华中地区钢结构桥梁“博物馆”——光谷生态轨道梁BIM深化设计案例分享

华中地区钢结构桥梁“博物馆”——光谷生态轨道梁BIM深化设计案例分享

华中地区钢结构桥梁“博物馆”——光谷生态轨道梁BIM深化设计案例分享 150 150 重庆百木科技有限公司

我国首条长距离城市新制式空轨交通运营线全线轨道梁——光谷生态大走廊一期工程线路全长约10.5km,起于光谷四路的九峰山站,止于龙泉山站,功能定位为生态大走廊内的旅游休闲线,兼顾交通功能,实现绿道、水道、空轨“三道融合”。

百木科技依托CATIA设计平台,通过参数化建模,进行桥梁的深化设计,为一期项目轨道梁全线贯通提供有力支持。

空轨车辆外观“科技之翼”

01.穿城连山,华中地区钢结构桥梁“博物馆”

作为全国领先的“穿城连山”的生态走廊,全线为高架敷设,既赋予了保障车辆平稳、可靠运行的承载与线路控制功能,又秉承了“一桥一景”的景观设计要求;既有跨越城市交通主干道和地铁11号线的钢桁梁桥、连续梁桥和双塔斜拉桥,又有横跨绕城高速、燃气管道的下承式拱形桥。一个项目吸纳了多种结构形式的钢桥梁,堪称华中地区钢结构桥梁“博物馆”。

轨道梁效果图

百木科技通过独具的技术积累经验,加上对达索系统的二次开发,基于参数化表格完成设计和出图,解决了光谷生态轨道梁BIM深化设计过程中从无到有、逐步深化、反复调整优化、快速出图、图纸交付的问题,保障了从设计初期到施工建造、最终交付全流程的无缝参与,为一期项目轨道梁全线贯通提供有力支持。

立面布置图

02.地形复杂,百木科技灵活利用空间资源

线路轨道复杂,百木科技智慧解决方案灵活支持空间资源。
列车悬挂运行于钢结构轨道梁下方,线路轨道随沿途地形与建筑物而改变,线路平面线形及竖向高程发生变化,线路轨道梁分为直线梁、平面曲线梁、竖向曲线梁及平竖叠加双曲线梁。

轨道由钢结构立体支撑在空中,立柱站在绿化带内,立柱和轨道梁可重复利用,随着城市的发展或旅游的需要,可随时延长、改线或拆卸。

全线采用装配式结构,车站均为桥建分离装配式钢框架结构,是国内首次采用桥墩、轨道梁全部采用工厂预制、现场拼装,加工、制造。此外,在各个阶段使用BIM正向设计技术,基于单一数据源,将三维模型可视化,为管线改迁、方案定位、方案比选、空间构造、多专业之间的配合提供了极大的方便。

03.项目难点,亟需设计加工一体化解决方案

1. 小里程为曲线段,对于各个构件相对位置要求较高,线型控制精度必须准确,保证构件准确。

2. 全桥零件较多,且设计图纸的表达不完整,后期变更多,工期紧,对模型要求参数化要求较大。

3. 二维图纸表达内容多,构件方向必须准确。

4. 索塔由于存在双曲板,受加工工艺的局限,需要不断调整板件切割方式和表达方式,保证易于加工。

04.深化设计,为轨道梁全线贯通提供支持

针对项目的重难点,百木科技依托CATIA设计平台,通过参数化建模,进行桥梁的深化设计,为大桥顺利准确的进行提供了保障。

轨道梁模型

1. 利用CATIA强大的曲面设计功能

基于CATIA道路设计功能,百木科技根据提供的参数,准确表达出道路的平纵曲线,再在纵曲线上添加加工的预拱度,从而保证了道路要素的无误,为后续准确出图提供了保证。
由于模型轮廓受平曲线的影响,百木科技采用CATIA 多截面曲面功能,通过对关键位置放置截面,然后通过多截面,形成全桥轮廓,进而根据轮廓开孔和节段切割。

2. 骨架+模板+参数法,批量快速建模

由于前期设计图纸不是最终版,设计图纸上存在的问题和碰撞较多,为了便于后期变更后能够快速出图,百木科技通过骨架+模板+参数建模,根据整个项目的骨架和参数,控制整个模型。对于后期参数和结构形式的变化,可以直接调整参数表从而更新模型,实现快速出图。
同时,百木科技在建模过程中发现了设计问题,及时向设计单位反馈,帮助提升设计单位出图的准确性,大大减少后期的变更量。

3. 二维图纸与三维模型相关联

图纸依托于模型,二者相互联系。对于图纸中的板件方向、零件名称、标注剖面等信息都和模型建立了链接,如果模型更改,那么二维图纸也会随之更改,减少了后期变更图纸返工量。

4. 多人协同加快项目进度

由于模型内容较多,包括桥墩、主梁和索塔。将分为三个部分完成建模,通过相同骨架信息的控制,分别处理各自的模型,最后组装,各个部件之间可以准确拼装在一起,加快了项目的进度。

5. 利用 CATIA 中的展开功能,提升桥塔双曲面加工效率

基于 CATIA 中的展开功能,对于桥塔存在较多的双曲面,常规方法难以出图加工,通过界定曲面展开基准点及展开方向,展开平铺面。曲面上的加劲线、隔板线等跟随板件展开,方便了加工定位,提升了定位的准确性。同时对于加工过程中加工不出来需要加大其切割缝时,也可以通过 CATIA 快速切割,提升了加工效率。

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