基于TeklaStructures的橋梁掛籃設(shè)計(jì)詳解

1、基于TeklaStructures的橋梁施工掛籃的設(shè)計(jì)摘要:文章主要介紹了TeklaStructures掛籃設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，并對軟件主要特點(diǎn)進(jìn)行了介紹。通過其他結(jié)構(gòu)有限元軟件分析計(jì)算確定掛籃模型的構(gòu)件尺寸，在tekla軟件中按設(shè)計(jì)尺寸對應(yīng)畫出相應(yīng)的參數(shù)化三維模型，并通過碰撞校核以后生成工程上需要的圖紙，完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：teklastructures；掛籃；模型；設(shè)計(jì)DesignbasedontheTeklaStructuresofthebridgeconstructioncradleAbstract:ThisarticledescribedtheuseofTeklaStructuresi

2、ncradledesign,andanalyzedthemainfeaturesofthesoftware.Analysis,calculateanddeterminecomponentsizeofcradlemodelbyotherstructuralfiniteelementsoftware.Accordingtothedesignsizeofthestructurecorrespondinglycompletetheparameterizedthree-dimensionalmodelinteklasoftware.Generateengineeringneedsdrawingafter

3、passingsubsequentcollisionchecktocompletethestructuraldesign.Keywords:teklastructures;Cradle;model;design一、研究背景及意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸方面對于橋梁建造的速度要求越來越高；隨著近年來橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)展的多樣化、復(fù)雜化，結(jié)構(gòu)所處的地理位置和自然條件的千差萬別，不同的橋梁所采用的施工方法和施工工藝也不盡相同，施工中所用到的施工設(shè)備在種類和形式上也有著巨大的變化和發(fā)展。連續(xù)梁橋的施工掛籃是臨時(shí)結(jié)構(gòu)當(dāng)中相當(dāng)重要的一部分，在橋梁施工當(dāng)中有著無法替代的作用。懸臂施工具備很大的優(yōu)勢：掛籃自重

4、輕，安裝、拆卸方便，屬于鋼結(jié)構(gòu)，重復(fù)利用率高；懸臂施工為地面節(jié)省了空間，在施工的同時(shí)保證了橋下空間的正常使用，同時(shí)也就不受季節(jié)氣候、河道水位的影響。鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)是施工詳圖不可或缺的組成部分，各從業(yè)單位和工程人員也編制了多種相關(guān)程序和軟件以提高AutoCAD軟件制作鋼結(jié)構(gòu)詳圖的效率，Tekla提供市場上最精確全面的參數(shù)三維建筑信息建模（BIM）軟件產(chǎn)品和創(chuàng)新的軟件解決方案，在BIM行業(yè)持續(xù)保持領(lǐng)先。通過TeklaStructures設(shè)計(jì)的掛籃直觀性強(qiáng)，便于指導(dǎo)施工，所生成的圖紙不但可以用于施工，更可以用于工廠加工。此次研究的目的在于把TeklaStructures軟件成功應(yīng)用于橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

5、中，脫離AutoCAD等二維繪圖軟件，直接從三維模型中生成工程所需的圖紙，提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的繪圖速度和精度。二、基于TeklaStructures軟件的掛籃設(shè)計(jì)下面結(jié)合筆者掛籃建模中的應(yīng)用及體會簡單介紹：（一）建模計(jì)算和模型初步建立Teklastructures作為結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的軟件，可以輕松地實(shí)現(xiàn)與其他的結(jié)構(gòu)有限元設(shè)計(jì)軟件如stadd、SAP2000等對接。在設(shè)計(jì)過程中，由于teklastructures在有限元計(jì)算中功能不是很強(qiáng)大，為了提高工作效率，可以先在stadd或者sap2000以及其他結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算軟件里，對所設(shè)計(jì)的模型加載試算，直到確定最終的截面尺寸和桿件規(guī)格。由于有限元軟件里只

6、做結(jié)構(gòu)分析，所做的模型連接情況都是靠邊界條件模擬出來，將有限元模型導(dǎo)入tekla,我們就可以直接得到tekla的一個(gè)簡易模型，其構(gòu)件的尺寸和規(guī)格都已確定。對于已經(jīng)設(shè)計(jì)好的模型，可以直接在tekla里建立模型，建模過程需要遵循一定的順序。三維空間里線條位置不容易控制，Tekla中自帶軸線，在建模之前先定義X、Y、Z方向的控制軸線，確立各個(gè)方向軸線的間距；為了方便對模型平面內(nèi)的操作，需要創(chuàng)建視圖，生成視圖以后可以在各個(gè)方向的平面內(nèi)進(jìn)行操作。（二）參數(shù)化建模及模型細(xì)化TeklaStructures有著強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能,使得我們可以大大提高建模效率。包括參數(shù)化截面、參數(shù)化節(jié)點(diǎn)、參數(shù)化組件，一鍵生成

7、焊縫、螺栓等。設(shè)計(jì)可以精確到每個(gè)螺栓，每條焊縫，不遺漏任何細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)完成后可將部分結(jié)構(gòu)、組件參數(shù)化，下次使用時(shí)可以直接調(diào)用，極為方便。且軟件具備碰撞校核的功能，方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題，減少返工量。在畫各零件或構(gòu)件時(shí)，需要先設(shè)置零件的材料、截面尺寸，再在軸線上確定零件的位置，便可直接生成零件的空間圖，模型修改時(shí)，只需修改各零件的參數(shù)即可。對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜但數(shù)量較多且相似的零件，我們還可以自定義參數(shù)化零件，如本次設(shè)計(jì)中定義了主桁桿零件，為雙槽鋼焊接綴板，其參數(shù)化生成的零件可以修改零件的任何尺寸，包括槽鋼間距、槽鋼型號、綴板尺寸、綴板數(shù)量、綴板間距等。對于導(dǎo)入的模型基本構(gòu)件和零件都已生成，需要做細(xì)部的

8、連接，在軟件中自帶了許多參數(shù)化的節(jié)點(diǎn)，如梁柱節(jié)點(diǎn)，分別選擇梁、柱便可生成連接節(jié)點(diǎn)，包括焊縫、螺栓、加勁板等，通過修改節(jié)點(diǎn)參數(shù)得到合適的節(jié)點(diǎn)。對于工作量大的結(jié)構(gòu)，可以一鍵生成連接節(jié)點(diǎn)，再修改節(jié)點(diǎn)參數(shù)，即可得到合適的節(jié)點(diǎn)。整體模型圖細(xì)部節(jié)點(diǎn)圖自定義的零件參數(shù)頁面（三）模型分析TeklaStructures具備完善的模型分析功能，能創(chuàng)建點(diǎn)荷載、線荷載、面荷載、均布荷載、風(fēng)荷載、溫度荷載。通過軟件外掛設(shè)計(jì)能分析桿件內(nèi)力、桿件應(yīng)力、單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力、單元內(nèi)力、模式形狀、支座反力、樓面平移等。能分析鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、木材結(jié)構(gòu)，且能進(jìn)行抗震分析。在掛籃設(shè)計(jì)中，能分析主桁架節(jié)點(diǎn)受力是否合理，螺栓布置是否合乎規(guī)范

9、，焊縫是否合乎要求，減少了手算工作量。（四）報(bào)表功能TeklaStructures能方便生成模型需要的各種報(bào)表資料，例如可以生成構(gòu)件清單，零件清單，螺栓清單等。還可以根據(jù)需要使用模板編輯器自定義一些符合掛籃設(shè)計(jì)要求的報(bào)表。根據(jù)需要，將這些報(bào)表用于車間零構(gòu)件生產(chǎn)控制，發(fā)貨量控制，收貨核對，工程量統(tǒng)計(jì)等。這樣只需對模板進(jìn)行一次修改就可以分別應(yīng)用到各個(gè)工程中，極大的提高了工作效率。并且只要在建模時(shí)保證輸入的信息是正確的，那么我們從模型輸出的各種信息報(bào)表，必將是準(zhǔn)確無誤的。能在模型任何階段得到掛籃總重信息，動態(tài)分析掛籃設(shè)計(jì)是否合理，工程造價(jià)是否符合預(yù)算?；钛騫II育'|E5!報(bào)告TEKLiMR

10、CTCTWES怕件清單工程號二1夷工1工程名；三西瑙迷裝軟態(tài)，日用:OlxOfi.2015杓件鞋號型材表面積fm2)SLA)A34PLLO*iaOD.O1.7A44PLL0*35a0.312.4j賽51PLLQ*3000.520.1M3EL10*25QD.2S.SA73FL10*Z0Q0,13.1Aid12PL10*3000.2t.41L140*l3,那門1UWW642.7BET1L140*U。.4也BE-91L140-164,4卞甌72C32B3,.Q137,&ER-9SELDlfi7*167*70*70£L*33.4BR-lfle口17g0口1.5BR-212C3

11、3;B22.51134ulBR-251C32BB.63£fi*7BR-341C32B5.611.2BR-3日132B3"11.2庭橫不兼L1CIO107.97657.31PLL5a*a2.12>62.1國帶一工6)3FXL50*4Q2.12-S1.4吊帶-3212EL15a*flO2,2好百4.構(gòu)件列表清單(五)強(qiáng)大的圖紙生成功能TeklaStructures有著強(qiáng)大的圖紙功能，建模過程完畢之后通過碰撞校核以后就可以編號出圖了。不但可以從模型中創(chuàng)建構(gòu)件圖，零件圖，還可以從模型中截取任意空間視角的視圖，以滿足工廠加工和現(xiàn)場安裝時(shí)對圖紙可讀性的要求。特別是對于一些結(jié)構(gòu)形式

12、特殊或規(guī)模大并且復(fù)雜的建筑，我們對任意一個(gè)必要的位置或視角進(jìn)行繪圖就顯得非常重要。對于復(fù)雜的單體構(gòu)件圖紙，單憑幾個(gè)剖面是無法清晰的反應(yīng)構(gòu)件的構(gòu)造及零件的位置的，進(jìn)一步導(dǎo)致車間工人對這類圖紙形成錯(cuò)誤理解，從而造成錯(cuò)焊、漏焊、加工工期延誤、材料浪費(fèi)等嚴(yán)重后果。針對此類問題，TeklaStructures單體構(gòu)件模型能充分發(fā)揮優(yōu)勢，使構(gòu)件的基本信息以直觀易懂的形式表達(dá)出來，從而避免了上述弊端。理論上講可以使用TeklaStructure生成所有零件圖紙，即使是一顆螺栓。«的匕f；iwui-aoAftH_dxmisrgrTHTEmTiTTr房wtitnr11mx.自動生成的圖紙f-畢硅!唯*

13、E江if1而亞的捌式無保1.1三.回國、R-*-同|JFX總J標(biāo)記管Ail1姬氏皿住戲日期前量io恂件id對蚣昌出1疝投201/6/1a204168234：442353B13S64:Bl7438后僚2(nt!2015/G/1B2D41949：20617呂14aBl.20620GPLATE3磕撞20151%/1a2D412D61T;S1332DZDEZD-.S1S71SPLATEG4和撞549.S14JI3SI40alG5和琦20151320414O23S丁聞D24至S17S75.B1B2D6摘段閑E碩座3Q15E/1B2D4I402415.4S575S1S2K角胭7班擅KHW1B2tMi40J

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17、時(shí)就充分展示TeklaStructures圖紙和模型有著很好的相關(guān)性的優(yōu)勢了。根據(jù)變更圖紙，我們修改模型，然后相應(yīng)的圖紙就自動更新了。從而省去了大量繁雜的工作量，節(jié)約了大量寶貴的時(shí)間，從而為保證項(xiàng)目質(zhì)量和工期創(chuàng)造了有利條件。在掛籃設(shè)計(jì)時(shí)有時(shí)需要對設(shè)計(jì)做較大變動，對原先圖紙的修改顯得沒必要，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念會重畫，但TeklaStructures能提供更新圖紙功能，讓修改、變更更加隨意。（七）圖紙輸出功能TeklaStructures可以輸出多種格式的圖紙，滿足各種要求，包括dwg、dxf等，也可以直接輸出pdf格式直接用于打印。本次設(shè)計(jì)中將圖紙直接輸出為pdf格式直接打印出圖，從而實(shí)現(xiàn)脫離AutoCAD直接從三維模型輸出到工程圖紙。輸出的PDF圖紙三、結(jié)論綜上所述，TeklaStructures強(qiáng)大的三維建模功能和三維表現(xiàn)方式，能充分顯示設(shè)計(jì)人員的意圖，減少繁冗的描述，簡化圖紙。方便的檢查功能能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)空間桿件的碰撞問題，減少了設(shè)計(jì)誤差和設(shè)計(jì)變更的簽發(fā)量，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。強(qiáng)大的空間