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1、钢结构 年第期第 卷总第 期 三维建模技术在异形桥梁结构制作中的应用贺晓川 安元元 幸 斌（ 武船重型工程有限公司， 武汉 ）摘 要： 太原市南中环汾河桥拱座的外形不规则， 拱座外壁为钢板， 属于异形结构， 制作精度要求极高， 运用传统的方式放样困难且达不到精度要求。为了加快放样速度， 提高放样精度， 利用 软件中的钣金展开功能对拱座外壁钢板进行精确的实体建模放样。通过 软件的应用， 使得异形弯曲钣金件的放样过程变得简单易行。关键词： 三维建模； 钣金； 外壁钢板 （ ， ， ） ： ， ， ， ： ； ； 第一作者： 贺晓川， 男， 年出生， 工程师。 ： 收稿日期： 工程概况 太原市南中环
2、桥位于太原市长风新区南端， 跨越汾河， 主桥采用钢叠合梁组合式系杆拱体系， 跨径组合 （ 边跨） （ 中跨） （ 边跨） ，主桥立面如图所示。图 主桥立面主桥中跨跨中 梁段采用钢叠合梁， 梁高 ， 主桥边跨 及主桥中跨 梁段采用混凝土箱梁， 梁高 。主桥标准段宽度为 ， 跨中宽度为 。由于主、 副拱肋均向外倾斜， 副拱在拱座处逐渐收至与主拱融为一体的形态， 因此拱座的外形不规则。拱座高 ， 纵桥向尺寸 ， 横桥向尺寸 ， 向外倾斜， 三维效果如图所示。因此， 拱座外壁板的制作精度要求极高。为此采用 对拱座进行实体建模， 对外壁板进行精确放样。图 拱座效果 三维建模的应用（ 的简称） 是制造行业
3、的高端软件之一， 是 公司针对产品生命周期管理（ ） 提出的适用于完整产品工程的解决方案， 涵盖了产品的设计、 分析、 加工、 工程协同及产品数据管理。目前， 已被广泛应用于汽车、 航空、 航天、 机械、 消费品、 医疗仪器等领域，使用该软件从事工业设计、 机械设计、 概念设计、 数字化仿真和生产制造的工作， 对推动技术创新发挥着重要的作用。软件天地 （） ， ， 软件应用到拱座外壁板工艺设计步骤 拱座外壁板的三维建模 拱座外壁板三维建模之前， 必须形成成熟的施工工艺方案， 在建模的过程中使三维建模与施工工艺充分结合。依据设计图纸， 结合施工工艺方案， 将拱座外壁板分成块（ 图） 。利用建模，
4、 根据二维施工图纸， 创建拱座三维模型。完成后的实体拱座见图。注：对应块外壁板。图 拱座外壁板分块图 拱座建模 抽取片体的展开功能仅限于对片体的展开， 所以在展开之前， 首先抽取需要展开的外壁板， 如图、图所示。图 准备抽取的片体图 抽取后的片体 片体的展开抽取好的片体在 中利用其钣金模块成形展平的自动展开功能， 可完成钣金零件的自动展开。对于展开后板料的形状和大小， 均可通过自动计算获得， 因此拥有高速、 高精度、 零错误率以及操作简捷的优点。图为展开流程。图 抽取后的片体展开流程贺晓川， 等：三维建模技术在异形桥梁结构制作中的应用钢结构 年第期第 卷总第 期 利用制图功能进行三维向二维的转
5、化 利用 的制图功能将三维视图转化， 为向 格式转化做准备。一般情况下， 展开以后的图形可能在空间的任意角度， 因此， 可采取先将展开以后的图拉伸成体， 然后利用装配功能将此创建为单独的部件。相关流程见图。视图转化完成后， 在 平面内创建一个长方 体， 利用装配中的配对功能将此部件装配在 平面内， 如图。完成以上步骤后即可得到投影图。图 装配流程图 装配该部件 格式向 格式的转化为了便于下料加工制作， 把 里零件转变成套料程序可识别的 制图格式。转化后的零件见图 。至此， 通过上述方法即完成了拱座外壁板的精确放样。软件天地 （） ， ， 图 导出的图形 结 语 通过南中环桥拱座外壁钢板的制作，
6、 结合使用强大设计制作功能，利用 三维设计给现代桥梁制造提供一种更经济、 更高效的建造技术。） 采用 软件进行钣金零件的辅助设计， 可彻底地将工程师从零件图和展开图绘制的烦恼中解脱出来， 与传统的设计过程相比更直观、 更高效；）软件还提供了针对 等其他软 件的数据接口， 使这些软件能与 相互交换数据。参考文献 金成棣 预应力混凝土梁拱组合桥梁 北京： 人民交通出版社， 张禹， 白晓兰， 刘永贤 应用技巧与经验机床与液压， （） ： 李长春 基础教程北京： 人民邮电出版社， 杜文忠 在钣金设计与制造中的应用机械， （ ） ： （ 上接第 页） 点的半刚性对三阶柱计算长度系数的影响较大， 在设计中应引起重视。参考文献 钢结构设计规范 陈骥 单层厂房阶形柱计算长度系数西安冶金建筑学院学报， ， （） ： 王冰， 沈祖炎 单层厂房框架三阶柱计算长度系数 钢结构， ， （） ： 赵挥琴 单阶柱框架平面内计算长度系数 西安： 西安冶金建筑学院， 石辛民， 郝整清基于 的实用数值计算北京： 清华大学出版社， 陈骥 钢结构稳定理论与设计 北京： 科学出版社， 门式刚架轻型房屋钢结构（ 有吊车） 龙驭球， 包世华 结构力学教程（） 北京： 高等教育出版社， ， ， ， （） ： ， ， （ ）
