道路CAD作者施佩娟道路CAD（第8模块三维建模基础及应用）课件.pptVIP

8.3.2 道路设计表面模型 道路设计表面模型包括：中间带、行车道、路肩、边坡表面、边沟、各种交通设施（包括标志标牌、标线、防撞护栏等）、桥梁（包括梁、桥台、桥墩等）。采用表面模型来建立道路设计表面模型既可以采用三角形空间平面，也可以采用四边形空间平面。 相对于地表模型而言，道路设计表面模型的规律性还是较强的。一般采用四边形空间平面来建立道路设计表面三维模型。例如绘制行车道表面模型时，先根据所需的建模精细程度，确定延路线前进方向的间距，然后计算出模拟道路表面的每个四边形的四个顶点的三维坐标，再用AutoCAD的3dface命令绘制出每个空间四边形平面，见图8-16。三维坐标的计算采用路线设计软件来完成。组成道路设计表面模型的其它部分也可以采用相同的方法来完成。 图8-16 空间四边形平面拟合道路设计表面 8.3.3道路表面模型与底面的叠加 道路建模是建筑在地面上的三维带状实体，为适应地形的起伏变化，道路在纵断面和横断面上不可避免地会出现填挖现象，与此相对应的地表面模型与道路表面模型就会出现两者相互重叠的情况。在填方处，道路模型在上，地面模型在下；在挖方处，地面模型在上，道路模型在下。为了真实地表现两个模型的重叠效果，就必须对覆盖在下面的模型进行局部范围内的消除或消隐处理。对两个实体模型而言，可以采用布尔运算将两个实体并为一个实体，这样就自动消除了重叠现象。但对于表面模型的道路表面和地表面，是不能直接采用布尔运算来消除重叠现象的。目前，对道路表面模型与地表面模型的叠加处理，主要采用根据两个模型的交界线重新构网，然后再叠加的方法。这种方法的优点是占用内存少、运算速度快。其处理方法如下。 ①先计算出道路表面模型与地表面模型的交界点的坐标，该坐标可从横断面设计结果中的坡脚点（填方）或坡顶点（挖方）获得。按填挖性质将相邻交界点连成折线，这些折线形成的多个封闭多边形，即是两个模型的交界线。显然在封闭多边形以内的地表面模型，不管是在道路表面模型上面还是下面，都是不需要的，建模时须挖去。 ②根据交界线对地表面模型重新构网，即可得到处理后的地表面模型。从上面多边形的性质可知，凡在多边形以内的地形点将不参与构网须剔除，剩余的地形点是重新构网的点。为保证地面模型与道路表面模型的无缝拼接，将多边形作为约束线，也即把多边形作为三角形的边，按有约束Delaunay三角网重新构网。判断一点是否在一封闭多边形内可采用铅垂线算法。 经过上将面方法处理后的地表面模型与道路设计表面模型叠加在一起，就实现了两个模型的无缝拼接，见图8-17。 图8-17 道路表面模型与底面的叠加 8.4 桥梁三维建模方法 8.4.1桥梁附属结构三维建模 8.4.2桥梁下部结构三维建模 8.4.3桥梁承重结构三维建模 8.4.4桥面结构三维建模 8.4.1桥梁附属结构三维建模 桥梁附属结构主要包括桥头锥坡、八字墙、护坡等。对正交桥梁来说，锥坡平面是一个1/4椭圆，可以采用锥体命令绘制椭圆锥，然后用切割（Slice）命令切成锥坡。下面是正锥坡的建模过程： ①用圆锥体（Cone）命令绘制一个椭圆锥体； ②用切割（Slice）命令将椭圆锥对称切成4块，删除3块，剩余一块即为锥坡实体，见图8-24。 图8-24 锥坡实体模型 8.4.2桥梁下部结构三维建模 桥梁下部结构可分为桥墩、桥台等，而桥墩、桥台又可分为重力式墩、台和轻型墩、台。这些结构一般都由一些规则实体组合而成，建模时可采用命令直接绘制规则实体，然后用编辑命令进行修改，再组合成一个整体墩台。下面以重力式U形桥台为例说明建模方法，其过程如下。 ①用Line命令绘制桥台前墙断面，并用 命令制作成面域，见图8-19（a）； ②用Extrude命令对前墙断面进行拉伸，见图8-19（b）； ③用Line命令绘制侧墙断面，并用Boundary命令制作成面域，再用Extrude命令对其拉伸，见图8-20； ④用Box命令绘制矩形基础； ⑤用Mirror命令制作另一侧墙；并用Move命令将前墙、侧墙移动到基础上面； ⑥用Union命令将前墙、侧墙和基础组合为U形台，见图8-21。 8.4.3桥梁承重结构三维建模 不同类型的桥梁其承重结构也不同，但对等截面结构来说，其横断面形状及尺寸沿桥轴线方向变化较小，可以用实体拉伸的方法来建模；对于变截面结构，则可以采用分段拉伸方法来建模。下面以空心板桥为例说明桥梁承重结构的建模方法，其过程如下。 ①用Line（或Pline）命令按一定比例绘制中板和边板图形，见图8-15； ②用Boundary命令分别对空心板外轮廓和内孔生成两个面域； ③用Extrude命令将空心面域沿桥轴线方向拉伸，拉伸长度为板的长度； ④用Subtract命令掏空里面的内芯，拉伸并掏空内芯的边板及中板模型见图8-16； ⑤用Copy