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没有解决proe模型审签问题 一切都是空谈 --【匿名用户】:E-works热心网友
其实word里面截图可以考虑在文档预览模式截图或者设置不显示回车符号,这样图显示更简洁漂亮! --熊东旭
pro/e为pdm提供数据源,pdm对数据进行管理。 --【匿名用户】:E-works热心网友
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3桥梁钢结构三维设计项目初步建模方案设计

1 桥梁钢结构层次方案设计



PRO/E软件中,由于三维建模采用自顶而下的方式进行,因此必须先确定产品的主结构层次。结合桥梁产品按定位节段批次生产的特点,钢箱梁的主装配结构应包含定位节段装配级;同时结合本桥有7种类型通用节段分左右幅的特点,装配结构中应予以明确体现;对于钢横梁,虽然从结构上处于左右幅通用节段之间,但在生产过程中排在最后一个批次,因此在装配结构上可将钢横梁与定位节段排在平级。由此可初步确定江东桥的结构层次为以下四级:

第一级:工程——全桥总装配组件;

第二级:定位节段——定位节段和钢横梁组件;

第**:通用节段——各定位节段下的通用节段组件(对于分左右幅结构的节段,通用节段组件应有左右两个)

第四级:单元件——横隔板、中腹板等单元件(对于分左右幅结构的节段,相应横隔板、中腹板等组件也分左右两个)

以上四级结构主要只反映了层次关系,要构建全桥的主装配结构还必须解决定位和装配两个核心的技术问题,其中定位问题是重中之重。结合PRO/E软件的特点,定位主要通过骨架来实现,以下先重点介绍江东桥的骨架方案设计。

2骨架方案设计

2.1 PRO/E软件的骨架功能

作为PRO/E软件自顶而下建模方式的核心组成部分,骨架通常是一个依附于装配组件的prt文件,主要包含点、线、面、轴和坐标系等信息。骨架的基本作用在于为装配件的子组件、子零件提供关键的定位和参考信息,以提高三维建模的准确性和效率。就钢箱梁而言,骨架主要提供桥梁各节段、节段内各单元件(面底板、横隔板、中腹板单元等)的定位以及截面轮廓基准。在此基础上,骨架还具有两项重要功能:

第一:骨架可实现对相关三维模型自顶而下的有效变更控制。

一旦零部件参照了骨架的点、线、面、轴和坐标系等信息,通过更改骨架信息并对被该骨架依附的装配组件重生成,可自动快速触发相关零部件特征和装配位置的随动变更,从而有效保证了三维模型自顶而下的一致性,充分体现了PRO/E三维设计软件相对于其它二维CAD软件的明显优势。

第二:骨架间的特征借用。

骨架间的特征借用是指一个骨架模型(原始骨架模型)的特征信息可被另一个骨架模型(新骨架模型)借用,就桥梁箱梁结构而言,标准通用节段的横截面骨架几何特征可被相似节段的骨架或该节段内横隔板单元件的骨架借用,这样既有利于基准的统一、同时又提升了对上游变更的适应能力。目前常用的特征借用方式主要有复制几何和继承几何两种。

(1) 复制几何,指复制原始骨架模型的部分或全部特征信息,其优点在于可对原始骨架模型的特征信息进行有选择的复制,但需要在原始骨架模型中手工逐一选取点、线或面等信息,操作相对复杂,且不支持相似结构的尺寸变更;

(2) 继承几何,指在直接借用原始骨架所有信息的同时支持尺寸变更,但不支持对原始骨架特征信息的部分选择,适于骨架模型间具有特征相似和公共参照基准的情况。

2.2骨架拆分方案设计

2.2.1 全桥总骨架的拆分

在钢箱梁类桥梁产品中,骨架从结构上总体可分为全桥总骨架和节段内骨架两大块,其中全桥总骨架又可分为纵向和横向两部分,纵向总骨架主要提供各定位节段的定位信息,横向总骨架则为各通用节段提供公共横截面基准信息,各通用节段的横截面骨架尽可能在借用横向总骨架特征的基础上作相应少量修改完成。在通用节段横截面骨架与全桥横向总骨架的借用关系上,鉴于以下两方面原因,选择继承几何的方式。

(1) 各通用节段的横截面基本上具有公共的基准,且具有很强的相似性,选用继承几何的骨架借用方式能充分发挥尺寸变更的优势。

(2) 相对于复制几何,继承几何的执行效率高,且可避免复制几何过程中漏选特征的情况出现。

由于继承几何不能有选择的借用原始骨架特征,因此在骨架方案设计时将全桥总骨架拆分为纵向总骨架和横向总骨架两个独立的文件(即全桥总装配组件下同时挂两个骨架),通用节段的横截面骨架直接只继承全桥横向总骨架的几何特征,避免纵向骨架被继承到通用节段的横截面骨架中,成为信息垃圾。

主装配结构

钢横梁组件

钢横梁骨架

定位节段组件

全桥总装配组件

定位节段组件

左幅通用节段组件

全桥横向总骨架

全桥纵向总骨架

右幅通用节段组件

左幅横隔板组件

右幅横隔板组件

左幅中腹板组件

左幅横隔板骨架

右幅横隔板骨架

中腹板骨架

右幅中腹板组件

右幅内腹板组件

内腹板骨架

中腹板骨架

左幅内腹板组件

内腹板骨架

…………

…………

…………

…………

左幅通用节段骨架

右幅通用节段骨架

2.2.2 通用节段横截面骨架拆分

在桥梁钢结构中,有7种类型通用节段由配对的左右幅组成,鉴于在制造过程中左右幅节段是两个相对独立的装配体,在三维建模时需要将这种类型节段的横截面骨架拆分为左右两部分。由于左右幅通用节段呈完全对称关系,因此建议采用右侧骨架直接调头继承左侧骨架特征方案,以减少建模工作量并统一基准。

特别说明:由于装配组件的第一个骨架在引入时不能定义装配关系,因此调头装配 (即两骨架的RIHGTFRONT面匹配、TOP面对齐)只有在继承几何的装配关系中完成,后续的装配方案设计中将有详细介绍。

2.3骨架的整体布局设计

结合桥梁钢结构的特点,为便于三维建模过程中相对复杂装配件中零部件的快速准确定位,减少三维设计人员的人为装配错误,相对完整的骨架除全桥纵、横向总骨架和通用节段外围板骨架外,还应包括横隔板、中腹板、内腹板和钢横梁骨架(其中横隔板骨架应在继承相应通用节段横截面骨架的基础上增补加劲、人孔及管线孔等定位信息),各骨架分别依附于相应装配组件。

第一级:全桥总装配组件;

第二级:全桥纵向和横向总骨架、定位节段组件及钢横梁组件;

第**:各定位节段下的通用节段组件(对于分左右幅结构的节段,通用节段组件应有左右两个)及钢横梁骨架;

第四级:通用节段骨架及横隔板、中腹板组件;

第五级:横隔板、中腹板和内腹板骨架。

2.4各类型骨架设计方案

2.4.1全桥纵向总骨架设计方案

在本桥箱梁结构中,纵向总骨架主要提供各定位节段和钢横梁组件的定位信息,纵向总骨架的内容应包含以下三个方面:

(1) 纵向总骨架在全桥中的坐标系定位。

以南北结构的桥梁为例,基本沿中纵面对称,节段横截面基本以内轮廓为基准。选择骨架的FRONT面过侧锚固端横梁处的桥墩中心线、RIGHT面与全桥中纵面重合、TOP面过标准节段(G节段)底板内轮廓,骨架坐标系为处于三面交汇处。

(2) 预留定位节段的定位坐标

尽管桥梁钢结构的各定位节段不尽相同,但从桥长方向上看,各定位节段均只占据一定的长度范围。根据这一规律,可先在全桥纵向总骨架的RIGHT面上过坐标原点草绘一根沿桥长由南至北的中纵轴线,然后在中纵轴线上草绘一系列定位点(定位点与定位节段一一对应,可选在定位节段的桥长范围内的最南端或最北端,本设计方案暂将定位点选在相应定位节段中纵轴线上的最南端,对于锚固端横梁处的定位节段,定位点选在桥的中纵轴线与桥墩中心线交汇处),最后在定位点上直接创建相应定位节段的预留定位坐标系。

(3) 预留钢横梁的横向定位面

根据在江东桥中存在一定数量沿桥长方向间距不等的同类型钢横梁这一规律,可通过在纵向总骨架中预留表阵列定位面实现钢横梁的快速装配,具体方案为:

第一,先偏置纵向总骨架的FRONT面产生第一个预留的钢横梁纵向中心定位面(钢横梁沿纵向南北对称)

第二,对第一个预留的纵向中心定位面沿桥长方向进行表阵列,产生全桥该类型钢横梁的所有纵向中心定位面;

在后续的钢横梁装配过程中,只要在第一个装配关系(通常有三个装配关系)中使用了纵向总骨架的第一个预留定位面并完成装配后,直接采用参照阵列,可完成剩余钢横梁组件的不等间距阵列。

2.4.2全桥横向总骨架设计方案

由于在桥梁钢结构中有7种通用节段分为对称的左右幅,且各通用节段之间具有相似性,全桥横向总骨架选择具有代表性的标准节段(G节段)一半横截面(本建模方案中选左半幅)进行建模,各通用节段的骨架应在继承全桥横向总骨架几何的基础上作适当少量变更完成。考虑后期通用节段三维建模的需要,全桥横向总骨架模型至少应包含以下四方面内容:

(1) 标准节段横截面基准线,本桥为G节段的内轮廓线;

(2) 单元件划分线(垂直于内轮廓基准线),以明确各单元件在横截面中的区域,为方便草绘单元件划分线,建议先在内轮廓基准线上草绘单元件划分点;

由于单元件划分线涉及到三维模型的上游定位基准,因此建议在单元件的划分问题上,设计部门应与物供部门事先进行充分沟通、慎重确定,否则将给设计部门的三维模型变更工作带来相当大的麻烦!

(3) U肋及板单元加劲定位点,用作U肋及板单元加劲的装配基准;

(4) 标准节段的外轮廓线。

为保证全桥横向总骨架建模流程的顺畅,特别给出两条经验性建议:

(1) 单元件划分点与U肋、板单元加劲定位点两种点在骨架文件中分两个基准点草绘进行,以避免混淆;

(2) 横截面内轮廓基准线与外轮廓线也分两个线草绘进行,以降低线草绘的操作难度,同时也便于后期横向总骨架在被几何继承过程中的尺寸变更(由于线草绘的分开进行自动将截面的基准尺寸和板厚两大类尺寸进行了明确的分类,在几何继承的尺寸变更过程中,直接双击外轮廓线,便只弹出板厚尺寸,不会有基准尺寸的干扰)

2.4.3 江东桥通用节段骨架设计方案

根据全桥横向总骨架的设计方案,各通用节段左侧骨架直接在继承横向总骨架基础上作相应变更完成,各通用节段右侧骨架应直接调头继承左侧的骨架几何。具体落实到各类型通用节段,相应左侧骨架的设计方案为:

(1) 对于G型通用节段,其左侧骨架在继承全桥横向总骨架几何过程中直接选用缺省装配关系,不需进行尺寸变更;

(2) 对于CDEGH型通用节段,其左侧骨架在继承全桥横向总骨架几何过程中直接选用缺省装配关系,并根据相应节段板厚情况进行尺寸变更;

(3) 对于FJ型通用节段,其左侧骨架除在继承全桥横向总骨架几何过程中直接选用缺省装配关系、根据相应节段板厚情况进行尺寸变更外,还需增补底板内轮廓线。

2.4.4 钢横梁骨架设计方案

江东桥钢横梁为箱形结构,主要由面板单元、底板单元、中隔板单元和侧腹板单元组成(其中面板为异形),各单元件上均有一定数量的加劲,其中钢横梁的面底板内轮廓与标准节段面底板内轮廓一致。针对这一结构特点,建议钢横梁骨架依次按以下五个部分进行:

(1) 底板大面轮廓草绘,建议草绘面选在骨架本身的TOP面上,草绘轮廓以FRONTRIGHT对称(设计人员在后期的底板三维建模时应注意将板厚朝下拉)

(2) 面板大面轮廓草绘,建议草绘面选在骨架的TOP面以上3500mm的定位面上,草绘同样轮廓以FRONTRIGHT对称(设计人员在后期的面板三维建模时应注意将板厚朝上拉)

(3) 中隔板大面轮廓、中隔板加劲截面轮廓、侧腹板截面轮廓以及侧腹板和面底板纵向加劲大面轮廓综合线草绘,建议草绘面选在骨架本身的RIGHT面上(三维设计人员在零件建模过程中应注意中隔板、中隔板人孔加劲以及侧腹板是以RIGHT面对称拉伸,中隔板上其它加劲的草绘面应选在中隔板的结构面上)

(4) 面、底及侧腹板横向加劲定位的草绘基准点,建议基准点的草绘面选在骨架本身的RIGHT面上,基准点的位置选在加劲的板厚对称面上(三维设计人员在加劲的三维建模过程中应注意将板厚对称拉伸,加劲的装配选用板厚中面)

(5) 面、底及侧腹板纵向加劲的板厚对称面,在本桥中,定位面分别在骨架RIGHT面左右侧各1500mm(在纵筋建模时,草绘面应选择骨架中预留的纵筋板厚对称面,草绘时则直接借用骨架RIHGT面上的纵筋大面轮廓)

2.4.5 江东桥横隔板骨架设计方案

由于在实际生产过程在中,江东桥左右幅通用节段的横隔板是由35个小横隔板组件通过中腹板拼接而成,并不存在实际的整半幅横隔板装配体;而在三维建模过程中,为便于横隔板骨架直接继承通用节段骨架几何,往往需要做一个相对整半幅横隔板骨架,因此建议采用以下方案:即让处于同半幅的35个小横隔板组件共用同一个半幅横隔板骨架。该方案在后期装配结构中主要表现为同半幅的35个小横隔板组件下均装配有相同的整半幅横隔板骨架,在装配位置上主要体现在各横隔板组件的骨架完全重叠,鉴于此,建议三维设计人员在进行三维设计时将小横隔板组件单独打开进行零件特征建模,以避免骨架参照选错。

根据PRO/E软件自顶而下的建模方式,横隔板骨架的总体设计方案应为:横隔板骨架应首先在不需尺寸变更且用缺省装配关系的条件下继承相应通用节段横截面骨架几何,然后再补充相应横隔板加劲、人孔、管道孔的草绘线及相关切口的草绘点信息。

半幅横隔板骨架图

针对本桥特点,在线草绘过程中应注意三点问题:

横隔板骨架加劲局部图

(1) 横隔板竖筋草绘线应处于相应竖筋的锚箱侧结构面上,后续三维建模过程中拉伸竖筋时,竖筋板厚一律全部偏向中间钢横梁,以避免竖筋与斜筋的干涉;

(2) 对于容易画错板厚方向的加劲(如人孔上的短横筋),草绘线时最好画出加劲的整个轮廓,如图4-8所示。

(3) 对于规格超宽的板件,应及时与物供部门沟通,提前确定并在骨架中预留拼接线。

2.4.6 江东桥中腹板骨架设计方案

在江东桥中,中腹板单元主要有两大特点:

(1) 整体性,指在通用节段的纵向长度范围内,中腹板单元没有被横隔板单元打断,而是一个相对完整的整体。

(2) 对称性,指中腹板单元上的加劲沿腹板板厚中面对称;

鉴于以上两大特点,中腹板骨架应为整体结构,纵向草绘区域应与相应通用节段等长,且左右幅通用节段对称位置的中腹板骨架通用。

在中腹板的骨架草绘中应体现中腹板中主要板件和加劲的轮廓,两种典型的中腹板(整体式实腹板和珩架式空腹板)骨架如图4-9所示。对于珩架式结构,还应有槽钢的定位信息,在中腹板骨架设计过程中应注意以下两点:

(1) 草绘面的选择,由于中腹板处于纵向结构,江东桥大体为南北结构,因此建议将骨架的草绘面定在RIGHT面上,避免中腹板组件在装配过程中的旋转;

(2) 草绘侧的选择,为与全桥装配结构一致,建议骨架草绘的近()塔侧或边跨侧朝向设计人员。

 

2.4.7江东桥内腹板骨架设计方案

在江东桥中,由于内腹板单元上有人孔和不连续加劲等特征,为提高内腹板单元建模的准确性和效率,建议对内腹板单元也建立骨架模型。虽然内腹板单元并非对称结构,但不对称性主要体现在加劲的方向上,骨架仍通用,因此左右幅通用节段内腹板单元为共骨架的两个不同单元件。内腹板骨架的注意事项与中腹板骨架相同,在此不重述!

3钢箱梁主装配结构的装配方案设计

3.1 全桥总装配组件与全桥纵、横向总骨架、定位节段及钢横梁的装配方案

3.1.1 全桥总装配组件与全桥纵、横向总骨架的装配方案

由于在PRO/E软件中,装配组件的第一个骨架在引入时不能与组件定义装配关系(以下遇到组件与其第一个骨架装配情况均不再提装配关系),因此两个骨架中仅有一个可定义装配关系,选择装配关系为缺省装配。

3.1.2 全桥总装配组件与各定位节段的装配方案

各定位节段的坐标系一律同全桥纵向总骨架中的预留定位坐标系对齐。

3.1.3 全桥总装配组件与钢横梁的装配方案

首先在全桥的纵向总骨架中预留钢横梁定位面(对于不等间距的多钢横梁,定位面需要进行表阵列),再通过钢横梁组件与纵向总骨架按表3-1方式进行装配,最后对钢横梁组件进行参照阵列。

3-1钢横梁组件与全桥纵向总骨架装配关系

参与装配的零部件\装配关系

对齐

对齐

对齐

全桥纵向总骨架

预留钢横梁定位面(表阵列的第一个面)

RIGHT

TOP

钢横梁组件

FRONT

RIGHT

TOP

为保证装配的顺利进行,建议特别注意以下两点问题:

(1) 经表阵列的面在装配过程中最好处于装配关系(通常有3)中第一个位,以保证参照阵列能依据表阵列进行。

(2) 偏移面时一定不要改变面的朝向(FRONTRIGHTTOP面基础上偏移的面一律朝向前、右或上),否则在定位时很容易引起装配关系的混乱。

3.2 定位节段组件与通用节段组件装配方案

3.2.1 通用节段方位的确定

在江东桥的Ⅰ、Ⅱ两合同段中,同种类型通用节段分布于不同塔侧和跨侧,这表明必然有部分通用节段需要进行调头装配。为明确装配关系,现规定:

(1) 萧山侧(南侧)靠近设计人员;

(2) 通用节段组件的近塔侧或边跨侧(塔外节段根据近塔侧和背塔侧定方向,塔内节段根据边跨和中跨区分方向)指向设计人员;

(3) 对于分左右幅的通用节段,左右是以通用节段组件的近塔侧或边跨侧朝向设计人员为前提。

3.2.2 定位节段与通用节段的装配关系

根据以上规定,就Ⅱ合同段而言,在54个定位节段中,需要进行调头装配的通用节段共27个,分别为北塔内的1F节段,跨中到北塔间的1J节段、1E节段、1D节段、12G节段,南塔至萧山侧的1J节段、1E节段、1D节段、4C节段、1I节段、1B节段、1A节段和一个L节段,其它27个节段不需调头。

对于不需调头装配的通用节段,通用节段和相应定位节段采用缺省装配关系进行装配;对于需要调头装配的通用节段,装配关系如表4-2所列:

3-2通用节段组件与相应定位节段调头装配关系

参与装配的零部件\装配关系

匹配

匹配

对齐

定位节段组件

预留定位节段北面

RIGHT

TOP

通用节段组件

FRONT

RIGHT

TOP

3.3 通用节段、横隔板骨架之间及通用节段组件与其下一级关键组件装配方案

由于相应横隔板、中腹板和内腹板与通用节段骨架之间具有几何继承关系,因此装配的预留定位面应尽可能避免在通用节段骨架中出现,建议都放到通用节段组件中。

3.3.1 左右幅通用节段骨架在几何继承中的装配方案

由于通用节段的左右幅沿全桥中纵面对称,因此右幅通用节段骨架可直接调头装配继承左幅通用节段骨架过程,调头装配关系如表3-3所列:

3-3左右幅通用节段骨架间用几何继承中的调头装配关系

参与几何继承的骨架\装配关系

匹配

匹配

对齐

被继承几何骨架(左幅通用节段骨架)

FRONT

RIGHT

TOP

继承几何骨架(右幅通用节段骨架)

FRONT

RIGHT

TOP

3.3.2 通用节段组件与相应横隔板组件装配方案

由于横隔板的加劲带方向性,现对横隔板加劲的正反方向作明确规定:在单独打开通用节段组件(设计人员通常是以通用节段为单位进行三维建模)的前提下,横隔板加劲朝向设计人员(即向塔侧或称近塔侧)的方向为正方向,加劲背向设计人员的方向为反方向。为方便设计人员三维建模,对于加劲背向设计人员的横隔板,采用调头装配关系进行装配,保证设计人员在单独打开横隔板组件时,横隔板加劲始终朝向设计人员。通用节段与横隔板组件的装配关系如表3-4所列:

3-4通用节段组件与横隔板正(调头)装配关系

参与装配的零部件\装配关系

对齐(匹配)

对齐(匹配)

对齐

通用节段组件

预留定位节段北面

RIGHT

TOP

横隔板组件

FRONT

RIGHT

TOP

3.3.3 左右幅横隔板骨架在几何继承中的装配方案

为避免左右概念混淆,现明确规定:

(1) 左幅横隔板是指在单独打开通用节段组件的条件下,位于左侧且加劲朝向设计人员(即向塔侧或边跨侧)的半腹横隔板;

(2) 右幅横隔板是指在单独打开通用节段组件的条件下,位于右侧且加劲朝向设计人员(即向塔侧或边跨侧)的半腹横隔板。

在单独打开通用节段组件的条件下,对于处于左侧但加劲背向设计人员的横隔板应为归类为右幅横隔板,而处于右侧但加劲背向设计人员的横隔板应为归类为左幅横隔板,如表3-5所列。

3-5横隔板的左右幅定义

以通用节段为单位看\横隔板

左幅横隔板

右幅横隔板

横隔板位置及横隔板加劲方向

左侧、朝向设计人员

右侧、朝向设计人员

横隔板位置及横隔板加劲方向

右侧、背向设计人员

左侧、背向设计人员

由于左右幅横隔板组件为对称关系,相应骨架也应对称,建议右幅横隔板骨架在继承左幅横隔板骨架的基础上采用调头装配,调头装配关系如表3-6所列:

3-6左右幅横隔板骨架间用几何继承中的调头装配关系

参与几何继承的骨架\装配关系

匹配

匹配

对齐

被继承几何骨架(左幅横隔板骨架)

FRONT

RIGHT

TOP

继承几何骨架(右幅横隔板骨架)

FRONT

RIGHT

TOP

3.3.4 中腹板与相应通用节段组件的装配方案

在本江东桥中,中腹板虽然分整体式和珩架式两种类型,但加劲均呈对称分布,因此不涉及调头装配问题,中腹板与通用节段的装配关系如表3-7所示:

3-7中腹板与通用节段组件装配关系

参与装配的组件\装配关系

对齐

对齐

对齐

通用节段组件

FRONT

预留中腹板纵向定位面

TOP

中腹板组件

FRONT

RIGHT

TOP

3.3.5 内腹板与相应通用节段组件的装配方案

江东桥左右幅内腹板单元为典型的不对称板筋结构,加劲均朝向锚箱侧,方向相反。由于左右幅内腹板单元的加劲呈左右分布(不像横隔板加劲呈前后分布,后面的加劲装配相对麻烦),装配相对容易,因此建议左右幅内腹板单元共骨架,左右幅内腹板单元与通用节段组件之间不必采用调头装配,装配关系如表3-8所示:

3-8内腹板与通用节段组件装配关系

参与装配的组件\装配关系

对齐

对齐

对齐

通用节段组件

FRONT

预留内腹板纵向定位面

TOP

内腹板组件

FRONT

RIGHT

TOP

由于左右幅通用节段两内腹板单元的组件不同,但骨架完全相同,设计人员在三维设计过程中应注意左右内腹板单元加劲的方向。

发表于: 2012-11-07 18:10 阅读(12365) 评论(0) 收藏 好文推荐

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