筵玉濤，韓耀祥

（甘肅博睿交通重型裝備制造有限公司，蘭州730300）

1 引言

波形鋼腹板組合梁具有結(jié)構(gòu)平面外穩(wěn)定性好、抗震性能好、外形美觀、省材料、造價(jià)低等特點(diǎn)，在橋梁工程中的應(yīng)用越來(lái)越多[1]。王衛(wèi)等[2]介紹了波形鋼腹板梁橋的技術(shù)特點(diǎn)，在世界各國(guó)尤其在日本得到快速發(fā)展。馬立通[3]闡述了波形鋼腹板在橋梁工程方面的發(fā)展和應(yīng)用。鄧國(guó)良等[4]以日本栗東橋和南昌朝陽(yáng)大橋?yàn)楣こ虒?shí)例，闡述了波形鋼腹板組合梁矮塔斜拉橋的構(gòu)造特點(diǎn)和施工工藝。姬同庚[5]對(duì)采用波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋的峪黃河大橋跨北大堤橋的設(shè)計(jì)和施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。劉浩等[6]結(jié)合飛云江大橋設(shè)計(jì)，闡述了波形鋼腹板工字組合梁橋的選型、構(gòu)造設(shè)計(jì)及計(jì)算分析。李川等[7]結(jié)合62 m+105 m+62 m 公路鋼底板和波形腹板連續(xù)組合梁橋方案設(shè)計(jì)，研究了梁高變化、鋼底板、波形鋼腹板、混凝土橋面板等的厚度變化對(duì)方案設(shè)計(jì)的影響。

近年來(lái)，對(duì)波形鋼腹板力學(xué)性能及設(shè)計(jì)理論研究成為組合橋理論研究熱點(diǎn)之一。冀偉等[8]采用勢(shì)能駐值原理研究了波形鋼腹板的剪切變形和箱梁的剪力滯后效應(yīng)對(duì)其自振特性的影響。王力等[9]基于Reddy 高階剪切變形理論研究了波形鋼腹板組合梁撓度計(jì)算方法。馬馳等[10]結(jié)合變分法考慮了混凝土頂板和鋼底板不同的模量對(duì)波形鋼腹板-鋼底板-混凝土頂板組合梁的梁翼緣板有效寬度影響。賀君等[11]提出了波形鋼腹板內(nèi)襯混凝土形成構(gòu)造措施，改善了組合梁的負(fù)彎矩區(qū)受力性能。蘇慶田等[12]研究了波形鋼腹板導(dǎo)梁在支座范圍內(nèi)設(shè)置鋼靴能夠顯著提高導(dǎo)梁的局部承壓性能和結(jié)構(gòu)延性。董桔燦等[13]提出了新型波形鋼腹板-雙管弦桿-混凝土板組合梁，并對(duì)該組合梁受彎性能進(jìn)行了研究。徐棟等[14]采用空間網(wǎng)格模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)波形鋼腹板梁橋精細(xì)化分析。吳文清等[15]通過模型試驗(yàn)驗(yàn)證了采用空間有限元法分析波形鋼腹板組合箱梁的剪力滯及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)剪力滯效應(yīng)影響的可靠性。聶建國(guó)等[16]基于鋼筋混凝土變角軟化桁架模型薄膜元理論，提出了波形鋼腹板PC組合梁純扭性能分析模型。陳寶春等[17]結(jié)合部分典型橋例，介紹了波形鋼腹板PC 箱梁橋最新發(fā)展趨勢(shì)，并展望了該類橋型在國(guó)內(nèi)具有良好應(yīng)用前景。

然而，有關(guān)波形鋼腹板深化圖研究幾乎沒有，為了填補(bǔ)波形鋼腹板梁橋深化圖電繪空白，基于上海鋼通網(wǎng)絡(luò)科技有限公司的三維正向BIM 設(shè)計(jì)系統(tǒng)SteelBridge3D 圖形平臺(tái)，利用C++語(yǔ)言進(jìn)行了波形鋼腹板深化圖BIM 軟件二次開發(fā)，解決了手工繪制波形鋼腹板深化圖煩瑣、費(fèi)時(shí)和易錯(cuò)等工程難題，并通過蘭臨波形鋼腹板工程實(shí)例，驗(yàn)證該軟件可提高波形鋼腹板深化圖繪圖效率10 倍以上，為推動(dòng)波形鋼腹板梁橋工程應(yīng)用具有重要意義。

2 截面設(shè)計(jì)

2.1 截面參數(shù)定義

在SteelBridge3D 參數(shù)編輯窗口定義腹板坐標(biāo)參數(shù)，步驟如下：

步驟一：輸入道路設(shè)計(jì)中心線；

步驟二：輸入所有腹板控制中心線；

步驟三：定義腹板波形參數(shù)名稱；

步驟四：定義腹板波形類型：1 000 型、1 200 型和1 600 型任意一類型；

步驟五：定義腹板波形厚度表達(dá)式；

步驟六：定義腹板波形直線段起始距離；

步驟七：定義腹板波形直線段終止距離；

步驟八：形成該腹板波形沿道路設(shè)計(jì)中心線距離的參數(shù)曲線函數(shù)；

步驟九：將腹板斷面坐標(biāo)X、Y坐標(biāo)定義為該參數(shù)表達(dá)式；

步驟十：循環(huán)步驟三～步驟九將所有腹板波形參數(shù)創(chuàng)建完畢；

步驟十一：將所有腹板波形參數(shù)計(jì)算完成，成功將截面顯示，否則輸出錯(cuò)誤日志。

波形鋼腹板參數(shù)定義如圖1所示。

圖1 波形鋼腹板參數(shù)定義

2.2 參數(shù)化截面

根據(jù)2.1 節(jié)波形鋼腹板截面參數(shù)定義操作步驟，完成所有腹板波形參數(shù)計(jì)算，波形鋼腹板參數(shù)化截面顯示成功，在SteelBridge3D 截面編輯器和參數(shù)編輯器生成波形鋼腹板參數(shù)截面。

3 構(gòu)件BIM設(shè)計(jì)

3.1 構(gòu)件BIM建立

在SteelBridge3D 三維構(gòu)件編輯器通過輸入道路設(shè)計(jì)線平曲線和豎曲線、截面名稱、考慮若干參考線定義截面位、分跨線、伸縮縫線、支座、截面安裝點(diǎn)、橫隔板、豎向加勁板等信息生成三維構(gòu)件，在截面安裝組合設(shè)置中選擇參考線截面安裝，生成三維構(gòu)件BIM 如圖2所示。

圖2 三維構(gòu)件BIM模型

3.2 平曲線編輯器生成頂?shù)灼矫娌贾脠D

在SteelBridge3D 平面編輯器一鍵生成頂板布置圖和底板布置圖。

3.3 豎曲線編輯器生成立面布置圖

在SteelBridge3D 立面編輯器一鍵生成立面布置圖。

4 斷面設(shè)計(jì)

在SteelBridge3D 斷面編輯器一鍵生成所有橫隔板斷面布置圖，然后在已生成橫隔板斷面圖定義橫隔板加勁板、人孔、節(jié)點(diǎn)板、拼接板、螺栓、橫撐梁等零件。其中，橫撐梁支持雙肢等角鋼、H 型鋼、不等雙肢角鋼、圓鋼管和方鋼管等型鋼截面。

完成第2、3 節(jié)內(nèi)容，SteelBridge3D 在三維構(gòu)件編輯器一鍵生成三維BIM 模型，如3所示。

圖3 波形鋼腹板三維BIM模型

5 深化圖設(shè)計(jì)

根據(jù)第3.3 節(jié)生成的立面布置圖完成順橋型節(jié)段劃分，然后根據(jù)第3.2 節(jié)已生成的頂板、底板的布置完成圖設(shè)計(jì)頂板、底板節(jié)段劃分。在SteelBridge3D 豎曲線編輯器輸入命令:yjsh，如圖4、圖5所示，最后生成波形鋼腹板梁橋的深化圖，選擇其中一個(gè)節(jié)段頂板單元、底板單元和腹板單元如圖6～圖8所示。

圖4 每個(gè)節(jié)段腹板深化圖參數(shù)設(shè)置

圖5 每個(gè)腹板子波深化圖參數(shù)設(shè)置

圖6 頂板單元圖

圖7 底板單元圖

圖8 腹板單元圖

6 結(jié)論

基于SteelBridge3D 平臺(tái)，進(jìn)行了二次開發(fā)波形鋼腹板深化圖BIM 軟件，通過蘭臨項(xiàng)目深化圖驗(yàn)證，大大提高深化圖繪圖效率，得出以下結(jié)論：

1）填補(bǔ)波形鋼腹板深化圖BIM 軟件空白；

2）解決了手工繪制波形鋼腹板深化圖煩瑣、費(fèi)時(shí)和易錯(cuò)等工程難題；

3）提高波形鋼腹板深化圖繪圖效率10 倍以上，為推動(dòng)波形鋼腹板梁橋工程應(yīng)用具有重要意義。

然而，開發(fā)的波形鋼腹板深化圖BIM 軟件可以快速設(shè)計(jì)出波形鋼腹板施工圖、深化圖，但是對(duì)波形鋼腹板梁橋的力學(xué)分析及規(guī)范條文復(fù)核驗(yàn)算還有待于進(jìn)一步研究。