引言

伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，橋梁設(shè)計(jì)呈現(xiàn)造型越來越奇特，構(gòu)造越來越復(fù)雜，構(gòu)件越來越繁多的趨勢。僅依靠傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)已經(jīng)獨(dú)木難支，沖突問題造成的設(shè)計(jì)往復(fù)不僅影響了工期也為后續(xù)施工建造埋下了隱患。三維設(shè)計(jì)技術(shù)的出現(xiàn)為橋梁工程行業(yè)帶來了新的突破。達(dá)索系統(tǒng)旗下品牌產(chǎn)品CATIA是一款功能強(qiáng)大的三維CAD設(shè)計(jì)軟件。相比于傳統(tǒng)建模軟件，借助其參數(shù)驅(qū)動(dòng)、模板復(fù)用、多專業(yè)集成等能力，CATIA具有模型精度高、曲面異形處理能力強(qiáng)、協(xié)同設(shè)計(jì)高效的優(yōu)勢，為橋梁設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺為項(xiàng)目提供了設(shè)計(jì)仿真一體化環(huán)境。作為達(dá)索系統(tǒng)中國區(qū)合作伙伴，百木科技擁有豐富的橋梁工程行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。百木科技在鋼橋參數(shù)化建模、基于模型的工程算量、整體計(jì)算、局部計(jì)算、施工出圖等方面取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，并通過一些實(shí)際案例來驗(yàn)證。讓我們來共同學(xué)習(xí)一下他們的成功經(jīng)驗(yàn)吧。

案例

(一)、109國道安家莊特大橋正向設(shè)計(jì)項(xiàng)目

項(xiàng)目難點(diǎn)：

• 橋梁有典型的曲線變化，弦桿截面變寬變高且有折彎；

• 模型空間關(guān)系復(fù)雜；上下弦桿樣式多設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)變更大。

應(yīng)用價(jià)值：

• 采用BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，參數(shù)化的三維建模，大大提升了設(shè)計(jì)效率，而且在變更時(shí)可以得心應(yīng)用；

• 特意設(shè)計(jì)的骨架模型，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)跟MIDAS的梁單元模型是相通的，這樣就打通了模型到整體計(jì)算的技術(shù)路徑；

• 大量的節(jié)點(diǎn)、錨拉板的計(jì)算，ABAQUS直接利用CATIA的數(shù)據(jù)，在同一個(gè)模型中進(jìn)行局部分析，極大地提升了分析建模的效率；

• 開發(fā)了批量出圖插件，提升了基于三維設(shè)計(jì)模型的圖紙交付的能力；

• 考慮加工所需的預(yù)拱，使得設(shè)計(jì)模型可以直接被用于加工制造。后期的三維模型的應(yīng)用，為三維設(shè)計(jì)找到了應(yīng)用的價(jià)值點(diǎn)；

• 保證了項(xiàng)目整個(gè)過程數(shù)據(jù)傳遞的統(tǒng)一性，避免了傳統(tǒng)翻模因前后數(shù)據(jù)傳遞有誤導(dǎo)致項(xiàng)目返工，延后等問題，預(yù)期節(jié)約項(xiàng)目工期至少6個(gè)月；

• 保證設(shè)計(jì)步驟的可追溯性，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)化管控，模型與實(shí)體保持同步。

太子城“五環(huán)”橋項(xiàng)目

項(xiàng)目難點(diǎn)：

主橋索塔設(shè)計(jì)為橢圓形鋼拱塔，造型獨(dú)特，結(jié)構(gòu)新穎，內(nèi)外塔采用不同的長短軸直徑，塔柱截面尺寸在全高范圍內(nèi)均為變化值，鋼塔及加工安裝難度大。

應(yīng)用價(jià)值：

• 模板庫的建立，積累不同類型的模板，后續(xù)建模時(shí)出現(xiàn)同類型模型即可直接套用，大幅提升工作效率；

• 參數(shù)化快速建模，優(yōu)化建模過程，提高建模效率；

• 塔底曲面段的建模，解決某著名曲面建模軟件無法建模的問題。

寧波舟山港主通道長白互通橋項(xiàng)目

項(xiàng)目難點(diǎn)：

• 長白互通橋項(xiàng)目的鋼箱梁全部由百木科技進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，完成了從三維建模到詳圖，再到套料的全過程。該互通橋在設(shè)計(jì)時(shí)，需要克服兩大難點(diǎn)：

• C匝道橋平曲線最小半徑60m，坡度最大 6%，空間曲面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；

• A匝道第一、第二聯(lián)及F匝道是變寬箱梁，批量建模及出圖難度大。

應(yīng)用價(jià)值：

• 組織能力創(chuàng)新：精英團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)邏輯與參數(shù)化實(shí)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)由大量的工程師輸入，解決了先有一個(gè)熟練BIM團(tuán)隊(duì)才能完成復(fù)雜項(xiàng)目的困難，為使用單位提供了團(tuán)隊(duì)組織的參考價(jià)值；

• 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模：充分利用CATIA的參數(shù)化能力，適當(dāng)加入EKL進(jìn)行批量建模，實(shí)現(xiàn)了在項(xiàng)目工期緊張的情況下的參數(shù)化建模能力；

• 實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化的模型，進(jìn)行批量節(jié)段分解，同時(shí)考慮了制造的預(yù)拱、焊縫變形補(bǔ)償、工藝余量、嵌補(bǔ)、以直代曲等加工制造的問題；

• 編寫EKL腳本，自動(dòng)拆分零件。對于大量的曲面零件，自動(dòng)批量展開板件；

• 實(shí)現(xiàn)與中鐵山橋排料系統(tǒng)、工藝系統(tǒng)對接；?

• 開發(fā)出圖插件，自動(dòng)完成數(shù)量表與標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化出圖與批量出圖。

結(jié)束語

橋梁工程行業(yè)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要集行業(yè)各家之力，結(jié)合各專業(yè)基礎(chǔ)理論、項(xiàng)目協(xié)作模式、案例成功經(jīng)驗(yàn)和本土化需求持續(xù)研發(fā)，一起向未來。