Autodesk Civil 3D 2010, · Autodesk Civil 3D 2010 Grundlagen, Anwendungsbeispiel 12 Autodesk-Gleis-Modul Das Gleisbaumodul ist Bestandteil des „„Autodesk AutoCAD Civil3D 2016
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Gert Domsch, CAD-Dienstleistung Autodesk Infrastructure Design Suite xx Premium, MAP 3D
Gert Domsch, CAD-Dienstleistung, Lindenstraße 5, 02999 Lohsa. [email protected], www.gert-domsch.de
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Einführung Die Anwendung des Moduls „Gleisbau“ setzt das prinzipielle Verständnis für Civil 3D voraus. Die Zuordnung von Stilen ist auch hier die wesentliche Voraussetzung für das Erreichen des Konstruktionsziels. Nicht jede Einstellung erscheint bereits optimal an die Funktionalität „Gleisbau“ angepasst. Meine Empfehlung zur Nutzung dieses Moduls ist eine eigene Vorlage anzulegen, die alle erforderlichen Voreinstellungen für eine „Gleis-Achse“, „Gleis-Gradiente“ und einen „Gleis-Querschnitt“ enthält.
Die Stil-Zuweisung, Stil-Bearbeitung gehört zum Basis-Wissen für CIVIL 3D und ist unabhängig davon in welchem technischen Zusammenhang die Funktionen genutzt werden. Gleis-Querschnitt, optionale Darstellungsmöglichkeit
Eventuell ist hier ein Einstieg in den Subassembly Composer zu empfehlen. Dieses Werkzeug kann komplett eigne Querschnitte erstellen, die jede erdenkbare Berechnung zulassen.
Hinweis: Eine Erläuterung des Subassembly Composer ist nicht Bestandteil dieser Beschreibung. Der Schwerpunkt dieser Beschreibung ist die „Achse“ und die Besonderheiten bzw. Unterschiede, die Civil3D zwischen Straßenbau und Gleisbau macht. Es werden ausschließlich die technischen Unterschiede erläutert und die Funktionserweiterung, die sich aus dem Modul „Gleis“ ergeben. Die Weiterführende Konstruktion zum 3D-Profilkörper wird eher nur dargestellt. Die Erläuterungen sind nur zur Einführung in die Thematik gedacht und sollen verdeutlichen, das nachfolgend ab dem „3D-Profilkörper“ kaum Unterschiede zum Straßenbau oder ähnlich gelagerten Damm-Konstruktionen bestehen.
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Zeichnung „NEU“ Für diese Beschreibung wähle ich die im Bild dargestellte Vorlage (Template). Die von mir getroffenen Voreinstellungen sind eventuell nicht im Detail auf deutsche Anforderungen oder auf eine entsprechende DIN oder das Regelwerk im Gleisbau abgestimmt.
Achse
Als wesentliches Bestandteil ist der Achs - Typ: „Schiene“ auszuwählen.
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Mit dem Typ: Schiene steht für Deutschland, bis zu diesem Zeitpunkt, noch keine Richtliniendatei zur Verfügung.
Das Dateiformat der vorhandenen Richtlinien-Dateien ist *.xml. Dieses Format ermöglicht eventuell eine einfache eigene Bearbeitung und das Erstellen der landespezifischen Vorgaben.
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Für die Version 2016 stehen für Achstyp-„Schiene“ ebenfalls noch keine speziellen Darstellungs- und Beschriftungsstile zur Verfügung? Die gewählten Einstellungen entsprechen dem Straßen-Standard.
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Hinweis: Mit der Festlegung einer Richtlinie und einem „Satz von Entwurfsüberprüfungen“ sollte ein Darstellungsstil gewählt sein, der die Verletzung von Parametern darstellt (Warnsymbol an!)
Schienenabstand (Spurbreite, Radabstand)
Als Bestandteil der Achseigenschaft ist eine freie Spurbreite wählbar. Diese Einstellung ist Bestandteil der Achseigenschaft und damit frei einstellbar.
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Die berechnete Überhöhung dargestellt in der Tabellenansicht.
Die berechnete Überhöhung dargestellt als Überhöhungsansicht.
Die Überhöhungsansicht wird übersichtlicher mit einer entsprechenden Stilauswahl oder Stilbearbeitung.
Die Darstellung der „Überhöhung“ wird zusätzlich geprägt durch eine „Vertikale Überhöhung“. Für mich ist die „Vertikale Überhöhung“ vorgegeben mit „1000.000“ vielfach zu hoch.
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Ich empfehle die Darstellung einzelner Komponenten (Schienen-Farbe) bewusst zu ändern.
Daraus entsteht eine Erwartungshaltung, maßgebliche Komponenten werden besser erkannt oder schneller gesehen. Hinweis: Auf der Karte „Anzeige“ ist auch zu erkennen, das „Linke Schiene - . Überhöhungslinie“ und „ausgeglichene Überhöhung – Linie“ gleichzeitig „an“ sind. In den nachfolgenden Bildern führt diese Einstellung zu einer doppelten Darstellung (nächste Seite).
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Autodesk-Gleis-Modul Das Gleisbaumodul ist Bestandteil des „„Autodesk AutoCAD Civil3D 2016 Productivity Pack 20xx“ und ist mit seinen Funktionen nach der Installation im „Werkzeugkasten“ abgelegt.
Auszug aus dem Autodesk *.pdf Dokument
Das Modul beinhaltet unter anderem das Setzen, Bearbeiten und Löschen von einzelnen Weichen oder Gleisverbindungen (Kreuzungen). Dieses Modul ist zusätzlich zu installieren, es steht im Download-Bereich für Subskription-Kunden kostenlos zur Verfügung. Das Modul kann Weichen oder Gleisverbindungen (Kreuzungen) nach Parameter auf eine Civil 3D- Achse setzen. Civil 3D-Achsen müssen als Basis-Element oder –Elemente vorliegen. Funktionsaufruf nach erfolgter Installation:
Für die Beschreibung werden Im Bereich „Settings“ kontrastreichere Darstellungen ausgewählt. Die Bezugsachse ist unbedingt festzulegen. Stationswert und Richtung können in der Zeichnung mit der Funktion „Place“ angegeben werden.
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Alle weiteren Einstellungen bleiben im Beispiel wie voreingestellt. Die neue Achse wird hier als „Achse – (8)“ erstellt. Darstellung, Gebiet (Site), Layer und Beschriftung sind einstellbar. In den nachfolgenden Bildern ist das (Achse –(12)).
Basiselement der Weiche ist eine Civil3D-Achse, die bearbeitet werden kann, wie jede beliebige Civil 3D - Achse auch.
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Edit Rail Turnout (Weichen editieren)
Die Änderung ist hinsichtlich aller Parameter möglich. Das schließt auch eine komplette Neupositionierung ein. Hinweis: Bereits ausgeführte Konstruktionen, im Beispiel eine Verlängerung der Weichenachse (Achse – (12)), werden im Fall „Edit Rail Turnout“ rückgängig gemacht. Um die bisherige Position zu dokumentieren bieten sich zwei Funktionen an:
1. Der Befehl „Versetz“ (AutoCAD Versetzen) angewandt auf die Achse, erzeugt eine Polylinie, die die Lage der Achse beschreiben kann (2x angewandt mit positivem - und gleichem negativem Abstand) Aus der Polylinie kann jederzeit eine Achse erstellt werden (Funktion: „Achse aus Objekt erstellen“).
2. LandXML-Export, die bisherige Konstruktion wird in einer *.xml Datei abgelegt und kann von dort jederzeit erneut importiert werden. Zuvor ist die Weichenachse um zu benennen, da der bisherige Name in der LandXML-Datei dokumentiert und nicht änderbar ist.
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Ein Ausschnitt aus der Tabelle, ausschließlich erstellt für „Weiche 14“.
Create Rail Crossover (Gleis-Verbindung, Kreuzung) Als Voraussetzung für diese Funktion werden zwei Achsen erstellt. Beide Achsen haben zueinander parallele Bereiche und nicht-parallele Bereiche. Das ist die Ausgangsituation für diese Funktion.
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Hinweis: Solange der Bereich für die Verbindung (Corossover) in einen nicht parallelen Bereich fällt, meldet das Programm „No Solution“ (keine Lösung). Wird ein Bereich ausgewählt in dem die Achsen absolut parallel verlaufen so ist eine Lösung möglich.
Dabei ist ohne Bedeutung, ob es sich um einen Radius oder eine Gerade handelt.
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Gleichzeitig entsteht der Eindruck, als wäre es ohne Bedeutung für die Funktion, ob die Achsen die Eigenschaft „Schiene“ oder „Mittellinie“ haben. Achse – (4) Achse - (9)
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Hinweis: „Turnout“ und „Crossover“ sind getrennte Funktionen, das heißt, nur die jeweils mit der Funktion erstellten Elemente lassen sich mit der Funktion löschen. Beispiel: Weichen, die mit der Funktion „Crossover“ erstellt wurden, lassen sich nicht mit der Funktion „Erase Turnout“ löschen und umgekehrt. Es werden eventuell nur Teile des jeweiligen Elementes gelöscht! (Erase Turnout benutzt in Bereichen von „Crossover“)
Erase Crossover: Es werden die Verbindung und beide Weichen gelöscht.
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Achskonstruktion, Empfehlung für Funktion „Rail Crossover“ Da die Funktion „Rail Crossover“ absolut parallel verlaufende Basis-Achse verlangt, ist für die Ausgangssituation die Funktion Achsparallele zu empfehlen. Diese Funktion erstellt dynamisch verknüpfte -, jederzeit parallel zueinander verlaufende Achsen.
Achs-Parallelen können einseitig -, beidseitig oder mit mehreren Parallelen erstellt werden. Hinweis: Der Ursprung der Funktion ist nicht im Gleisbau. Für den Straßenbau werden diese Achsen im Zusammenhang mit der Fahrbahn-Aufweitung im Kurveninneren benötigt.
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„Crossover“ über die Mittelachse hinweg
Hinweis: Die Achsen, die mit der Funktion „Crossover“ erstellt werden, besitzen die Eigenschaft „Mittellinie“. Das ist unbedingt zu beachten, wenn auf dieser Achse Querneigungen als Bestandteil des 3D-Profilkörper benötigt werden.
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DGM (digitales Geländemodell) Grundlegende Voraussetzung einer jeden Konstruktion ist ein DGM (digitales Geländemodell), wenn in der Aufgabenstellung Absteck-Punkte , Auf- und Abtrag oder Mengenpositionen verlangt werden, die einen Höhenbezug haben. Das DGM (original, englisch: „Surface“) stellt den Bezug zum Ausgangshorizont dar und ist in der Regel aus Vermessungs-Daten aufgebaut. Für die Bilder (Darstellung in diesem Beispiel) wird ein DGM erstellt mit dem Darstellungsstil „Umring“ und auf der Höhe „100“, absolut horizontal. Es ist damit in der „Draufsicht“ nicht zu erkennen. Die Beschreibung von DGMs und das Erstellen ist nicht Bestandteil dieser Unterlage.
Das DGM liegt damit im Hintergrund als horizontale Ebene vor.
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3D-Profilkörper Die nachfolgenden Funktionen unterscheiden sich aus meiner Sicht nicht zum Straßenbau.
1. Achse (liegt bereits vor, erster Teil des Dokumentes) 2. Es ist ein Höhenplan mit Längsschnitt zu erstellen, der die Gleisgradiente enthält. 3. Es ist der Querschnitt zu definieren, der den Aufbau des Gleiskörpers beschreibt und den
Basis-Damm (Roh-Planum) erstellt, aus dem Auf- und Abtrag berechnet werden kann. Zusammen mit der Achse bilden alle drei Elemente den 3D-Profilkörper. Mit dem 3D-Profilkörper als Basis kann folgendes berechnet oder ausgegeben werden:
- Darstellung im Lageplan - Querprofile Querprofilpläne mit Beschriftung - Absteck-Punkte über den gesamten 3D-Profilkörper-Bereich - Mengen einschließlich Auf- und Abtrag (m³) - Sondermengen (Ausschreibungspositionen, zum Beispiel: Stützwandlängen (m),
Sonderflächen (m²) Der 3D-Profilkörper ist die Basis der Berechnung, er ist zusammengesetzt aus Achse, Gradiente und Querschnitt und damit eine 3D-Darstellung im Raum. Für die Ausgaben muss er zusätzlich Informationen enthalten, die die Berechnung der Ausgaben wie beschrieben ermöglichen. Basis der Berechnung ist der „Code-Stil-Satz“. Über die „Codierung“ (Namensgebung für Punkte, Linien und Flächen) erfolgt die Weitergabe von Eigenschaften an die Ausgabe-Funktionen. Der 3D-Profilkörper kann Brücken, Rohre, Einbauten oder Lärmschutzwände enthalten. Die Darstellung zeigt den in diesem Abschnitt später erzeugten 3D-Profilkörper (Achse- „Crossover) mit manuell eingefügten 3D-Details.
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Längsschnitt, Höhenplan, Gradiente Gern erläutere ich den Längsschnitt als „Verknüpfung von Achse und DGM“.
Der Längsschnitt ist erstellt. Mit der Erstellung des Gelände-Längsschnittes steht eine Gelände-Information zur Verfügung. Die nächste Funktion schließt diesen Längsschnitt in die Darstellung des Höhenplans ein.
Die Gelände-Information ist „dynamisch mit der Achse verknüpft. Bei einer Änderung der Lage der Achse erfolgt automatisch eine Änderung der Darstellung des Geländes.
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Der Längsschnitt ist die Basis des Höhenplans. Jede geforderte Darstellung (Überhöhung) ist möglich. Einbauten (kreuzende Leitungen) können zugeordnet werden. Alle Eigenschaften des Höhenplans können jederzeit korrigiert werden.
Die Höhenplan-Funktion unterscheidet nicht zwischen Straßen-, Gelände-, Bahn-, Rohrleitungs- oder sonstigen technischen Darstellungen. Der Ablauf ist immer der Gleiche, lediglich die Aufgabenstellung und der zugeordnete Stil entscheiden über das Aussehen und den technischen Informationsgehalt.
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Die Gradienten-Konstruktion ist im Civil 3D ein „Werkzeug zum Erstellen von Längsschnitten“.
Für eine Gradiente im Gleisbau sind keine gesonderten Darstellungs- oder Beschriftungs-Stile vorgesehen. Bei Aktivierung der Richtlinie ist die Richtliniendatei aus der Achseinstellung voreingestellt.
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Vor der Konstruktion sind die Ausrundungseinstellungen zu überprüfen. Es wird „Kreisförmig“ gewählt.
Die Konstruktion kann zeichnerisch oder über Parametereingabe erfolgen.
Besonderheiten Hinweis: Das Querneigungsband des Straßenbaus funktioniert nicht für den Gleisbau. Es ist die spezielle „Überhöhungs-Ansicht“ zu zeichnen.
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Die Beispiel-Konstruktion besteht aus drei Achsen, deren Gradienten zueinander abgestimmte Höhen benötigen. Für die Höhenabstimmung gibt es mehrere Wege. Die Wichtigsten für mich sind:
1. Das manuelle Beschriften (Anmerkung) von a. Achsstation mit Gradientenhöhe an der Achse. b. - und der Eintrag dieses Punktes im Höhenplan
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2. Das dynamische Übertragen einer Gradiente als „Überlagerten Längsschnitt erstellen“
Im Bild wurden die Gradienten der Hauptachsen als „Überlagerte Längsschnitte“ in den Höhenplan der „Crossover“-Achse eingetragen.
Damit ist die Ausganssituation „dynamisch“ im Höhenplan für die anschließende „Crossover“-Gradiente dokumentiert. Für die Gradiente ergibt sich innerhalb der Gleisverbindung (Crossover) eine Neigung von 1.63%, vorausgesetzt die Kuppen und Wannenausrundung kann bis in den Weichenbereich (Radius) geführt werden.
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Querschnitt Aus der Werkzeugpalette wird der Gleisquerschnitt gewählt.
Hierzu sehe ich es für unbedingt erforderlich die Hilfe zu lesen und sich über eine eventuell vorhandenen „Codierung“ (Namen für Punkte, Linien, und Querschnittsflächen) zu informieren.
Diese Vorgaben sind für diesen Querschnitt nicht änderbar. Mit diesen Vorgaben und dem voreingestellten „Code-Stil-Satz“ hat der Querschnitt dieses Aussehen.
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Für den in der Werkzeugpalette angebotenen Gleisquerschnitt fällt mir in der Liste der von Autodesk zur Verfügung gestellten „Code-Stil-Sätze“ kein geeigneter „Code-Stil-Satz“ auf, der sofort für eine geeignetere Darstellung sorgt. Ich empfehle einen neuen zu erstellen und diesen später in die Vorlage (Template) zu übernehmen, so ist das Vorbereiten diese Einstellung eine einmalige Aktion. Optional könnte der Querschnitt wie folgt aussehen. Jede beliebige Schraffur (AutoCAD Hatch) steht zur Auswahl zur Verfügung.
Der Querschnitt wird durch Elemente, die den Dammaufbau beschreiben ergänzt. Jede beliebige Konstruktion ist möglich, so dass auch Gräben im Einschnitt-Bereich geführt werden können.
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3D-Profilkörper erstellen
Aus allen drei Achsen wurde mit den jeweiligen Gradienten und dem Querschnitt der 3D-Profilkörper erstellt. Im Lageplan ist ein Stil entwickelt worden der die parallelen Gleise in „Grau“ (Bestand) und den „Crossover“ in „Rot-Braun“ (Gleis-Neubau) darstellt. Das soll „Neubau-„ und „Bestands-Gleise“ verdeutlichen.
Diese Einstellung ist für die Beschreibung erstellt und nicht Bestandteil der „Deutschand-2016.dwt“. Eine Übergabe in die Vorlage ist möglich.
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Ausgaben
Punkte, Absteck-Punkte
Für dieses Beispiel werden Schwellen-Randpunkte (SK, P2, P3) und Untergleisschotter-Punkte (Planum, P11, P12) angeschrieben. Hinweis: Der Zusammenhang ist in der Hilfe zum Querschnittselement beschrieben.
Die Punkte sind Bestandteil einer Punktgruppe und können aus der Punktgruppe in verschiedenen Formaten exportiert werden.
Ein Punkt-Export mit Achsbezug (Achsstation) ist im Zusammenhang mit der DACH-Extension möglich.
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Querprofile, Darstellung, Beschriftung Bestandteil der Querprofilplan-Darstellung ist nicht nur die Beschriftung von Bestand (Oberfläche, DGM) und Neuplanung (3D-Profilkörper und Profilkörper GDM), es können auch Bestandskonstruktionen 1:1 eingeblendet werden, um Abhängigkeiten auf zu zeigen. Hierbei handelt es sich lediglich um eine Option, die jederzeit auch ab geschalten werden kann.
Mengenberechnung (m³) Für eine Mengenberechnung (m³) ist ein Profilkörper-DGM erforderlich, wenn die Mengenberechnung Auf- und Abtrag enthalten soll. Auf Details zum Erstellen eines solchen DGMs und die erforderlichen Bearbeitungsschritte geht diese Unterlage nicht ein.
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Die Mengenermittlungs-Kriterien (Darstellung und Begrifflichkeit für die Ausgabe der Menge) können so bearbeitet werden, das die Form der Aufgabenstellung entspricht. Das heißt in unserem Fall Auf- und Abtrag werden schraffiert, die weiteren Teilmengen im Moment nicht.
Die Ausgabe kann in einem separaten Protokoll oder als Tabelle am Querprofilplan erfolgen.
- Separates Protokoll, Menge an der letzten Station, manuell gesetzt auf 0+152.00.
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- Tabelle angeschrieben am letzten Querprofilplan, manuell gesetzt auf 0+152.00.
Sonderausgaben (Ausschreibungsposition) Für die nachfolgende Ausgabe nehme ich an, der Gleis-Bereich „Crossover“ ist keine Gleisverbindung sondern eine Gleisbetterneuerung bzw. Sanierung. Die Sanierung wird innerhalb einer bestehenden Gleisanlage, zum Beispiel für eine Innerstädtische Straßenbahn-Gesellschaft ausgeführt. Der Schwellenbereich ist mit einem geräuschmindernden Belag abzudecken und der Gleisbettbereich wird mit Bordsteinen eingefasst. Als Bestandteil der Ausschreibungsunterlagen werden diese beiden Mengenpositionen benötigt.
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Als Bestandteil einer frei editierbaren Tabelle können Ausschreibungspositionen und Begriffe frei vergeben werden. Diese Tabelle wird dem Projekt zugeordnet und die Ausschreibungspositionen zur Mengenposition aufgerufen.
Die speziellen Positionen sind bereitgestellt und werden im 3D-Profilkörper aufgerufen.