基于BIM的中小跨径钢桥设计制造协同平台研究与开发

发布时间：2020-07-18 07:36

【摘要】：BIM(Building Information Modeling)技术是一种以三维建模技术为基础,集成各种工程信息和功能特性的数字化表达模型。虽然BIM已经在我国多个工程项目中涉及并应用,但是在桥梁领域将BIM应用于钢结构桥梁工业化设计与制造的相关技术研究较少。为此,本文依据钢结构桥梁的结构形式及其制造特点,在钢桥制造阶段,利用BIM技术和CATIA软件实现了钢结构桥梁的参数化建模;在钢桥的工业化生产阶段,开发了钢桥制造执行系统,并利用遗传算法开发了优化排产程序;在信息集成方面,设计了内部一致及可运算的信息模型,保证了信息的实时性和一致性的双向关联,缩短了桥梁工程设计与制造周期,提高了项目完成质量、降低成本。本文的主要工作如下:(1)基于CATIA平台,展开了钢箱梁节段参数化建模方法研究。以标准节段截面参数为研究对象,基于“骨架+模板”建模思想,采用Catalog创建节段标准件,CATIA二次开发技术创建模型库,进而组成“模板”,创建附有定位信息的骨架实现“模板”拼装。利用C#开发语言进行了系统的三层架构搭建,从程序层面上实现参数化设计方法。(2)分析钢桥制造企业在生产管理过程中存在的问题以及企业对系统的需求,利用业务流程和用例图从钢桥MES系统角度分析需求,对钢桥MES系统的功能结构进行概要设计,对制造工艺模块和生产调度模块进行详细设计和关键技术的实现,设计了系统的E-R图和数据基表,为后续系统的开发设计奠定了基础。(3)针对生产调度模块的优化排产功能,建立符合钢桥制造企业的车间调度数学模型,基于遗传算法对该调度模型进行求解,研究了算法中各个设计算子的实现方法,并用实例验证了该方法的有效性,为钢桥MES系统集成调度方法提供技术支持。(4)遵循相关设计原则,综合利用.NET、CATIA API、数据库和XML等技术,使用面向对象的工程模型作为设计信息与制造信息集成的基础,搭建中小跨径钢桥协同平台的核心数据结构与软件总体架构,开发原型系统的部分功能模块。BIM技术的运用推动钢桥构件标准化、通用化设计,形成以模板库为核心的设计与制造,加快钢桥设计与制造自动化发展,不仅解放了设计阶段的大量人力,对工厂制造成本、质量、工期控制都有着重要的意义。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U448.36
【图文】：

钢箱梁节段单元示意图

钢板梁桥

论文组织结构

【参考文献】

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本文编号：2760604