CATIA设计独柱形钢塔双索面钢箱梁斜拉桥

寂静回声

浦仪公路西起G104浦泗立交，向东北两跨八卦洲夹江，接南京四桥高速，全长约28公里。其中，起点至二桥高速是项目西段，长约11.5公里。

主桥为独柱形钢塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨径布置为50+180+500+180+50=960m，桥宽54.4m。为国内最先采用CATIA正向设计的大型钢结构桥梁。借鉴机械设计领域的智能化设计方法，落地的三维图纸表达方式，结合GIS技术、VR技术、无人机倾斜摄影技术等，为公路桥梁设计领域提供了一个全新的设计思路。浦仪大桥为大跨度桥梁，结构复杂，但各部分属于常规结构，同类型构造很多，适合BIM正向设计，既提高设计效率，又有利于下游加工厂预制加工、施工阶段数值模拟。项目主要有以下几个特点：1、主桥全钢设计；2、构件众多；3、局部细节构造复杂；4、加工制造要求高。

利用“骨架+模板”的三维建模方法，以桥梁总体布置骨架为主导，以构建设计模板为核心，结合参数化功能，进行桥梁的三维设计。应用CATIA软件的“知识工程”模块，对斜拉桥上部结构和下部结构基本结构构件、辅助构件及细部部件进行三维建模，建立各基本结构构件、辅助构件及细部部件的模板，模板中包括钢箱梁标准阶段、钢塔标准节段、拉索、墩柱、承台、桩、护栏和各细部部件，如螺栓、锚箱、锚梁等。

主要分为两种桥塔类型：等截面桥塔、变截面桥塔，建立标准桥塔节段，并实现桥塔节段的批量化生成，提高了设计效率。二维设计图均通过三维投影生成，大大减少了传统设计方法的二维设计与实际情况不匹配的情况。

通过查看钢塔三维模型，并与主梁相结合，可知设计阶段桥塔分段对桥塔美观的影响，并可知在桥面视角往上第一个节段螺栓距离较远，最大限度的减小螺栓对美观的影响。

通过建立全参数隔板模板，进行全塔内横隔板批量实例化，全桥共计实例化106个隔板。

通过建立全参数钢锚梁模板，进行全桥锚梁批量实例化，大大提高设计效率，后期若锚点微调，只需更改对应参数，对应的二维设计图随之变化，减少了变更的工作量

建立桥塔T1节段三维模型，二维设计图均为三维投影生成，大大减少了传统设计方法的二维设计与实际情况不匹配的情况。东侧桥塔T1节段与西侧相似，可以通过实例化生成，不需重新建模，在实例化生成的基础上微调即可。

基于CATIA软件界面，按照桥梁结构内力和变形等设计计算结果，修改各型桥梁上部结构构件和下部结构构件参数，自动按照桥梁结构出图规范生成二维图纸。全参数化的协同三维模型，使得二维图纸能够随三维模型的参数变化而变化，能够大幅度提高设计人员的工作效率。

专家对施工图纸审查意见

第一次在大型钢结构桥梁上采用CATIA替换传统CAD进行结构正向设计，值得推广。运用可视化的技术可以对桥梁模型进行动态的展示，并利用此技术来优化设计。

基于CATIA模型，有效减少了施工阶段可能产生的设计变更，避免了二维设计有可能忽视掉的问题。

实现更精确的设计，包括施工图表达及工程量统计等。

CATIA模型可多次利用，如有限元分析，运营维护等。