CATIA V6在钢桥加工详图中的应用

梁善国 张帆

摘  要：CATIA V6是达索系统旗下的CAD/CAE/CAM一体化软件，其适用于造型复杂、超大体量等建筑项目的概念设计，能够实现空间曲面造型、分析等多种设计功能。基于此，本文通过应用达索系统CATIA建模软件创建钢结构桥梁，從制造角度去实现信息化发展。

关键词：CATIA;施工详图;曲面;三维模型

中图分类号：TU391     文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）08-0000-00

0引言

建设项目是个复杂的系统工程，需要各阶段相互衔接、各专业协同工作。目前我国大部分建设项目的各个节段（立项、设计、施工、运维）还停留在二维平面设计，这导致信息沟通、资源调配、进度控制等方面的统一管理复杂且低效。

近年来，随着建筑行业信息化在以建筑信息模型（BIM）技术为代表的普及应用下，中国建筑行业的信息化建设水平有了大幅提升。CATIA V6是达索系统旗下的CAD/CAE/CAM一体化软件，适合于造型复杂、超大体量等建筑项目的概念设计，能够实现空间曲面造型、分析等多种设计功能。本文通过应用达索系统CATIA建模软件创建钢结构桥梁，实现三维展示设计成果、各专业冲突检测、深化复杂节点、输出实际工程数量、钢结构加工图，以此提高设计质量。

1详图设计中CATIA软件的优势

当前钢桥施工详图设计采用传统CAD模式，其设计难点有：

（1）很难准确表达三维空间曲面结构;

（2）对复杂三维模型表达不够清晰;

（3）效率低;

CATIA软件作为3D体验平台的核心产品，具有强大的曲面建模功能及参数化能力，能够解决采用传统CAD模式进行施工详图设计的以上难点，在建模、出图和加工方面都有着很大优势，主要表现在：

（1）建模方面：大大提升效率，支持整体建模、复杂曲面建模。

（2）出图方面：自动批量出图，曲面直接展开，避免干涉。

（3）加工方面：精确下料，提升材料利用率。

2施工详图中的CATIA应用与二次开发

2.1 CATIA的详图设计应用

以某匝道钢箱梁为例，利用CATIA进行详图设计。

（1）根据曲线钢箱梁特点，在考虑了平曲线、竖曲线、预拱后批量快速建立模型，如图1所示。

（2）根据节段划分要求，自动考虑节段分块逻辑，实现曲线钢箱梁节段划分，并自动进行树形结构分解（匝道、联、节段、块、单元、板）、标准编码、附加属性。通过EKL脚本建模，实现了同一种类型的桥梁只需同一套EKL模板，提高了设计效率，如图2所示。

（3）进行三维模型的碰撞检查，及时发现设计图元之间的冲突，并加以修正，降低传统2D设计模式的错、漏、碰、缺等现象的出现，提高施工效率和质量，缩短工期。

（4）曲面板件自动展开，用于提料以及详图;曲面展开提料是传统CAD模式中一个难点，其效率低下且准确度较低，而利用CATIA独有的创成式曲面模块，能够很好的解决这个问题，为曲面板件提供可靠的下料依据，如图3所示。

（5）生成提料图表，批量提取顶板单元、底板单元、腹板单元、横隔板及加劲板宽度、长度、板件重量，汇总至表格，且根据用户需求，异形板件用表加图的形式来表达，如表1所示。

（6）模型自动化出图辅助，按规则生成加工详图所需要几何外形以及辅助线形，补充以及完善标注。通过提取曲面板件控制点局部三维坐标，得到曲面板件矢高图，方便加工定位、安装。

2.2针对详图设计的CATIA二次开发

钢结构加工详图的BIM信息模型数据量大，包括3D几何信息，板件和构件图纸且分别分散在不同的实例化零件中，如果手动更新和导出这些图纸将会产生大量的工作量，利用C++进行编写，CATIA二次开发进行批量更新和提取分散在各个零件中的图纸，大大提高了其生成效率。

2.2.1 系统功能

该系统是基于图纸的批量导出，通过物理产品最高层级的ID号，批量查找图纸并把模型更新到与当前模型相匹配并予以保存。再把更新保存的图纸发布出来，后台通过调用服务器，导出发布图纸。

2.2.2图纸批量导出

（1）图纸批量查找，通过物理产品最高层级的ID号批量查找图纸，缩减人工查找时间。

（2）图纸自动更新及保存，把图纸更新到与当前模型相匹配并对其进行保存。

（3）图纸发布与导出，图纸服务器更新保存，后台调用服务器，导出发布的图纸。

2.3对CATIA的补充

目前我们交付的成果除了精确的CATIA模型外，还包括按业主要求的CAD图纸格式，目前采用的drafting模块能准确快速的导出二维图纸，但是也有些内容不能满足实际生产要求。根据实际情况，通过CAD二次开发作为对CATIA应用的补充，对导出的图纸成果进行批量化、智能化处理，节约了人力、提高了效率。

2.4对板件进行自动尺寸标注和文字标注

复杂的板件中，drafting模块的图纸更新不能使模板中的图纸标注随之更新，我们只有导出板件轮廓图形，然后在CAD中进行标注等完善成图，这样效率才会有更大的提升空间。对此，我们一方面研究在CATIA中如何解决，另一方面我们通过CAD二次开发，根据板件轮廓的几何信息自动生成标注等图纸要素，快速成图。

3小结

BIM技术是一项技术变革，其核心价值是数字信息的快速处理。BIM技术的应用是一项系统工程，通过协同平台整合信息化管理是必经路径，广泛应用数字化、自动化、智能化设备可以更好的发挥其作用，体现其价值，实现卓越绩效。CATIA作为钢桥制造中的建模软件，从制造角度去建立是实现信息化的基础，目前已经做了一些研究探索，从中也认识到已有三维软件的不足，因此需要更深入的去学习认识软件，做好后续开发工作，提高效率和精准度，为提高效益做好基础工作。

收稿日期：2020-07-05

作者简介：梁善国（1977—），男，四川荣昌人，本科，工程师，研究方向：钢结构桥梁制造、BIM技术。