跨度简支梁结构向大跨度连续梁结构、中承式提篮拱桥、斜拉桥、悬索桥等结构形式转变；综合管线种类繁多且交叉点多；道路施工中管线覆土不符合规范要求。
作为一名工程监理人员，针对目前市政工程施工特点，会遇到如下问题：
Ⅰ、特殊结构桥梁中的异性结构尺寸无据可循，结构交叉部位不能闭合。
Ⅱ、综合管线位置或高程发生冲突。
Ⅲ、道路施工中管线覆土厚度不够或管线已进道路结构层。
当上述问题发生时会造成一定的经济损失、工期延误以及其他方面的影响。
本人认为上述问题可以利用预控的方法使其避免或降低损失程度。监理人员在工程正式施工前根据设计图纸及辅助制图软件Autocad，按绝对坐标体系绘制拟建工程的三维模型，在三维模型中提前发现各种问题，之后采取相应的预控措施，避免在实际施工中造成事实。
三维建模有即可直观表现工程形象又可精确提供工程数据的特点，具体体现在：1、提前发现桥梁工程图纸中构件位置冲突、高程错误、相关构件不闭合等问题；2、提供异型构件的施工检查尺寸；3、计算异型构件的几何参数；4、查询单位工程任意点的高程、坐标，以便为过程施工验收提供即时依据；5、提前发现各种管线空间位置冲突及管线覆土不足问题；6、提高工程进度描述及监理交底中的形象性；7、综合管线竣工电子文档。
以下分别举例说明三维建模的作用（适当扩展和变动）：
一、Autocad三维建模在桥梁工程中的应用实例
1、工程概况
工程名称：通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程。
本桥主桥为单跨提篮拱桥，长136m，主拱内倾10度，南侧引桥长52.5m，北侧引桥长117.5m，引桥为简支T梁桥。桥梁全长311.06m，桥梁面积12240m2。两个三角刚架构造复杂，交叉构件多，构件现场安装难度较大。
3、复核施工图纸中的吊杆长度及角度
通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程全桥单侧20根吊杆，每根吊杆的长度及与竖直面的角度均不相同，且施工过程中要求的安装精度高，为保证吊杆安装的顺利，项目监理部在工程开工阶段利用Autocad三维模型模拟了所有吊杆的长度角度，和设计图基本相符。具体图形和数据见下图表。
具体操作过程：在三维电子模型中执行如下命令；
4、提供异型构件的验收检查尺寸、构件空间安装三维坐标
通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程钢拱肋是倒悬连线变截面钢箱拱，整个钢拱肋分十一个制作段，每一个制作段都是一个不规则的空间结构（拱肋厚度相同），获取每一节钢拱肋的制作检查数据和空间安装位置的坐标点是一件非常麻烦的事情。
⑴拱肋制作段尺寸数据的获取
通过上图可以直接获取想要检查的任何拱肋尺寸数据；
⑵拱肋制作段安装控制点三维坐标的获取
可通过利用三维模型直接获取数据、利用EXCEL电子表格计算两种方法。
①利用三维模型直接获取数据；
命令：id
指定点：k左5-A
X = 307065866.3729 Y = 524955426.2395 Z = 49629.3737
命令：id
指定点：k左6-A
X = 307077005.1438 Y = 524960411.0268 Z = 52873.5402
单位：mm XY平面坐标 Z高程
桥梁其他部位（构件边线角点、中点、支座中心、特征点等）控制点三维坐标也可按上述方法直接获取，此方法具有快速、直观、准确、容易操作等特点。
②利用EXCEL电子表格计算。
根据设计图纸中给出的数据，利用EXCEL电子表格通过三角函数计算出每一安装截面上下边中心控制点的绝对三维坐标（x＼y＼z）。
③比较结果及工程实施效果
比较用id命令获取的数据和用EXCEL电子表格计算的数据结果是一样的。
监理工程师对通州区朝阳北路跨温榆河邓家窑桥工程特殊部位的测量控制，首先要求施工单位上报相应的专项方案，并明确写明重点部位的控制数据，监理工程师按前文的两种方法对数进行了审核，经“审核—施工单位修改数据—审核同意”的过程，在相应部位施工前保证控制数据的准确性。
通过上述有效控制，邓家窑桥工程拱肋、横撑安装施工，保证了拱肋横撑的空间位置、内倾10度、合拢段三维坐标误差仅为15mm。顺利完成了拱肋、横撑的安装。
5、计算异型构件的几何参数
利用cad三维电子模型可以直接获取构件的几何参数
以下是用massprop命令查询三角刚架的几何参数
当某不规则构件需要吊装时可通过上述方法计算重心（质心）的位置。
二、Autocad三维建模在道路管线工程中的應用
1、说明
本人参加工作后基本上从事桥梁工程的监理工作，因此未深入研究过Autocad三维建模在道路管线工程中的应用，鉴于市政工程的共性，借鉴桥梁工程中的经验，引申几点遐想，供参考。
2、综合管线交叉部位的立体描绘
综合管线工程开工前专人绘制交叉部位的三维模型，按平面交叉部位断开，如下简图：
2.1翠屏西路与怡乐北街交叉口综合管线三维模型
2.2可以直接在以上电子模型中点取各管线任意桩号的高程、坐标、不同管线的上下距离等数据。
通过上述工作，可以起到如下作用：
Ⅰ、使监理人员深度阅读图纸。
Ⅱ、组织监理人员把工程所有的现有、新建综合管线绘制在同一个电子模型中，能及时发现设计图纸中管线冲突的错误，避免不必要的损失。
Ⅲ、三维模型上墙，并根据工程进度填充相应的颜色，能立体的展现工程形象进度。
Ⅳ、便于查找工程任意点的高程、坐标等数据。
市政综合管线种类较多，而各种管线往往不是一家设计单位设计的，因而就有可能出现管线交叉部位高程矛盾的问题，如建设单位，或监理单位、总包单位有专门人员进行综合管线三维模型的绘制，就可以及早发现管线的交叉情况，如出现高程矛盾、平面位置冲突、安全距离不足、覆土厚度不足等问题即可提前解决，避免发生经济和工期上的损失。
3、综合管线竣工电子文档
新建工程经常会遇到原有地下设施管线图纸不全或位置不准确，既而给新开工程施工带来难度，假设一项工程竣工后，由建设单位组织进行竣工三维电子模型的绘制（必须按绝对坐标体系绘制），其中包括各种构筑物及管线的真实位置，此文件作为竣工档案资料保存，就能能好地为后续新开工程提供数据支持。
三、后续总结
1、通过前文的举例说明，可以用autocad三维制图对市政工程施工进行预控、过程控制、竣工资料归档等工作。
2、要使autocad三维制图对工程起到预控的作用，应做到：
⑴必须按设计图纸绘制三维模型，保证各构件的尺寸准确无误；
⑵以相对坐标绘制三维图形，后转换为绝对坐标。
3、autoCad与excel相结合对工程进行控制
Autocad可以做到形象、直观、快速的对工程进行预控，而大量的数据还得依靠excel电子表格计算。AutoCAD与excel的完美结合可以更好的对工程进行预控。
4、autoCad三维模型提高工程进度描述及监理交底中的形象性
当进行工程进度汇报及监理交底时，如果能用autoCad三维模型来表述的话，可以更形象地反映工程进度及规模，而进行监理交底时，三维模型可以提前让监理人员掌握工程立体概念，以便更好的对工程进行监理。