Xsteel三维设计软件在美国新海湾大桥项目中的应用

陈俊

摘要本文介绍了上海振华重工集团采用Xsteel三维模型设计软件，在美国新海湾大桥项目中进行建模出图的过程。并简单介绍了如何利用Xsteel软件实现编号工作，自动生成详图图纸等得以有效减少工作量，高效完成项目的方式方法。

关键词：Xsteel软件；桥梁工程；三维建模；编号

Abstract: this paper introduces the Shanghai zhenhua heavy industry group Xsteel using 3 d model design software, a new American bay bridge project in the process of modeling drawing. And simple introduced how to use Xsteel software to realize Numbers work, automatic generation map drawing is effectively reduce work load, efficient and the methods of projects.

Key words: Xsteel software; Bridge project; 3 d modeling; Numbers

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

一、绪论

美国新海湾大桥项目位于旧金山与奥克兰之间，是世界第一大单塔自锚抗震悬索钢结构桥梁，被视为迄今世界上最昂贵、抗地震技术含量最高（可抗8级地震）、寿命最长（150年）的桥梁，能确保每天30万辆车通过。该桥制造难度属于世界级水平，建成后的新海湾大桥可与美国东海岸标志自由女神像相媲美，是今后进入美国旧金山市的标志性建筑。大桥全部钢构共计重达4.5万吨 ，主要由钢塔、钢梁和自行车道 等三部分组成。桥面长度约650米，桥塔高度约160米，重量约1.3万吨。该钢塔由上海振华重工集团负责详图设计、制作和运输工作。我们采用芬兰Tekla公司开发研制的三维智能钢结构详图设计软件Xsteel进行深化设计工作。

二、前期的准备工作

在采用Xsteel软件之前，我们将其和CAD作了相应的比较，发现采用传统的CAD软件出图将会面临以下四个问题：一、钢塔长度过长、重量过大，在进行详图设计时需要考虑压缩量，需重新定位钢塔横隔板、纵向筋等，而CAD软件无法智能添加或补充工艺信息。二、每个零件都需要出图，整个项目有近万张零件图，近千张构件图。图纸工作量巨大繁重，且模型和图纸无法有机结合。三、在图纸深化设计的同时需要对结构进行合理性检查，CAD制图软件无法提供结构合理性检查的平台。四、图纸升级换版的问题。由于业主提供的设计图纸有些并不是非常详细合理，这必然会导致深化设计时施工图会有很大的修改工作。综上所述，我们选择了Xsteel作为美国新海湾大桥项目的三维详图设计软件。

设计初期，首先是对项目相关坐标系、单位、环境等参数进行编辑设置。我们采用了直角坐标系、米制单位、美国环境来开展详图细化。其次就是模型的构建。模型构建，一般三维软件有两种方式：由点到面再到体，或者由体到面再到点。Xsteel的建模方式类似于第二种，这得益于该软件庞大的型材截面库。尤其是搭建以型钢为主的模型非常简单而实用，同时型材库和模型需要有具体的结合。

此外值得一提的是Xsteel软件自带的查询和过滤功能，该功能可以在建模过程中准确定位选择和查找任何钢材或型钢等信息。在美国新海湾大桥项目中经常需要查询构件信息，并通过相应的构件进行模型定位。如果使用传统CAD制图软件，可以通过定义层来控制模型的相关属性，但若模型复杂且结构不规则，那么需要定义的层就相当繁多，不便于具体的定位查找。而Xsteel三维设计软件带有的状态编号、零件号定义、构件号定义、用户属性分配、设置构件名称等一系列的特有属性功能可以有效地解决这些问题。

三、建模和图形控制

进行模型搭建时，我们可以通过视图属性调整显示深度和显示的信息内容。众所周知CAD制图软件存在一个弊病，就是如果模型中带有圆弧、孔等较为繁琐紧密的部件，每次执行打开、保存、修改等操作时，软件内存的占用非常大，命令操作会异常缓慢，有时甚至会导致死机。而通过Xsteel对于实体显示的控制，不但能精确定位需要执行操作的模型位置，还能控制是否显示必要的孔、线、辅助线、轴线等辅助信息，做到人性化过滤并充分利用资源。

四、图纸的后期处理

通过Xsteel软件可以利用报表功能直接生成零件清单，根据要求进行分级、分部件的导出报表信息，提供一切项目加工制作所需资料，也可以通过模版编辑对报表、材料表、图框、标题栏等部分进行自定义编辑，以达到业主想要的效果。生成的报表可以转化成EXCEL文件，对图纸管理工作、图纸更新归类和材料表的制作都能提供直接的帮助。

对于任何一个工程项目，图纸的升版和换版都是非常普遍的。Xsteel三维设计软件在这方面的处理功能相当完善，只要三维模型执行了修改更新，在对应的图纸空间中，零件图、构件图、布置图等所有相关图纸，都会自动标记升版更新符号“P”，且图面信息也会相对的自动完成更新标注。这不但大大的简化和减轻了图纸的修改工作量，还能有效地防止由于变更而导致的人为遗漏疏忽。Xsteel三维设计软件还具有模板编辑器功能，用户可以对图签、图框、目录等相关信息的进行自行设置修改，实现三维模型和CAD间的进行互换，按照用户的需要得到线模型或面模型。

五、结论

通过美国新海湾大桥项目，我们发现采用Xsteel软件进行钢结构桥梁项目的建模和出图使得整个工程的图纸工作量得以简化，图纸的出错率也大幅减少。同时通过有效利用该软件的图纸编号功能，对于大型项目的图纸管理工作起了相当的协助作用。

目前Xsteel软件已经在全球的钢结构工程中得到广泛应用，在中国越来越多的大型钢结构项目也已经使用了该软件。在钢结构项目中引入Xsteel软件技术，可让企业的市场竞争力大大提升，工作中的科技含量也能大幅提升。总而言之Xsteel 是一款非常好的钢结构详图设计软件，随着应用的不断普及，该软件的优越性会越来越得到良好的体现，会给钢结构工程带来革命性的改变，必将推动钢结构行业的技术进步和发展。

参考文献

[1] 张淑玉、谢永增、孙明凯、李会军，Xsteel在钢结构深化设计中的应用，冶金标准化与质量，2007。

[2] 谢国昂，钢结构设计深化及详图表达，中国建筑工业出版社，2010。

[3] 罗卫平，谈Xsteel有效弥补AutoCAD在钢结构详图设计中的不足，企业家天地，2011。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。