CAD 三维建模正在高铁桥梁施工技能交底中的可视化使用

1媒介

施工技能事情中，对下技能交底是一项非常紧张且必不行少的事情。基于普通的书面性笔墨交底偶然不克不及使被交底人很好的了解实行，大概造成施工进度迟钝，或因了解有误而返工，造成一系列的丧失，低落施工效益。若是以耽搁工期，会让施工单元负担工期违约责任，使企业蒙受经济与光荣的双重丧失。因为二维图形缺乏立体感，致使多数人必要颠末专业练习才气看懂此中所表现简直切意义；而三维图形则差别，大多数人能一眼看明确此中寄义。

为了更快更正确的把握施工步调及图纸要求，现采纳CAD三维建模与书面笔墨联合的方法来编写施工技能交底书；使用三维建模直观、可视化的长处来举行快速交底，进而到达确保工程质量、加速施工进度、进步生产服从的目标。

2创建实体三维模子

三维建模，便是使用三维数据将实际中的真实物体或场景在盘算机中重修，借此模子，可以简化认知，更好更快的实现我们的研究目的。三维建模在很多范畴都有遍及的应用，如今我们探究一下它在高铁工程桥梁下部布局中的应用：通过创建三维实体模子可以关心我们更直观、更立体的了解平面图纸，进而更好的引导现场施工。

遵照施工图纸上的尺寸数据依次创建各布局模子，创建模子时普通采纳线框工具和实体工具两种要领举行构建。两种要领各有优缺点，好比利用线框工具创建简洁模子时便利快捷，但碰到庞大的、不规章模子时采纳实体工具创建反而更简单，并且由实体工具创建的模子其信息更完备、比方义最少。是以在建模时这两种要领可穿插利用，来进步建模服从。

对付统一个三维实体的构建，可以有多种方法来完成其模子的创建，是以必要先阐发此布局的奇特点，从而采纳简洁的操纵方法来实行。以圆端形实体墩身墩帽模子来说，假如直接采纳曲面建模来实行，则会加大建模难度。

而假如我们换个思绪，化繁为简，可以先用二维线框来创建一个平面图元，接下来利用创建面域“reg”下令将这个图元创建为面域，再输入“rev”扭转下令将此面域沿扭转轴扭转180°，就得到半个墩帽圆弧段模子，最终沿墩身中间轴举行镜像“mirror”下令，即可得到左右两半模子。此要领固然步调较多，但思绪清楚，下令简洁，可操纵性强。在以上建模思绪的引导下，我们可以比力简单创建出桩基、承台及墩身的三维模子，为我们下一步体例三维图文式的技能交底书做好素材预备。

3体例三维图文联合式的施工技能交底

3.1钻孔桩的作业以新建铁路连镇段施工图简支箱梁A型承台（4.8m×10.05m×2.0m）为例，创建钻孔桩（8根φ1.0m）模子。如图1、图2、图3。

图1设计8根φ1.0m钻孔桩平面图

通过以上创建的可视化模子，很快的就可以反应出现实施工中必要哪些紧张的参数。以反轮回钻孔贯注桩为例，其作业内容包罗：桩位放样、园地平坦、埋设护筒、钻机就位、泥浆制备、钻进、制作钢筋笼、清孔、下钢筋笼、贯注水下混凝土、废除护筒等。此中重点操纵的技能要点有以下两点：

（1）设计孔深=护筒标高-设计桩底标高。

（2）吊筋盘算=护筒标高-桩顶设计标高-1.03。

图2设计φ1.0m桩基钢筋笼模子

图3设计8根φ1.0m钻孔桩三维模子

3.2桩头环切及破桩作业

通过创建模子，很直观的可以让被交底人相识到桩头环切及破桩的步调和操纵要点如下：

①丈量放线：丈量并标出环切线。

②环向切割：以环切线为基准举行环向切割。

③开槽：切割后，在环向切割线上部用风镐警惕地凿出一条环形槽，槽宽10cm左右，深度以找出主筋为尺度，在设计桩顶处形成一条爱护断绝带，如图4、5所示。

④剥桩头→桩头堵截→起吊桩头→桩顶修整找平。⑤以图纸设计角度将桩头钢筋弯折。

图4桩头环切模子

图5破桩完结果果图

3.3创建承台模子承台模子的创建，有助于更直观的模仿出立模后，模板内的施工操纵空间，为绑扎钢筋大概混凝土浇筑振捣时时怎样使用空间举行操纵提供依据，如图6、图7所示。

图6承台模子图

图7桩基承台团体模子

3.4墩身预埋筋模子

通过墩身预埋筋模子的创建，可以正确的从模子中得知圆弧段各部位的钢筋间距及尺寸。钢筋安置采纳定位胎具法，放样出中间线后，精确组装安顿定位胎具，再绑扎承台钢筋时同步举行墩身预埋筋的安置，如图8、图9所示。

图8墩身预埋筋平面图

图9墩身预埋筋模子

3.5墩身模子墩身尤其是墩帽模子创建后，可以从模子中直接量测各圆弧段的截面尺寸，直观的反响出了墩帽钢筋在圆弧段的漫衍情形和爱护厚度，以及吊围栏预埋螺栓的空间三维位置是否与钢筋相互滋扰，进而可以提前调解钢筋的绑扎间距，避开预埋螺栓，让施工操纵有了预见性和提前预判性，幸免了返工，起到了必然的经济成效，如图10、图11所示。

图10墩帽模子

图11墩身模子

4三维建模在施工中的其他应用

4.1办理“不兼容”题目

在一连梁等庞大布局施工时，因为节点结构庞大，钢筋漫衍麋集，格外在梁柱节点处，钢筋纵横交织，箍筋绑扎未便时，我们可以提进步行三维建模。找出辩论点，先在模子中举行公道的调解，如许在现场绑扎时即可根据模子调解后的空间结构举行施工。同理，假如布局钢筋与预留孔道有雷同辩论等题目时，我们也能运用提前建模的方法来办理。

4.2不规章布局的体积/惯性矩等盘算题目

施工中许多方面都要涉及到混凝土方量的盘算题目，但是有些不规章布局的体积很难通过普通的公式盘算出来，这时可以通过三维建模，接着输入“massprop”下令就能直接表现出体积（图12）。输入物体密度参数同时还能得到其质量数据。接着输入“Y”下令，还能将这些数据导入到Excel中创建数据库（图13）。图12实行"masspeop"下令得到实体的种种特性数据对图12中A型承台三维实体模子实行“massprop”下令，即可得到图12所示的各项特性数据。如承台体积V承台=1005×480×200=96480000（cm3）=96.48（m3），与“massprop”得到的体积数据相称。很显着，对付更为庞大的布局，实行“massprop”下令可以更快捷便利的得到我们必要的数据。

接着输入“Y”,还能将实体的这些特性数据以.mpr的款式输出储存至Excel中，便利我们挪用这些数据。假如利用编码体系，还可以将这些数据输出到CAE/CAPP等数据库中，便于CAE/CAPP的信息处置惩罚。

图13将“massprop”下令的得到的数据导入至Excel表中

CAD三维建模中“massprop”下令的功效是特别壮大的，不但可以得到我们常用的体积数据，还能得到在力学阐发时必要的惯性矩、惯性积及惯性半径等数据。

以惯性矩盘算为例，利用“UCS”下令将三维坐标移至图4.1中承台上外貌中间处，X轴与承台宽平行、Y轴与承台长度偏向平行。通常利用的微积分盘算惯性矩、极惯性矩及惯性半径的要领盘算繁琐、运算量大，而一旦模子创建出来，通过“massprop”下令我们就能很简单的得到这些数据，之后亦能进一步阐发盘算弯矩、挠度等力学性能。别的，假如推广研究范畴的话，还可以通过AutoCAD输出实体模子数据，提提供盘算机帮助制造步伐利用或举行有限元阐发。

4.3通过透视图观看布局内部这种观看方法雷同“VR”眼镜模仿成像技能，让我们拥有了一双“透视眼”，可以清晰地看到实体工程内部结构，加深现场施工技能职员对平面图纸的了解。详细操纵为：先通过AutoCAD创建布局模子，模子创建完成后，将视觉样式选择为“X射线”，在这种模子样式中即可举行布局内部观看。图14通过建模我们可以清晰的观看到（64+128+64）m一连梁0#块中预应力波浪管的部署情形。这为我们在安置0#块预应力波浪管前熟习内部结构做好预备，提前思量安置序次，幸免和其他构件安置孕育发生辩论。

以此推广，在其他实体工程施工之前，我们同样可以运用这种方法举行建模。透视图能关心我们更好地相识布局内部之间的空间位置干系，进而引导现场现实事情，进步施工服从。

图14（64+128+64）m一连梁0#块中预应力波浪管部署情形

5完结语

基于CAD三维建模技能成熟，建模速率快，模子富厚，成效图形象传神等长处。我们可以将此运用到高铁桥墩的施工中，通过CAD三维建模与书面笔墨联合的方法来编写施工技能交底书，以此来正确而快速的举行对下交底，进而到达加速施工进度、进步生产服从的目标，这与现在盛行的BIM技能有异曲同工之妙。我们还能借助CAD三维建模可视化、和谐性、模仿性等功效，办理现场施工中的“不兼容”题目；依附其壮大的参数化性，可以较为简单的得到实体模子面积、体积、惯性矩等有效数据。是以，将CAD三维建模应用到高铁施工中将使我们办理施工困难又多了一种壮大东西。