日本Symphony三维建模技术在钢桥制造中的应用

日本Symphony三维建模技术在钢桥制造中的应用摘要:随着中国交通基础建设事业的飞速发展，桥梁建设日新月异蓬勃发展，钢结构桥梁在桥梁建设中的应用越来越广泛，桥梁钢结构制造技术逐渐成熟并日臻完善。本着精益求精、“桌面造桥，数字造桥”的科学理念，在桥梁钢结构制造上研究国外先进技术，以推动中国桥梁建设的科学发展。

本文着重介绍造桥技术发达的日本在钢结构桥梁制造中的symphony三维建模技术的应用。针对钢箱桁桥的结构特点，结合详尽的施工过程，以计算机symphony三维建模为载体，将钢箱桁桥以实体的形式呈现出来，给建设者带来感观上的认识，同时提供钢箱桁桥制造的详尽信息以便于施工组织设计。

关键词：钢箱桁桥制造symphony三维建模技术的应用

中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：

1.参考工程概况

长崎县有明川橋：跨度212m的钢3径间连续钢床板箱桁桥。

设计条件：

桥长212.000m，支间长64.500m+81.000m+64.500m（道路中心线上）

有效幅员13.450m~13.317m，纵向坡度i=-2.980%~ i=3.550%，横向坡度7.00%~2.00%，

全桥共25个分段。主桥桥型如下

图1 平面图

图2 截面图

2. symphony三维建模系统的介绍

目前国内应用比较广泛的计算机辅助设计软件有autocad、proe 等，autocad能够满足基本图形的编辑、二维和三维造型以及三维图形的渲染处理。其二维平面绘图方便快捷，是广大工程技术人员最为常用的工具软件。但其三维造型仅提供模型印象，而不能提供工程技术更需要的实质性数据处理信息，满足不了工程技术人员对数据提取要求。而proe主要应用于机械及磨具方面的设计。

symphony三维建模系统是由日立，东京铁骨，住友重工等日本几家大企业集团联合开发的主要用于桥梁设计制作的三维软件系统。它镶嵌在另一款极为强大的三维软件microstation平台中。symphony三维建模系统是一款能实现二维和三维图形绘制，三维图形数据提取以及二维和三维图形转化的功能强大的软件系统。

3. symphony三维建模系统的应用

symphony作业流程：

3.1 三维建模

三维建模前要计算出桥梁的骨组坐标，做出csv数据文件，通过symphony读取生成骨组线模型。骨组线模型通常由几条纵向骨

组线和多条横向骨组线组成，纵向骨组线的数量由桥箱的数量决定，一般情况下，一条箱桁至少有三条骨组线。横向骨组线数量由桥梁的跨度和节段多少决定。

骨组模型是钢箱桥生产设计的源头，是桥梁三维设计的基础。骨组模型不仅定义了钢箱桁位于桥所在处的地理方位，而且包含了桥梁箱桁的外形尺寸和结构特征，是全桥控制的重要模型。在骨组模型上定义桥梁钢箱桁的节段划分及单元件的划分，同时确定各自相关控制点，为后续的设计提供理论依据。

纵横骨组线虽然只是由最基本的点、线组成，但它建立了全桥的主体框架，是钢箱桥的“主龙骨”。纵向骨组决定了全桥所有箱桁的纵向定位以及各桁段之间的层级关系。横向骨组以箱桁截面为依据，在此基础上完成面、底板、横隔板单原件的划分，在板单元划分处以点或线的形式呈现出来，最后将横向骨组配置到纵向骨组上，完成全桥各桁段端口的定位，同时每个桁段以此横向骨组作为各构件配置基准。

在骨组线模型作成后，将进行各部分的腹板，底板、床板、横隔板以及各部分u肋、纵肋板等的object模块的作成，然后将各object单元件配置在骨组线模型上，最后形成钢箱桁桁段的三维实体。

钢箱桁桁段实体初步完成后，通过“差演算”进行各实体接触面的自动修剪，删除不需要的solid。然后通过干渉check进行全

桥的模型的检查，可以检查出各构件之间是否接触严丝合缝，是否干涉，系统自动提醒没有严丝合缝及互相干涉的构件。设计人员可以根据提示结果对零部件直接修改，三维模型也会自动更新。

3.2 模型属性参数设置

三维模型的建成最终目标是转化成二维部品图，提取工程需要的数据信息。那么，在三维模型建成后，就需要我们对各部分零部件的参数进行设置录入。如名称、材质、部品类型等。而部品的规格、重量则自动计算生成。同时系统能够给每一部材分配唯一的id 号，这样全桥有多少块部材一目了然，这对工程管理带来了极大的方便。

3.3 三次元的展开处理（原寸）

在追加了部材属性的三维模型中，根据需要设置出力参数，然后进行展开操作，将实体部材以面进行分解，生成二维的部材。同时部材的属性，如材质、板厚、数量、部材类型等以文字形式生成在部材的下方。然后根据部材的不同属性，进行分门别类。至此用于机器切板的部品零件图已经完成，将这些数据输入自动切割机，桥梁的部品就切割加工出来了，而且部材上的取付mark线也能一并画出。零件部品图的绘制是一项复杂而又细致的工作，往往需要我们花费大量的精力核对零件的板厚、材质、外形尺寸等来保证零件详图的准确性。symphony系统能够准确的将三维模型展开转化成为二维部品图，并且能够读入和输出部材的各项数据，极大的提高

了部材尺寸的准确性，避免了手工制图的疏忽性错误。同时能够将数据输入自动切割机，完成桥梁制作的高度自动化和智能化，极大的提高了桥梁工程建设的效率。

3.4 平面工程图的绘制

进行钢箱桥制造施工设计，工程技术人员需要绘制大量的平面工程图用于指导施工。完整的工程图应包括图纸名称、数量、构件结构、截面视图、装配尺寸、焊接工艺，部材配置表，图纸说明及技术要求。工程图绘制要求既符合制图规定，图文表达通俗易懂，且图幅美观整洁。

在以往的平面绘图中，工程图所有的视图、局部放大图斗须要人工绘制出来，部材配套表都是逐栏逐条进行编制，零部件重量都是人工计算。在应用symphony三维设计后，二维工程图的绘制变得简便快捷得多。工程技术人员可以根据表达意图直接由三维模型截图作成所需的主视图、剖视图及局部放大图，零部件配套表自动生成，零部表中的相关信息也不会发生错误。在工程图中作出三维示意图，更方便施工人员理解。

4.结束语

通过使用symphony系统进行三维设计，结合日本长崎县有明川橋的具体制作流程，我们学习了发达国家在桥梁设计制造上的先进理念。我们要探索我国桥梁设计制造发展的方向，借鉴国外先进技术，汲取发达国家的经验，为我国社会主义现代化桥梁建设做出更