Zielobjekte: DGM, Versatz und Höhe

Der Profilkörper aus dem ersten Tutorial bindet schon ans Bestandsgelände an, weil du beim Anlegen im Feld Ziel-DGM das Bestands-DGM ausgewählt hast: Die Böschung läuft bis zur Geländelinie und endet dort im Böschungsfuß. Zwei Dinge fehlen dir zum vollen Bild trotzdem noch. Erstens das Konzept dahinter: Ohne zu verstehen, warum die Anbindung überhaupt zustande kommt, stocherst du im Nebel, sobald sie beim nächsten Profilkörper einmal ausbleibt. Zweitens brauchen Aufweitungen und Rampen ein Breiten- beziehungsweise Höhenziel, und dafür gibt es im Erstellen-Dialog gar kein Feld: Das geht ausschließlich über den Dialog Anschluss zuweisen, den du in diesem Tutorial kennenlernst.

In diesem Tutorial verstehst du, warum Ziele überhaupt nötig sind, lernst die drei Zieltypen kennen und weist der Böschung das Bestands-DGM als Oberflächenziel zu. Das ist der erfahrungsgemäß schwerste Punkt im ganzen Profilkörper-Thema, deshalb gehen wir ihn langsam an. Danach zeigt der Praxisfall Einmündung, dass Ziele mehr können als die Anbindung ans Gelände: Über die Registerkarte Versatz und Höhe bindest du eine Nebenstraße an die Hauptstraße an, ganz ohne den Kreuzungsassistenten.

Schritt 1 Warum der Querschnitt allein nicht ans Gelände kommt

Eine Böschung im Querschnitt ist eine Regel, kein fertiges Stück Gelände. Sie sagt: laufe mit dieser Neigung nach außen, bis du ein Ziel triffst. Ohne Ziel weiß sie nicht, wo sie aufhören soll, und endet nach einer festen, meist unbrauchbaren Länge im Nichts. Das ist kein Fehler im Querschnitt, sondern die bewusste Arbeitsteilung: Der Querschnitt beschreibt die Form, der Profilkörper stellt die Verbindung zur Umgebung her.

Das folgende Bild zeigt beide Zustände nebeneinander. Links ist kein Ziel gesetzt: Die Fahrbahn ist gebaut, aber die Böschungen enden über dem Gelände, ihre roten Endpunkte hängen in der Luft. Rechts ist das Bestands-DGM als Ziel zugewiesen: Die Böschungen laufen bis auf die Geländelinie und enden dort im Böschungsfuß. Der goldene Pfeil steht für das Oberflächenziel, die goldene Achsparallele für ein Breitenziel bei Aufweitungen.

Schritt 2 Die drei Zieltypen und ihre erlaubten Objekte

Ein Profilkörper kennt drei Arten von Zielen. Welche du brauchst, hängt vom Querschnittsbestandteil ab. Für die Straße im Regelfall reicht das Oberflächenziel; Breiten- und Höhenziel kommen dazu, sobald du Aufweitungen oder Rampen fährst. Jeder Zieltyp akzeptiert nur bestimmte Objektarten:

Merke dir die erste Zeile: Ein Oberflächenziel akzeptiert ausschließlich ein DGM. Wer dort versucht, eine Polylinie oder eine Elementkante zu wählen, findet sie in der Liste nicht und sucht den Fehler an der falschen Stelle. Umgekehrt nimmt das Breitenziel kein DGM. Die Trennung ist streng und hat einen Grund: Eine Böschung braucht eine Fläche zum Auftreffen, eine Aufweitung eine Linie zum Folgen.

Schritt 3 Ziele setzen im Dialog Anschluss zuweisen

Schauen wir uns an, wo diese Zuweisung sichtbar und einstellbar ist, im Dialog Anschluss zuweisen. Der Weg führt über die Profilkörper-Eigenschaften.

1. Dialog Anschluss zuweisen öffnen: Den Profilkörper anwählen, per Rechtsklick die 3D-Profilkörper-Eigenschaften öffnen, dort auf die Registerkarte Parameter wechseln. In der Bereichszeile öffnet die Schaltfläche Anschluss den Dialog Anschluss zuweisen. Über ihn steuerst du, welcher Bestandteil auf welches Objekt zielt.
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2. Oberflächenziel für die Böschung prüfen oder einzeln setzen: Im Dialog auf DGM wechseln. In der Zeile des Böschungs-Bestandteils zeigt die Spalte Objektname in aller Regel schon das Bestands-DGM, weil du es beim Anlegen als Ziel-DGM gewählt hast. Fehlt es, etwa weil du das Feld beim Anlegen leer gelassen hast, wählst du es hier als Oberflächenziel nach. Genau diese Zuweisung ist es, die die Böschung ans Gelände bringt: Sie läuft mit ihrer Neigung, bis sie das DGM trifft.
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3. Bei mehreren Böschungen oder zum Nachziehen: alle auf einen Schlag zuweisen: Hat dein Querschnitt links und rechts eine Böschung oder mehrere Bereiche mit eigenen Böschungen, musst du nicht jede Zeile einzeln kontrollieren. Die Schaltfläche DGM für alle DGM-Ziele auswählen setzt das Bestands-DGM für alle Zeilen auf einmal, praktisch auch dann, wenn du nachträglich einen Bereich ergänzt hast oder auf ein anderes DGM umstellen willst. Der häufigste Anbindungsfehler, eine vergessene mittlere Böschung, passiert damit erst gar nicht.
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4. Breitenziel für eine Aufweitung setzen, falls nötig: Gibt es eine Aufweitung, wechselst du auf die Registerkarte Versatz und Höhe und trägst in der Spalte Versatz die Achsparallele oder Elementkante ein, der der Fahrbahnrand folgen soll. Für die einfache Strecke ohne Aufweitung überspringst du diesen Schritt. Mit OK schließt du den Dialog.
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5. Mit Anwenden und OK übernehmen: Zurück in den 3D-Profilkörper-Eigenschaften auf Anwenden und dann auf OK klicken, nicht einfach das Fenster schließen. Erst das übernimmt die Zuweisung, Civil 3D fragt danach entweder nach, ob der Profilkörper neu erstellt werden soll, oder baut ihn automatisch neu auf, je nachdem, wie die Neuerstellungsoption des Profilkörpers eingestellt ist. Verlässt du die Profilkörper-Eigenschaften ohne Anwenden und OK, gehen die eben getätigten Zuweisungen verloren. Erst nach dem Neu-Erstellen wird die neue Zuweisung sichtbar, etwa das gerade gesetzte Breitenziel.

Schritt 4 Der Praxisfall: Einmündung über Versatz und Höhe

Bisher hatte die Registerkarte Versatz und Höhe nur eine Nebenrolle: eine Achsparallele als Breitenziel für die Aufweitung. Tatsächlich steckt dahinter der allgemeine Kopplungsmechanismus zwischen Profilkörper-Bauteilen und beliebiger Leitgeometrie. Ein Versatzziel überschreibt die feste Breite eines Bestandteils: Der Fahrstreifen ignoriert seine eingestellten 3,25 m und spannt seine Außenkante an jeder Station bis zum Zielobjekt. Ein Höhenziel überschreibt die Querneigung: Die Außenkante legt sich auf die Höhe des Ziel-Längsschnitts, und die Neigung ergibt sich aus den beiden Höhen, innen die Basislinie, außen das Ziel. Beides zusammen heißt: Der Bestandteil klebt mit der einen Kante an seiner Basislinie und mit der anderen an Lage und Höhe eines fremden Objekts.

Der Fall, an dem das seine Kraft zeigt, ist die Einmündung. Civil 3D bringt dafür den Assistenten Kreuzung erstellen mit, und für den Standard-Knoten ist der auch legitim. Nur baut er intern genau das, was du hier von Hand baust: Randachsen, zusätzliche Basislinien und diese Zielzuweisungen. Wer den manuellen Weg einmal durchgespielt hat, kann jedes Assistenten-Ergebnis lesen und reparieren und kommt auch bei schiefwinkligen Einmündungen ans Ziel, an denen der Assistent aussteigt. Der Schlüssel ist die Mehrfachauswahl: Wählst du im Zielfeld mehrere Achsen und stellst die Auswahl auf Auf nächsten Versatz zielen, dann zielt der Bestandteil an jeder Station auf das jeweils nächstgelegene Objekt. Auf einer Randachse, die um die Ecke läuft, wechselt die Fahrbahnkante so automatisch von der Hauptstraßen- zur Nebenstraßenachse, ohne Bereichswechsel und ohne zweiten Querschnitt.

Unser Beispiel: Die Erschließungsstraße aus den bisherigen Tutorials mündet als Nebenstraße in unsere Hauptstraße, betrachtet an einem Quadranten; der zweite entsteht spiegelbildlich. Was du brauchst, existiert nach den Kapiteln Achskonstruktion und Längsschnitt schon: beide Mittelachsen mit Gradienten und das Bestands-DGM. Der bereits bestehende Profilkörper der Hauptstraße kommt dabei gleich zweimal ins Spiel: Sein durchgehender Bereich wird für die Einmündung aufgetrennt, und seine eigene Oberseite hilft dir gleich noch, der neuen Randachse eine Gradiente zu geben. Das Bild zeigt links die Draufsicht mit der Randachse als neuer Basislinie und rechts den Querschnitt, der auf ihr sitzt.

1. Achsparallelen als Fahrbahnränder anlegen: Registerkarte Start, Gruppe Entwurf erstellen, Dropdown Achse, dann Achsparallele erstellen. Zu jeder Mittelachse legst du die Fahrbahnränder als Achsparallelen an, Versatz gleich halbe Fahrbahnbreite, hier 3,25 m. Insgesamt wären das vier Achsparallelen, zwei je Straße. Zwei davon wählst du gleich im nächsten Schritt als Start- und Endpunkt der Randachse. Im Dialog lässt du das Kontrollkästchen Längsschnitt für Achsparallele erstellen deaktiviert: Es würde automatisch einen Versatzlängsschnitt anlegen, den wir hier nicht brauchen, die Gradiente der Randachse zeichnen wir ohnehin selbst. Den vollen Ablauf zeigt das Kapitel Achskonstruktion, Tutorial 3.
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2. Rand-/Verbundachse anlegen: An derselben Stelle im Menüband den Befehl Rand-/Verbundachse erstellen starten. Die beiden zugewandten Achsparallelen nacheinander wählen: Die Reihenfolge legt die Stationierungsrichtung der Randachse fest und entscheidet damit später über links und rechts im Querschnitt. Position per Vorschau bestätigen, dann im Dialog Name, Bogenradius und Bogen-Gruppentyp setzen, für eine Straßeneinmündung Kreisbogen mit Übergangsbögen. Auf der Registerkarte Verbundener Längsschnitt lässt du das Kontrollkästchen Längsschnitt für Verbundachse erstellen deaktiviert: Es böte hier zwar eine automatische Gradiente an, die hat aber einen Haken: Solange sie dynamisch mit den Längsschnitten der Quellachsen verknüpft bleibt, lassen sich ausgerechnet Anfang und Ende nicht verschieben, genau die Anschlusspunkte, auf die es ankommt.
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3. Hilfs-DGM aus beiden Fahrbahnoberkanten ableiten: Kleiner Vorgriff: Das Ableiten einer Oberfläche aus Profilkörper-Codes lernst du ausführlich erst in Tutorial 3 dieses Kapitels, hier reicht es, den Klicks zu folgen. Damit du die Gradiente der Verbundachse an beiden Enden gegen echte Höhen zeichnen kannst statt gegen Bauchgefühl, leitest du dir vorher zwei Referenzflächen ab: eine aus dem Hauptstraßen-Profilkörper, eine aus dem Profilkörper der Nebenstraße. Am jeweiligen Profilkörper öffnest du die 3D-Profilkörper-Eigenschaften, Registerkarte DGMs, und legst dort über Profilkörper-DGM erstellen eine neue Oberfläche an: Datentyp Verknüpfungen, dabei den Verknüpfungscode wählen, den du im Querschnittsbestandteil der Fahrbahn für Verknüpfungscode Oben eingetragen hast, häufig zum Beispiel Asphalt. Diese Fläche dient hier nur als Höhenvorlage für die Randachse, nicht für eine Volumenrechnung, deshalb sparst du dir die äußere Begrenzung, das ist hier kein Pflichtschritt. Sprechende Namen wie Hauptstraße Hilfs-DGM und Nebenstraße Hilfs-DGM helfen, sie später von den eigentlichen Oberflächen-Ableitungen zu unterscheiden.
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4. Höhenplan der Verbundachse mit Bestand und beiden Hilfs-DGMs erzeugen: Wie ein Höhenplan aus einem DGM entsteht, zeigt ausführlich das Kapitel Längsschnitt, Tutorial 1; hier reicht die Kurzfassung. Über der Verbundachse rufst du Längsschnitt aus DGM erstellen auf und wählst diesmal drei Flächen auf einmal aus der Liste: das Bestands-DGM und die beiden eben abgeleiteten Hilfs-DGMs, alle per Hinzufügen. Mit In Höhenplan zeichnen schließt du diesen Dialog ab, der Höhenplan-Assistent öffnet sich direkt im Anschluss. Mit Höhenplan erstellen schließt du den Assistenten ab. Im Ergebnis liegen drei Linien im Plan, Bestandshöhe und beide Hilfsflächen, als Vorlage für die kommende Gradiente.
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5. Gradiente der Verbundachse zeichnen: Das Werkzeug selbst, Werkzeuge zum Erstellen von Längsschnitten (CreateProfileLayout) mit dem Dialog Tangenten und Gradiente erstellen und der Werkzeugleiste Entwurfswerkzeuge für Längsschnitte, zeigt ausführlich das Kapitel Längsschnitt, Tutorial 2. Neu ist hier nur, wogegen du zeichnest: In diesem Höhenplan liegen drei Hilfslinien gleichzeitig, die Bestandshöhe und die beiden Hilfsflächen. Am Anfang der Verbundachse, dort wo sie auf die Achsparallele der Hauptstraße trifft, snappst du auf die Hauptstraßen-Hilfsfläche; am Ende, wo sie auf die Achsparallele der Nebenstraße trifft, auf die andere. Eine eigene Markierung für diese Kreuzungspunkte brauchst du nicht: Die Verbundachse beginnt und endet per Konstruktion genau dort, deshalb liegen beide Anschlusspunkte automatisch an den beiden Enden deines Höhenplans. Damit landet die Gradiente auf der jeweiligen Fahrbahnrand-Höhe, ohne dass du sie von Hand aus Achshöhe und Querneigung ausrechnest. Perfekt ist das trotzdem nicht: Eine Gradiente von Hand gegen eine Referenzfläche zu ziehen ist eine anschauliche, funktionierende Methode mit bereits gelernten Werkzeugen, aber keine hochpräzise; wer die Querneigung entlang des ganzen Bogens exakt halten muss, zielt in der Praxis eher direkt auf die Längsschnitte beider Straßen oder extrahiert Höhen über eine Elementkante.
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6. Asymmetrischen Querschnitt bauen und dem Bereich zuweisen: Einen neuen Querschnitt für den Randbereich baust du am einfachsten aus einer Kopie des Regelquerschnitts, mit den Werkzeugen aus dem Kapitel Querschnittsaufbau. Auf der Seite zur Einmündungsfläche hin, in Stationierungsrichtung links, löschst du Böschung und Bankett komplett, dazu Breite verschieben und den Abtrag der Außenkanten: Übrig bleibt nur der Fahrstreifen mit seinem Oberbau, dessen Außenkante ihr Ziel gleich über Versatz und Höhe bekommt. Auf der anderen Seite, nach außen, lässt du Bankett und Böschung stehen, verringerst aber die Fahrstreifenbreite auf einen kleinen Wert wie 1 cm, statt sie ganz zu löschen: Nullst du die Breite komplett, verschwindet mit ihr auch die Böschungszunge im Unterbau, die an dieser Breite hängt. Dann in den Parametern per Rechtsklick auf die neue Basislinienzeile einen Bereich hinzufügen und diesen Querschnitt zuweisen. Läuft deine Randachse andersherum als geplant, tauschst du die Seiten, sonst zeigt die Fahrbahn nach außen.
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7. Verbundachse als Basislinie hinzufügen: Den Hauptstraßen-Profilkörper anwählen, per Rechtsklick die 3D-Profilkörper-Eigenschaften öffnen, dort auf die Registerkarte Parameter wechseln und auf Basislinie hinzufügen klicken. Im Dialog 3D-Profilkörper-Basislinie erstellen den Basislinientyp Achse und Längsschnitt wählen und die Verbundachse mit ihrer Gradiente angeben. Denk dabei gleich an zwei Dinge: den neuen Bereich sprechend umzubenennen, und das Intervall eng genug zu setzen, hier zum Beispiel 1 m, denn der enge Bogen der Randachse verträgt keine grobe Häufigkeit.
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8. Versatz- und Höhenziele auf beide Mittelachsen setzen: Wie in Schritt 3 öffnest du über die 3D-Profilkörper-Eigenschaften für den neuen Bereich wieder den Dialog Anschluss zuweisen. Auf der Registerkarte Versatz und Höhe wählst du in der Spalte Versatz des Fahrstreifens beide Mittelachsen und stellst die Auswahl auf Auf nächsten Versatz zielen; in der Spalte Höhe desselben Bestandteils beide Gradienten, gleiche Logik. Auf der Registerkarte DGM bekommt die Böschung das Bestands-DGM, der Kernschritt aus dem ersten Teil dieses Tutorials, hier wiederverwendet. So zielt die Fahrbahnkante an jeder Station auf die nächstgelegene Achse und übernimmt deren Höhe.
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9. Neu erstellen und Ergebnis prüfen: In den 3D-Profilkörper-Eigenschaften auf Anwenden und dann auf OK klicken, den Dialog damit bestätigen. Der Profilkörper berechnet sich daraufhin neu, ein separates Neu-Erstellen brauchst du nicht. Die Fahrbahn spannt sich jetzt von der Randachse zur jeweils nächsten Mittelachse, die Einmündungsfläche im Quadranten entsteht, außen bindet die Böschung ans Gelände. Prüfe in der 3D-Ansicht die beiden Übergänge an Haupt- und Nebenstraße: Sprünge dort deuten auf falsche Anschlusshöhen der Verbundgradiente. Ein Blick zeigt aber auch: Sowohl die durchgehende Hauptstraße als auch die Nebenstraße laufen im Quadranten noch in voller Breite weiter und überlagern sich mit der neuen Randbahn. Das beheben die beiden letzten Schritte.
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10. Hauptstraßen-Bereich zweimal teilen und Halbquerschnitt bauen: Ein Stück fehlt noch: Der Hauptstraßen-Profilkörper läuft bisher als ein einziger, durchgehender Bereich durch den ganzen Quadranten, mit deiner vollen Regel-Querschnittsbreite. Genau in diesem Abschnitt liefert aber jetzt die Randachse die eine Fahrbahnhälfte, die Hauptstraße würde also doppelt bauen. Wir behandeln hier weiterhin nur den einen Quadranten aus diesem Tutorial, der zweite entsteht ja erst bei Bedarf spiegelbildlich dazu. Am Hauptstraßen-Profilkörper rufst du dafür zweimal den Befehl Bereich teilen auf, Registerkarte 3D-Profilkörper, Gruppe Bereich ändern: den zu teilenden Bereich wählen, dann die erste Trennstation exakt an den Schnittpunkt von Randachsen-Bogen und Hauptstraßen-Achsparallele setzen, hinzoomen und dort klicken. Die zweite Trennstation, auf der Seite des noch nicht gezeichneten zweiten Quadranten, nimmst du erst einmal grob vor, ungefähr spiegelbildlich zur ersten. Alternativ tippst du Stationen direkt ein. Nach dem Teilen erscheinen an der Bereichsgrenze Griffe, zwei Dreiecke zum Verschieben und eine Raute zur Feinjustage: genau damit justierst du die grob gesetzte zweite Trennstation nach, sobald der zweite Quadrant tatsächlich gebaut ist. Für den neu entstandenen mittleren Bereich, den Zwischenbereich, baust du mit denselben Werkzeugen wie im Kapitel Querschnittsaufbau einen zweiten, schlankeren Querschnitt: nur die äußere Fahrspur mit Bankett und Böschung, ohne die innere Spur, die jetzt die Randachse übernimmt.
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11. Halbquerschnitt dem Zwischenbereich zuweisen: Diesen Halbquerschnitt weist du in den 3D-Profilkörper-Eigenschaften, Registerkarte Parameter, nur der mittleren Zeile zu, die beiden Nachbarbereiche behalten den vollen Regelquerschnitt. Nach dem Neu-Erstellen zeigt die 3D-Ansicht die Einmündung ohne Überlappung: Randachse und Hauptstraße teilen sich die Fahrbahn sauber, ohne Naht und ohne doppelten Belag.
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12. Nebenstraßen-Profilkörper zurückstutzen: Auch die Nebenstraße baut hier noch in voller Breite weiter und würde sich mit der Randachse überlagern, genau wie eben bei der Hauptstraße. Hier reicht aber ein einfacherer Eingriff, weil die Nebenstraße an der Einmündung endet statt durchzulaufen: Am Nebenstraßen-Profilkörper öffnest du die 3D-Profilkörper-Eigenschaften, Registerkarte Parameter, und trägst in der Bereichszeile eine neue, kürzere Endstation ein, dort wo die Randachse übernimmt, ungefähr am Schnittpunkt von Randachsen-Bogen und Nebenstraßen-Achsparallele. Ein Bereich teilen brauchst du hier nicht, ein einziger, verkürzter Bereich genügt. Nach dem Neu-Erstellen schließt die Randachse nahtlos an die zurückgestutzte Nebenstraße an, ohne doppelten Belag.
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Das ist der fertige eine Quadrant: Hauptstraße, Randachse und Nebenstraße docken lückenlos aneinander an, ohne Naht und ohne doppelten Belag. Den fehlenden zweiten Quadranten, auf der anderen Seite der Nebenstraße, baust du nach genau derselben Systematik: gleiche Schritte, gleiche Werkzeuge, nur seitenverkehrt.

Die Einmündung ist der prominenteste Fall, aber längst nicht der einzige. Dieselbe Technik, ein Bestandteil zielt per Versatz und Höhe auf fremde Geometrie, trägt eine ganze Reihe von Alltagsaufgaben:

Schritt 5 Anbindung prüfen und Fehler lesen

Ob die Anbindung stimmt, prüfst du am besten an drei Stellen. In der 3D-Ansicht siehst du, ob die Böschung überall auf dem Gelände aufsitzt. In einem Querprofil an einer verdächtigen Station kontrollierst du den Böschungsfuß im Schnitt. Und die Ereignisanzeige protokolliert Baufehler: Steht dort sinngemäß, dass keine Zielobjekte gefunden wurden, fehlt an einer Station oder Böschung das Ziel.

Bleibt die Anbindung trotz gesetztem Ziel abschnittsweise aus, sind meist eine vergessene Böschung, eine zu grobe Häufigkeit in der Kurve oder eine zu flache Böschung, deren Fuß über den Rand des Ziel-DGM hinausläuft, die Ursache. Diese Fälle nimmt sich die Fehlerbehebung des Kapitels im Detail vor. Wer das Zusammenspiel von Neigung und Gelände ohne Civil 3D nachspielen will, findet im Anbindungs-Explainer des Kapitels die Böschungsfußlinie über viele Stationen, wo sie anbindet und wo nicht.