基于BIM的钢箱梁自动建模研究.pdf

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1、第4期（总第186期）No.4(SerialNo.186)2016年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug.2016DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2016.04.023基于BIM的钢箱梁自动建模研究王毅，杨光（上海市城市建设设计研究总院，上海200125）摘要：钢桥的建设中，钢箱梁的设计是重要的组成部分。传统的2D图纸难以完全表现钢箱梁的复杂构造，利用BIM技术的特点与优势有效整合孤立的图纸信息。以上海北横通道新建工程北虹立交项目为依托，研究钢箱梁的基础建模流程。通过提炼基础建模流程，采用二次开发

2、方式编制钢箱梁自动建模插件，有效提升钢箱梁建模效率与准确度。关键词：BIM；钢箱梁；二次开发中图分类号：U448.36文献标志码：A文章编号：1004-4655（2016）04-0074-021工程概况分段绘制沿轴线的法线，拉伸各法线生成横隔面。上海北虹路立交各匝道大部分采用钢桥设计，2）箱梁的外壳包含顶板、底板以及侧板。箱桥梁设计力求为快速、便捷施工创造条件，将机械梁外壳模型不仅要考虑沿轴线的纵坡变化，还需满化、工厂化施工的装配式桥梁结构作为本工程桥梁足桥梁转弯时的横坡变化。外壳的绘制采用关键的桥型方案及施工方案的指导思想，尽量避免满樘支横隔平

3、面，在变横坡区域绘制轮廓线；用多截面曲架施工，最大程度减少对现状交通的影响，达到节面的方式将轮廓线连接成曲面并加厚曲面形成钢箱能、环保和低碳的要求。梁的外壳模型。为保证工程如期完成，且在施工过程中减少3）钢箱梁的横隔板以切割方式创建。通过在较大修改，对设计和施工提出更高的要求。项目模型空间创建横隔板各方向上刀曲面，用以切割横的设计难点主要集中在上部结构预制钢箱梁的结隔板初模；根据刀曲面裁剪横隔板初模形成最终横[1]构设计。采用BIM技术能在工程安全性、工程隔板模型。合并横隔板后最终完成钢箱梁（见图1）。造价、工期和工程质量等方面有较大的优势，BI

4、M技术成为本工程中关键的技术手段。2CATIA软件在钢箱梁设计的建模过程本文选用CATIA软件作为实现钢箱梁结构BIM建模的工具。CATIA中建立钢箱梁主要包括定位骨架建模、箱梁外壳建模、箱梁横隔板建模3个方面。图1钢箱梁内部效果图1）定位骨架用于参数化改变钢箱梁整体构造3钢箱梁自动生成插件编制模型。定位骨架主要包含箱梁的顶板轴线以及横隔钢桥的钢箱梁具有一定可复制性，本文在总面。钢箱梁轴线通过函数表达式或平纵曲线拟合方结传统手工钢箱梁建模基础上，使用vb.net语言对式创建；钢箱梁横隔面用于定位钢箱梁的截面草CATIA软件进行二次开发，编制钢箱梁

5、自动生成图。横隔面的方向同Z轴方向一致。在XY平面中插件，实现模型的快速生成。3.1程序流程收稿日期：2016-06-24通过分析和简化钢箱梁手工建模流程，本文设第一作者简介：王毅（1991—），男，硕士，主要从事BIM计的钢箱梁自动生成程序流程图见图2。设计及建筑信息化研究工作。74王毅，杨光：基于BIM的钢箱梁自动建模研究2016年第4期生成三维轴线3.3运行结果自动生成程序以外部程序的方式驱动CATIA创建定位骨架信息进行模型的自动生成。为了方便建模人员在程序运循环直至最后行过程中对模型进行实时监控和方案修改，程序将一个截面创建截面信息钢箱

6、梁生成过程分为4个关键步骤：生成3D轴线，生成平曲线，生成关键截面草图，生成钢箱梁。在输入对应准备文件路径后，依次点击按钮驱连接各截面形成钢箱梁实体动CATIA执行生成步骤，程序将自动完成钢箱梁切割形成箱梁模型的整体建立，运行的过程见图5。采用自动生成程序，极大提高钢箱梁设计建模效率，也使建模图2钢箱梁自动生成程序流程图过程中的人为误差降至最低。钢箱梁整体示意图见利用程序自动生成3D钢箱梁轴线，并在轴线图6。基础上循环创建每一截面的定位骨架信息以及截面信息，接着连接各截面形成钢箱梁实体模型，最后通过自动切割形成最终的钢箱梁模型。3.2程序操作运行

7、程序之前需要两部分准备文件：数据集合表以及箱梁文件。1）数据集合表。数据集合表主要用以存储程序运行过程中控制钢箱梁变化的参数信息，表中包含中心轴线分段点坐标信息以及截面草图尺寸信息，截面草图的图例及数据表中所包含的内容见图3。图5运行过程aS2S1Si1Si2S4S3S8S7fcSi4Si3S6dS5图3数据集合表图6钢箱梁整体示意图2）钢箱梁文件。自动生成程序的运行需要一4结语个CATIA零件模型文件作为载体，程序允许用户本文结合北横通道新建工程北虹立交段项目，在已有零件模型基础上进行钢箱梁生成，缺省模型探索机械类软件在钢桥钢箱梁中的建模。在手

8、工建文件时，程序也会自动创建一个空白的Part模型，模基础上，提炼并探索使用二次开发方式实现自动用作钢箱梁自动生成的载体。建模。研究表明