BIM技术在钢桁架梁桥设计阶段的应用
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第9卷第4期 土木建筑工程信息技；tc2017 8 Journal of Information Technology in Civil Engineering and Architecture
Vol.9 No. 4
Aug. 2017
BIM技术在钢桁架梁桥设计阶段的应用
王继紅卢 ‘(上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司，合肥230001)【摘要】将BIM技术引入到钢桁架梁桥的设计中，从桁架定位，单个复杂节点的设计，节点与节点之间的搭接等 方面对设计进行了指导，并开展了碰撞检查，拼装模拟、工程量计算等方面的应用，收到了良好的效果，为BIM技术 在钢桁架梁桥设计的应用提供了参考。【关键词】BIM;钢桁架梁桥；设计；应用【中图分类号】TU17 ;TU391 $U448. 21+ 1 【文献标识码】A 【文章编号】1674 - 7461 (2017) 04 - 0106 - 05【DOI】10. 16670/j. cnki. ;11 -5823/tu. 2017. 04. 20
1引言年来，我国 建 展迅速，但 桥梁所占的比例仍很低。 2015年底，全国75.7 公 中， 所 例 丨1i，远低于美国35i和日本41i的 。相于 ， 具有 性好、自、施工周期短、 环保等 ，尤其 大型和大型 项目上， 首，在未来将有巨大的发展空间。的 ，且大部分 构是的，设计时需要考虑符合美学。近年来钢结 的 了复杂性和 性的 ，对于设手段，表 ，精确程度也提出了更高的要求。建筑信息模型（building information modeling， BIM) 础，引领建筑业信息技
向更高 的一种新 ，BIM 具有强大的 ，具有 可视化、协性和 >可提取性的特点。Dasualt公司的CATIA作为一款 强大的CAD/CAE/CAM —体化软件，具有强大的曲 面 和 化建 力，可立体的 意图，深化细 、 出图等 ，为的 和 供了新的设计手段。
2工程概况南淝河大桥主桥为一跨钢桁架梁桥，跨长134m，
宽 42m。 分 11 ，准 12m，北对称， 大部分位于 线圆弧段范围内。主 N型桁架，横向 边桁架和一片中桁，边桁架向内 8°， 弦 一道横向桁 。桥面 正交异性 面，顶板设置双向1.5i的横坡。项目上弦杆、腹等 件 向 ， 件相交处的 十分 ，用 的：设保证其准确性， 用 进行验证，图 1 主 BIM 型。
图1主桥模型【作者简介】王继红（1982 -)，女，硕士研究生，BIM工程师，主要从事BIM技术应用与系统开发工作。BIM 12在嗍桁禁罄#錢针阶段L6用
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图4用户特征定义图5文档模板
3.1. 3知识工程阵列的应用CATIA知识工程阵列是通过内部调用参数、公 、反应、检查、规则等知识工程对象来智 几
图2主桁主要骨架3. 1.2产品库的建立CATIA自带的钢结构模块功能主要针对于造 、与机 等 业应用， 桁 ；的建模和应用需要。 建 程中，使用Civil Engineering模块，并 要建立了 产品。产品库由产品目录！ catalog)、用 征(UDF)、文档模板！ EngineeringTemplates)组成，产品 目录用于 用产品库中的产品 。用 ：用于 中 的 -钢板、螺等， 用 时，必要的构件属性如长、宽、厚、体积、等 要进行输出。文档是CATIA的一个重要模块，适合于大部分结构近 似，只有部分 的批量产品的建模，见图
3设计技术应用3.1主桁骨架建模主桥桁 河大桥的重要 部分，主桁各 的准确定位 展 的前提。 桁， 的 位 间点对于设计人员来说具有一定难度。利用CATIA创建主
桁 ，并 ， 可以准确定位，也 型建立和应用的基础。3. 1. 1主桁由弦杆、腹 交 的 ，弦与腹杆的中心线交 即 中心点。1间的连线 主桁的主要 。主 中心线的 方式和 相同，本文不做赘述，通 中心线可以获得三条下弦杆中心线，再与 分割面相交，即可批 弦杆位 。 弦 位 也可通 相 获得。相连即 主桁主要骨架，如图2所示。
4、5。项目的 、腹、下弦、 、面建立了文档 。在建立的文档 内，含有各构件的尺寸简图，便于对设计图进行 ，见图6。
图3钢结构产品库108土木建筑工程信息技;tcJournal of Information Technology in Civil Engineering and Architecture
何模型，这种类似于面向对象的操作，适用于有规 的几何图 零件的创建，可 员的劳动。主桁 了桁 和连线外， 要创建弦杆和腹杆的起、止面，即各 的板件截止面。从图2可知，上、下桁中间 的 分别由一点和两条腹 线，两条弦 线 ，板件截止面在距离交点一定位 与连线法相垂直。可利用知识工程阵列调用用户特征（UDF)的 方法来 止面的批 。图7 桁架中间止面 的用 。
图7下桁架中间节点截止面用户特征知识工程阵列执行语句如下$let i( Integer)
let udfl ( Feature)
let p( list)
let +1 (list)
set p = pol _> Query (( point”，“’’ "
set lsl = linl -> Query! “line”，‘‘，，)
i = 1
for i while i <= p _> Size ()
{ udfl = Create OrModifyTemplate (“ W - NL”，VW
-nlv关系\知识工程 • l\列表.r，〇udfl _> SetA .ributeObject ( “交点”，p _> Get-
Item (i))
udfl _ > SetA ttributeObject ( “ ll ”，lsl _ > Get-
Item (i))
EndModifyTemplate ( udfl)
udfl. Name = “W-NL” +i
4执行后，几何图形集p*中的节点就会产生相
应的截止面，如图8所示。知识工程 的操作对象 可以是几何元素，可 UDF的实体。 ，论中 线的 ， 的通用杆件和，板的建模，对于同一类型数据，均可用该方法 ：。* 2碰撞检查桁 一般要 工厂大 进行预拼装，检可 的 。河大桥的 与 之间，弦杆、腹、桥面板等 对 透，部分需要高强接， 对于板件、孔位的位置要求要极其严格。边桁 NUl'，是边桁上部 。与上弦杆，腹，上横联等相连。作 ，为了加强 ，与横联的 达4处。NUl'的内 向内 8°，上横也与垂面也存在角度， 的位 出现偏差。通过建 ， 与上横 有2处问题。位 l和位置2 0.9度偏差，位 2横向位置偏移30mm， 了焊接，需要进行设计更，详见图9 -ll。
图9耳板连接示意图BIM 12在嗍相■杂禳#F针阶段L6用
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图10位置I详图可见， 建模对检查 中的 、碰撞问题十分有效，也是目前BIM 的主要应用之一。
3.3 装模拟南淝河大桥除了常规的杆件外，节点及桥面系 ，包大量加强板，部分板件 穿透。 的时，应考虑零件拼装的可能性 。通 3Dcomposer可 对零件拼装顺序的 和调整，方便设计方案的验证和修改，图12为边桁下弦杆节点NL1'节点板1的装 面。工程已经基于拼装演示就部分重要节点与 施工方进行了对接，并进行了施工指导，取得了良 的效果。
图12 NL1'节点板1的装配3.4工程量计算工程量计算的准确与否，直 工程造价的准确性， 施工作业 的编制，是项目 顺建设完成的重要依据。桁 的 件 ， 的算 方会一定的误差， 工作繁琐。对主桥完成建 ，利用软件自带的visual bas->编辑器进行 ，完对零件 进行自 取， 准确。3.4.1程序确所要提取零件参数，如产品名称，零件标 号，体积等，并自 EXCEL表格用 储 。产品文件，对该产品下的零件 进行 ，判 所要提取 ，如果是，则填入表格，直束，保文件并退出。3.4.2模型准备
员在建模时要明确 要提取，如仅考虑零件 ，则可以通过访问该零件进行测
体积，计算得出 ， 。如获得该零件的具体几何尺寸，则要在建模时进行 ：。于在建立用 时，已经将零件的长、宽、厚、体积、 等 都进行了 ， ， 零
I 广品名长（mm)宽（mm)厚（mm)数S体积(m3)«H(kg)计算^竑）差值（kg)差值1孤-
2 NL-W4节点板i5202. 264362420I0.4236713346. 9993455108.00113. 13%
3 NL-W4节点板236I0. 2413961907. 0271912.35.2731250.28%4 NL-W4节点板34020. 9750437702. 8437653. 549. 342720. 64%5 NL-W4應杆應板32160. 50536920I0. 071556565. 2919562.62. 6918920. 48%6 NL-W4應杆腹板b2170. 13836920I0.071875567. 81235652.8123240.50%7 NL-W4横隔板I
2020- 03754296. 541319. 122.5593
7. 07%
8 NL-W4加劲板
I5197. 7222420060.1496941182.5861175.66. 9857840. 59%
9 NL-W4加劲板21328201440. 042801338. 128341.93.7719941. 10%10 NL-W4加劲板31656. 6371610020.0051440. 6090741.60. 9909262. 38%II NL-W4加劲板45197- 7221415020. 02183172. 4604171.41. 0604270. 62%
图13某节点板参数
