等截面曲线钢箱桥梁自顶向下的BIM设计方法

摘要

本发明涉及钢结构工程设计制造领域，为了便于对BIM模型进行修改，提供了一种等截面曲线钢箱桥梁自顶向下的BIM设计方法，将不同的零件保存为不同的文件，通过引用文件的方式生成最终的模型；当模型变更时更改对应的文件即可，无需全部重新建模，使用更方便；本方案可确保创建的全部横隔板形状绝对相同，非常有利于车间横隔板零件批量下料和装配，显著提高车间生产效率。

说明书

技术领域

本发明涉及钢结构工程设计制造领域，具体是一种等截面曲线钢箱桥梁自顶向下的BIM设计方法。

背景技术

曲线钢箱桥梁的BIM创建中，本身具有较高难度，需要投入较多的人力和较长的时间进行创建。而曲线钢箱桥梁的制造、安装，常常会遇到道路设计线变更、制造分段变更、吊装分段变更等情况，此时往往只能全部重新创建BIM模型，对钢材采购、工期等造成极大的影响。

发明内容

为了便于对BIM模型进行修改，本申请提供了一种等截面曲线钢箱桥梁自顶向下的BIM设计方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

等截面曲线钢箱桥梁自顶向下的BIM设计方法，包括：

步骤1、对平面图及高程图中的数据进行预处理；

步骤2、在平面图中绘制用于提取平面坐标数据的第一提取点阵；

步骤3、根据高程图中的数据及施工要求在立面图中绘制高程曲线，及用于提取高程数据的第二提取点阵；

步骤4、依次根据第一提取点阵及其对应的第二提取点阵的坐标合成钢箱桥梁曲线3D坐标数据；

步骤5、根据3D坐标数据在CAD中生成空间曲线；

步骤6、将步骤5生成的空间曲线及平面图中的所有曲线分别复制到SolidWorks软件的不同文件中，以生成不同的曲线模型；

步骤7、将各曲线模型分别保存为一级控制文件；

步骤8、根据一级控制文件生成各曲面模型，并将其分别保存在新建的多个二级控制文件中；

步骤9、根据二级控制文件生成零件实体，所述根据二级控制文件生成的零件实体包括任意位置的一个横隔板实体；

步骤10、引用一个或多个便于定位的控制文件，生成除步骤9以外的剩余的零件实体，所述便于定位的控制文件包括一级控制文件及二级控制文件；

步骤11、将步骤9与步骤10生成的零件实体分别保存在新建的多个零件文件中；

步骤12、根据零件文件生成最终模型，其中横隔板零件通过引用二级控制文件进行定位。

进一步地，所述步骤1具体为：将电子版设计图文件的平面图、高程图中多余的文本、图形对象进行清理，只保留顶板控制线、底板控制线、腹板控制线、横隔板控制线、高程控制线，通过曲线延伸以确保横隔板控制线与其它控制线相交，设置模型空间的图形比例为1:1。

进一步地，所述第一提取点阵为横隔板控制线与平面图中的所有控制线的交点；所述第二提取点阵为横隔板控制线与高程曲线的交点。

进一步地，所述曲面模型包括：顶板曲面、底板曲面、腹板曲面、横隔板面及纵向加劲肋曲面。

进一步地，所述步骤8还包括：根据二级控制文件分别生成优化曲面模型，并将其分别保存在新建的多个第二二级控制文件中。

进一步地，所述优化曲面模型在曲面模型的基础上还包括横隔板人孔、过焊孔及纵向加劲肋孔。

本发明相比于现有技术具有的有益效果是：本发明通过引用文件的方式可以在建模过程中或完成建模后，如果道路设计线、钢箱桥梁分段发生变更，模型可便于自适应性的修改，而不必完全重新创建模型，从而降低变更对工期造成的影响，且操作简便，适应性好，除了曲面桥梁结构BIM创建可应用外，对于其它曲面钢结构也适用。

附图说明

图1为等截面曲线钢箱桥梁自顶向下的BIM设计方法的流程图；

图2为第一提取点阵的示意图；

图3为第二提取点阵的示意图；

图4为3D坐标示意图；

图5为空间曲线示意图；

图6为命名为“01一级控制文件.SLDPRT”的系统界面示意图；

图7为命名为“02一级控制文件.SLDPRT”的系统界面示意图；

图8为命名为“03二级控制文件.SLDPRT”的系统界面示意图；

图9为底板零件对应的系统界面示意图；

图10为横隔板零件对应的系统界面示意图；

图11为曲线钢箱桥梁BIM对应的系统界面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，等截面曲线钢箱桥梁自顶向下的BIM设计方法，包括：

步骤1、对平面图及高程图中的数据进行预处理：将电子版设计图文件的平面图、高程图中多余的文本、图形对象进行清理，只保留顶板控制线、底板控制线、腹板控制线、横隔板控制线、高程控制线，通过曲线延伸以确保横隔板控制线与其它控制线相交，设置模型空间的图形比例为1:1；

步骤2、在平面图中绘制用于提取平面坐标数据的第一提取点阵；

步骤3、根据高程图中的数据及施工要求在立面图中绘制高程曲线，及用于提取高程数据的第二提取点阵；所述第一提取点阵为横隔板控制线与平面图中的所有控制线的交点；所述第二提取点阵为横隔板控制线与高程曲线的交点；

步骤4、依次根据第一提取点阵及其对应的第二提取点阵的坐标合成钢箱桥梁曲线3D坐标数据；

步骤5、根据3D坐标数据在CAD中生成空间曲线；

步骤6、将步骤5生成的空间曲线及平面图中的所有曲线分别复制到SolidWorks软件的不同文件中，以生成不同的曲线模型；

步骤7、将各曲线模型分别保存为一级控制文件；

步骤8、根据一级控制文件生成各曲面模型，并将其分别保存在新建的多个二级控制文件中；所述曲面模型包括：顶板曲面、底板曲面、腹板曲面、横隔板面及纵向加劲肋曲面；

步骤9、根据二级控制文件生成零件实体，所述根据二级控制文件生成的零件实体包括任意位置的一个横隔板实体；

步骤10、引用一个或多个便于定位的控制文件，生成除步骤9以外的剩余的零件实体，所述便于定位的控制文件包括一级控制文件及二级控制文件；

步骤11、将步骤9与步骤10生成的零件实体分别保存在新建的多个零件文件中；

步骤12、根据零件文件生成最终模型，其中横隔板零件通过引用二级控制文件进行定位。

进一步地，所述步骤8还包括：根据二级控制文件分别生成优化曲面模型，并将其分别保存在新建的多个第二二级控制文件中；所述优化曲面模型在曲面模型的基础上还包括横隔板人孔、过焊孔及纵向加劲肋孔。

实施例

1、在autocad平面图中清理去掉不必要的线条，绘制提取平面坐标数据的第一提取点阵，第一提取点阵为横隔板控制线与平面图中的所有曲线的交点，如图2所示；

2、在autocad立面图中绘制整合了设计高程和预拱度的高程曲线，绘制提取高程数据的第二提取点阵，第二提取点阵为横隔板控制线与高程曲线的交点，如图3所示；

3、将提取的平面点坐标和高程点数据在excel中合成3D坐标，如图4所示；

4、将3D坐标数据在AutoCAD中生成空间曲线，如图5所示；

5、将生成的空间曲线从autocad中复制粘贴到SolidWorks新建零件文件中，并将输入的曲线转换为3D草图，保存该SolidWorks文件，命名为“01一级控制文件.SLDPRT”，如图6所示；

6、新建SolidWorks零件文件，将autocad平面图复制粘贴进来，并转换为3D草图，保存该SolidWorks文件，命名为“02一级控制文件.SLDPRT”，如图7所示；

7、新建SolidWorks零件文件，通过插入零件命令，引用前述“01一级控制文件.SLDPRT”和“02一级控制文件.SLDPRT”中的草图，通过曲面工具，生成顶板、底板、腹板曲面及横隔板面，以及U型肋、I型肋等纵向加劲肋截面形状，并以原设计图平面设计线为路径生成纵向加劲肋曲面，如果纵向加劲肋与原设计图平面设计线不平行，则在“01一级控制文件.SLDPRT”中创建生成加劲肋曲面的路径：即加劲肋平面曲线拉伸面与顶、底、腹板3D曲面相交的曲线；保存该SolidWorks文件，命名为“03二级控制文件.SLDPRT”，如图8所示；原设计图平面设计线包括顶板控制线、底板控制线、腹板控制线、横隔板控制线及道路设计线；

8、新建SolidWorks零件文件，通过插入零件命令，引用上步“03二级控制文件.SLDPRT”中的曲面模型，在此基础上，以桥梁端部横隔板为工作面，创建横隔板人孔、过焊孔、纵向加劲肋孔等切割形状，并以原设计图平面设计线为路径生成切割曲面，同时将用于切割横隔板的顶、底、腹板曲面进行延伸切割，以得到优化曲面模型，保存该SolidWorks文件，命名为“04三级控制文件.SLDPRT”；

9、新建零件文件，并引用“03二级控制文件.SLDPRT”，分别将顶、底、腹曲面使用加厚命令创建为顶、底、腹板曲面实体，并分别保存为独立的零件文件；在原位创建的底板零件如图9所示；原位创建是指：由于引用了“03二级控制文件.SLDPRT”，“03二级控制文件.SLDPRT”中模型的位置固定，因此，在此基础上创建的曲面实体位置也将确定，在后期装配时无需再对曲面实体的位置进行定位。

10、新建零件文件，并引用“03二级控制文件.SLDPRT”，选择任意位置的一个横隔板面，完成横隔板面准确轮廓绘制，再使用加厚命令创建为横隔板实体，保存为独立的横隔板零件文件，横隔板零件如图10所示；

11、同理，新建零件文件，引用一个或多个便于定位的控制文件，创建支座垫板等其它非控制文件中的零件；便于定位的控制文件包括“一级控制文件”、“二级控制文件”及“三级控制文件”。

12、创建装配体文件，将全部零件加入装配，同时将“03二级控制文件.SLDPRT”插入，利用其横隔板面完成全部横隔板的配合定位，完成曲线钢箱桥梁BIM，装配结果如图11所示。

由于零件除横隔板外都是原位创建，因此在创建装配体中，避免全部使用零件配合来进行定位，节省了模型装配时间。如果桥梁设计线或截面有变更，则更改前述“一级控制文件”，并更新后续相应引用了本文件的文件；如果纵向加劲肋截面或布置有变更，则更改前述“二级控制文件”，并更新后续相应引用了本文件的文件；如果对工艺孔等相关内容有变更，则更改前述“三级控制文件”，并更新后续相应引用了本文件的文件；如果零件板厚、材质等有变更，则更改相应零件文件，并更新后续相应引用了本文件的文件；当设计发生改变时只需对对应的文件进行更改即可，无需全部重新创建BIM模型，使用更方便；本方案可确保创建的全部横隔板形状绝对相同，非常有利于车间横隔板零件批量下料和装配，显著提高车间生产效率，更适用于横隔板相同(即箱梁为等截面)的情况。