CATIA V6在鋼橋加工詳圖中的應用

梁善國 張帆

摘? 要：CATIA V6是達索系統旗下的CAD/CAE/CAM一體化軟件，其適用于造型復雜、超大體量等建筑項目的概念設計，能夠實現空間曲面造型、分析等多種設計功能。基于此，本文通過應用達索系統CATIA建模軟件創建鋼結構橋梁，從制造角度去實現信息化發展。

關鍵詞：CATIA;施工詳圖;曲面;三維模型

中圖分類號：TU391? ? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）08-0000-00

0引言

建設項目是個復雜的系統工程，需要各階段相互銜接、各專業協同工作。目前我國大部分建設項目的各個節段（立項、設計、施工、運維）還停留在二維平面設計，這導致信息溝通、資源調配、進度控制等方面的統一管理復雜且低效。

近年來，隨著建筑行業信息化在以建筑信息模型（BIM）技術為代表的普及應用下，中國建筑行業的信息化建設水平有了大幅提升。CATIA V6是達索系統旗下的CAD/CAE/CAM一體化軟件，適合于造型復雜、超大體量等建筑項目的概念設計，能夠實現空間曲面造型、分析等多種設計功能。本文通過應用達索系統CATIA建模軟件創建鋼結構橋梁，實現三維展示設計成果、各專業沖突檢測、深化復雜節點、輸出實際工程數量、鋼結構加工圖，以此提高設計質量。

1詳圖設計中CATIA軟件的優勢

當前鋼橋施工詳圖設計采用傳統CAD模式，其設計難點有：

（1）很難準確表達三維空間曲面結構;

（2）對復雜三維模型表達不夠清晰;

（3）效率低;

CATIA軟件作為3D體驗平臺的核心產品，具有強大的曲面建模功能及參數化能力，能夠解決采用傳統CAD模式進行施工詳圖設計的以上難點，在建模、出圖和加工方面都有著很大優勢，主要表現在：

（1）建模方面：大大提升效率，支持整體建模、復雜曲面建模。

（2）出圖方面：自動批量出圖，曲面直接展開，避免干涉。

（3）加工方面：精確下料，提升材料利用率。

2施工詳圖中的CATIA應用與二次開發

2.1 CATIA的詳圖設計應用

以某匝道鋼箱梁為例，利用CATIA進行詳圖設計。

（1）根據曲線鋼箱梁特點，在考慮了平曲線、豎曲線、預拱后批量快速建立模型，如圖1所示。

（2）根據節段劃分要求，自動考慮節段分塊邏輯，實現曲線鋼箱梁節段劃分，并自動進行樹形結構分解（匝道、聯、節段、塊、單元、板）、標準編碼、附加屬性。通過EKL腳本建模，實現了同一種類型的橋梁只需同一套EKL模板，提高了設計效率，如圖2所示。

（3）進行三維模型的碰撞檢查，及時發現設計圖元之間的沖突，并加以修正，降低傳統2D設計模式的錯、漏、碰、缺等現象的出現，提高施工效率和質量，縮短工期。

（4）曲面板件自動展開，用于提料以及詳圖;曲面展開提料是傳統CAD模式中一個難點，其效率低下且準確度較低，而利用CATIA獨有的創成式曲面模塊，能夠很好的解決這個問題，為曲面板件提供可靠的下料依據，如圖3所示。

（5）生成提料圖表，批量提取頂板單元、底板單元、腹板單元、橫隔板及加勁板寬度、長度、板件重量，匯總至表格，且根據用戶需求，異形板件用表加圖的形式來表達，如表1所示。

（6）模型自動化出圖輔助，按規則生成加工詳圖所需要幾何外形以及輔助線形，補充以及完善標注。通過提取曲面板件控制點局部三維坐標，得到曲面板件矢高圖，方便加工定位、安裝。

2.2針對詳圖設計的CATIA二次開發

鋼結構加工詳圖的BIM信息模型數據量大，包括3D幾何信息，板件和構件圖紙且分別分散在不同的實例化零件中，如果手動更新和導出這些圖紙將會產生大量的工作量，利用C++進行編寫，CATIA二次開發進行批量更新和提取分散在各個零件中的圖紙，大大提高了其生成效率。

2.2.1 系統功能

該系統是基于圖紙的批量導出，通過物理產品最高層級的ID號，批量查找圖紙并把模型更新到與當前模型相匹配并予以保存。再把更新保存的圖紙發布出來，后臺通過調用服務器，導出發布圖紙。

2.2.2圖紙批量導出

（1）圖紙批量查找，通過物理產品最高層級的ID號批量查找圖紙，縮減人工查找時間。

（2）圖紙自動更新及保存，把圖紙更新到與當前模型相匹配并對其進行保存。

（3）圖紙發布與導出，圖紙服務器更新保存，后臺調用服務器，導出發布的圖紙。

2.3對CATIA的補充

目前我們交付的成果除了精確的CATIA模型外，還包括按業主要求的CAD圖紙格式，目前采用的drafting模塊能準確快速的導出二維圖紙，但是也有些內容不能滿足實際生產要求。根據實際情況，通過CAD二次開發作為對CATIA應用的補充，對導出的圖紙成果進行批量化、智能化處理，節約了人力、提高了效率。

2.4對板件進行自動尺寸標注和文字標注

復雜的板件中，drafting模塊的圖紙更新不能使模板中的圖紙標注隨之更新，我們只有導出板件輪廓圖形，然后在CAD中進行標注等完善成圖，這樣效率才會有更大的提升空間。對此，我們一方面研究在CATIA中如何解決，另一方面我們通過CAD二次開發，根據板件輪廓的幾何信息自動生成標注等圖紙要素，快速成圖。

3小結

BIM技術是一項技術變革，其核心價值是數字信息的快速處理。BIM技術的應用是一項系統工程，通過協同平臺整合信息化管理是必經路徑，廣泛應用數字化、自動化、智能化設備可以更好的發揮其作用，體現其價值，實現卓越績效。CATIA作為鋼橋制造中的建模軟件，從制造角度去建立是實現信息化的基礎，目前已經做了一些研究探索，從中也認識到已有三維軟件的不足，因此需要更深入的去學習認識軟件，做好后續開發工作，提高效率和精準度，為提高效益做好基礎工作。

收稿日期：2020-07-05

作者簡介：梁善國（1977—），男，四川榮昌人，本科，工程師，研究方向：鋼結構橋梁制造、BIM技術。