AutoCAD二次开发在铁路桥墩设计中的应用

２０ｌ４年２月　第２期（总１８５）　铁道工程学报　Ｆｅｂ　２０１４　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＳＯＣＩＥＴＹ　ＮＯ．１（Ｓｅｒ．１８５）　文章编号：１００６—２１０６（２０１４）０２—００５６—０５　Ａｕｔｏ　ＣＡＤ　开发在铁路桥墩设计中的应用　徐贤德　二　（中铁二院工程集团有限责任公司，　成都６１００３１）　次　摘要：研究目的：特殊桥墩的设计在铁路设计中越来越多，而目前尚无专门的铁路桥墩设计的商业软件，为了　帮助设计人员从大量烦琐的绘图和计算工作中解脱出来，为此开展开发可以设计计算和绘图～体的铁路桥　墩设计绘图参数化平台系统研究。本文采用组件化设计，基于ＶＣ７．０平台的Ｃ＋＋语言和用０ｂｉｅｃｔ　ＡＲＸ提　供的封装类对ＡｕｔｏＣＡＤ进行二次开发，研发铁路桥梁桥墩设计参数化平台系统。　研究结论：（１）研发的铁路桥梁桥墩设计参数化平台系统实现了自动输出桥墩构造图、桥墩顶帽及垫石　钢筋图和桥墩墩身钢筋图的功能；（２）该系统实现了铁路桥梁桥墩的参数化设计，可切实提高设计效率，减少　没计中的人为失误，提高工作效率；（３）以连续梁桥边墩设计为例，验证了系统的可靠性，结果表明该铁路桥　墩设计软件的性能是可靠的。　关键词：铁路桥墩；ＡｕｔｏＣＡＤ；二次开发；设计绘图　中图分类号：Ｕ４４６．２　文献标识码：Ａ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｕｔｏ　ＣＡＤ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｐｉｅｒ　Ｄｅｓｉｇｎ　ＸＵ　Ｘｉａｎ—ｄｅ　（Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｒｙｕａｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００３１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｕｒｐｏｓｅｓ：Ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｉｅｒｓ　ｉｓ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｉｅｒ　ｄｅｓｉｇｎ　ｄｏｅｓ　ｎｏｔ　ｅｘｉｓｔ　ｂｙ　ｆａｒ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｈｅｌｐ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ　ｆｒｅｅ　ｆｒｏｍ　ａ　ｍａｓｓ　ｏｆ　ｔｅｄｉｏｕｓ　ｄｒａｗｉｎｇ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｗｏｒｋｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒａｉｌｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｉｅｒ　ｗｈｉｃｈ　，ｃａｎ　ｄｏ　ｄｒａｗｉｎｇ　ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｗｏｒｋ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｏｄｕｌａｒ　ｄｅｓｉｇｎ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＶＣ７．０　，ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｗｉｔｈ　ｃ＋＋ｌａｎｇｕａｇｅ　ａｎｄ　Ｏｂｊｅｃｔ　ＡＲＸ　ｍａｎａｇｅｄ　ｗｒａｐｐｅｒ　ｃｌａｓｓ．ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｉｅｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡｕｔｏＣＡＤ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：（１）Ｔｈｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｏｕｔｐｕｔ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ｐｉｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａ１．ｐｉｅｒ　ｃａｐ，ｐｉｅｒ　ｓｈａｆｔ，ｐｉｅｒ　ｃａｐ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．（２）Ｔｈｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｉｅｒ　ｓ　ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ　ｄｅｓｉｇｎ．Ｓｏ　ｔｈｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｍａｎ—ｍａｄｅ　ｅｒｒｏｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．（３）Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｉｄｅ　ｐｉｅｒ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｇｉｒｄｅｒ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｓ　ｔｈｅ　ｅｘａｍｐｌｅ。ｉｔ　ｉｓ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｒｅｇａｒｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｓｖｓｔｅｍ　ｉｓ　ｒｅｌｉａｂｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ｐｉｅｒ；ＡｕｔｏＣＡＤ；ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｄｒａｗｉｎｇ　１研究背景　目前工程设计中都采用ＡｕｔｏＣＡＤ等辅助绘图软　件进行绘图，但依据原有ＡｕｔｏＣＡＤ的绘图功能往往难　以快速高效地解决问题。ＡｕｔｏＣＡＤ二次开发是根据设　计者的特殊用途而进行软件客户化定制的开发，往往　收稿日期：２０１３—０８～２７　作者简介：徐贤德，男，１９８４年出生，工程师。　第２期　徐贤德：Ａｕｔｏ　ＣＡＤ二次开发在铁路桥墩设计中的应用　５７　能够大大提高设计者的工作效率和准确性　Ｊ。　虽然目前的铁路设计院有大量的铁路桥墩标准图　（３）桥墩墩身钢筋图（可绘地震区桥墩）；　可以直接使用，但我国铁路涉及范围广，标准图难以适　用所有项目，在具体的设计项目中仍有大量的特殊设　计需桥梁工程师花费大量的时间去完成。　支持的顶帽形状为：等高（不等高）矩形顶帽；支　持整体垫石及非整体垫石布置。　支持的墩形：矩形实体墩（空心墩）、墩身纵横同　时放坡及墩身仅横向放坡圆端形（圆形）实体墩（空心　墩）。　而目前国内铁路桥墩设计绘图软件中并无商业软　件可用，在公路领域具备桥墩的设计绘图功能的软件　３．１．２要实现的主要功能　倒较多，有桥梁大师、ＢＲＣＡＤ、桥易等软件　』，但铁路　桥墩的墩型以及配筋要求与公路桥墩差别较大，因此　（１）根据输入的构造参数绘制桥墩构造图；　（２）根据输入的钢筋布置参数绘制钢筋图；　无法使用公路领域的软件直接绘制铁路桥墩图纸。随　着铁路设计中需特殊设计的桥墩越来越多，急需编制　辅助设计绘图软件以提高生产效率。　笔者参与开发的铁路桥墩设计绘图设计软件　（ＤＲＰＰ　Ｖ１．０，软件著作权登记号：２０１２ＳＲ０７７５９４），　对于桥梁工程师而言，可以方便快捷地更改各项设计　参数，并经过数据前处理可以快速得到设计图及工程　数量。　２开发平台选择　当前ＡｕｔｏＣＡＤ的二次开发平台主要有：ＶｉｓｕａｌＬｉｓｐ、　ＶＢＡ、ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ和．ＮＥＴ　ＡＰＩ等　。其中，ＶｉｓｕａｌＬｉｓｐ　与ＶＢＡ较为简单，特别是ＶＢＡ，使用方便且开发速度　较快，但其功能相比Ｏ￣ｅｃｔＡＲＸ有所不足，尤其是对面　向对象的功能支持不足。而０ｂｊｅｃｔＡＲＸ基于ＶＣ平　台，在ｃ＋＋的支持下，其功能强大，支持自定义实体，　可以很好地运用各种面向对象技术　Ｊ。　基于．ＮＥＴ平台对ＡｕｔｏＣＡＤ进行二次开发，可充　分利用．ＮＥＴ的各种优势，在保证功能强大的前提下　大大提高开发速度，但不支持自定义实体　Ｊ。　考虑到软件后期扩展可能有自定义实体的需求，　本论文开发的ＤＢＰＰ系统采用是基于ＶＣ平台下的　Ｏ￣ｅｃｔＡＲＸ进行二次开发。　ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ是在ＡＤＳ基础上发展起来的一种面　向对象的ｃ＋＋语言编程环境，具有完全面向对象的　ＡｕｔｏＣＡＤ接口，可以让程序员直接创建对象，修改属性　和ＡｕｔｏＣＡＤ的数据库而且Ｏ￣ｅｃｔＡＲＸ可以与ＡｕｔｏＣＡＤ　共享同样的内存空间。ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ开发平台主要包括　ＡｃＲｘ、ＡｃＤｂ、ＡｃＧｉ、ＡｃＧｅ及ＡＤＳ五个类库，并且可以　利用ＭＦＣ类库使用简易的Ｗｉｎｄｏｗｓ操作界面　ｊ。　３开发技巧及思路　３．１桥墩设计绘图软件开发目标　３．１．１要绘制的图形　（１）桥墩构造图；　（２）桥墩顶帽及垫石钢筋图；　（３）自动统计支承垫石、顶帽托盘、墩身的圬工及　钢筋数量。　本系统主要完成铁路桥墩设计过程中的主要工作　包括：数据的导人、调整和最后出图。　３．２　系统设计　分别从以下５个方面对桥墩进行描述：顶帽　（ＣＤｍ）、拖盘和墩身（ＣＤｓ）、基础（ＣＪｃ）、顶帽钢筋　（ＣＰｉｅｒＤｍＧｊ）、墩身钢筋（ＣＰｉｅｒＤｓＧｊ），系统的层次如　图１所示。　图１系统层次图（截图）　可视化菜单主页面下对应设计５个子页面进行人　机数据交换，界面各类间聚合关系如图２所示。　图２界面各类间聚合关系（截图）　采用组件化设计，减少了模块的偶合度。设计上　充分进行抽象，提取公共类，减少代码量，提高系统可　理解性。桥墩绘图类抽象归纳为桥墩管理类