设计·前沿|数字化设计赋能工业栈桥:全参数化建模的创新实践
阅读:1144 2025-05-04



      前言      



在工业建筑领域,皮带机栈桥虽结构形式简单,但因其数量众多、形式多样,传统设计方法存在重复劳动多、灵活性差等问题。中建八局四公司设计管理研究院(城市更新中心)数字化专题研究小组以黄骅港仓储物流项目为依托,积极探索数字化设计,借助Y-GAMA数智化设计软件,成功实现 700 余米皮带机栈桥全参数化建模,为行业提供数字化创新实践范例。

采用参数化建模,“以不变应万变”,通过调整关键参数快速完成方案修改与模型的建立。在方案阶段及初设阶段,即可着手开展参数化建模工作,后续只需根据具体方案灵活调整参数。设计超前介入,显著提升设计效率,缩短设计周期。



 提取关键参数 



项目伊始,小组深入解读工艺条件,精准提取栈桥设计关键参数,如支架定位、宽度、高度、倾角、设备定位、平台布置等,并将基本变量汇总整理成EXCEL文档,通过文件交互批量进行参数输入,高效推进工作。



 构建参数化模型 



利用方案调整的空档期,将未确定条件设定为可变参数,构建参数化模型。待方案稳定后,仅需对可变参数赋值,即可快速生成准确模型,显著提升设计效率。



整合模块化卡包 



完成“标准”桥架参数化模型搭建后,形成模块化卡片包,以多段栈桥分缝串联拼装的方式,实现超长栈桥高效建模,为复杂工程提供灵活解决方案。

▲整合后的卡片包



 自动化设计  



数字化专题研究小组并未止步于基础的建模工作。而是结合实际问题进一步搭建自动化设计流程。

1. 自动生成固定支架及空间桁架

通过设定柱跨限值,提取预设范围内的柱跨形成固定支架(例如设定的下限为2000,上限为6000,则会提取2000~6000范围内的柱跨,用于生成固定支架)。

▲筛选固定支架

同理,通过设定柱跨限值,提取预设范围内的柱跨形成桁架(例如设定的下限为13000,上限为40000,则会提取13000~40000范围内的柱跨,用于生成桁架)

▲生成桁架平台

2.自动划分平台

根据给定限值自动划分平台(例如设定分段长度的限值为3000,每段平台将会以不大于3000的最大数进行等分。举例:平台长度 12000,分成四段每段3000;平台长度10500,则会等分成四段每段2625,平台长度13000,则分成五段每段 2600)。

3. 自动划分柱段生成柱间支撑

根据给定限值自动划分柱段生成柱间支撑。跟划分平台原则一样(例如设定分段长度的限值为5000,每段平台将会以不大于5000的最大数进行等分。举例:假如柱高分别为 4000、8000、13500,则柱间支撑间距分别为 1×4000、2×4000、3×4500)。

4. 构件分类与图层属性赋予

通过“CAD图元属性卡片”,对杆件进行分类归并,指定图层属性,便于后续导出到3D3S等软件进行处理计算。通过CAD交互卡片,直接将构件基线写入CAD(3D3S),实现与CAD软件的无缝对接。



    展望未来    



1. 构建方案器

对桁架形式、支撑类型、平台布置等内置多个备选方案,以满足不同项目需求。目前,方案器已内置了几种平台支撑方案,后续将结合项目实际持续补充。

▲方案器

2. 接入优化器

通过运行优化器迭代调整平台分段、柱分段长度、桁架高度、构件截面等参数,优化指标及造价,实现设计方案的快速调整和优化。



        结语        



在数字化设计的探索之路上,中建八局四公司设计管理研究院(城市更新中心)数字化专题研究小组以黄骅港仓储物流项目为契机,稳步推进工业皮带机栈桥全参数化建模工作,取得阶段性成果。此次实践证明了参数化设计在提升效率、增强灵活性方面的显著优势,为后续类似项目积累了宝贵经验。


素材来源 | 中建八局四公司设计管理研究院

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