基于CAD的铁塔放样技术

在当前国内铁塔制造企业竞争日趋激烈的形式下，企业放样工作普遍已从原有的手工放样演变为计算机软件放样。同时，计算机放样软件也发生了巨大变化。第一代，基于DOS设计模式，只能处理二维坐标。第二代，基于DOS设计模式，能处理三维坐标。第三代软件采用了典型的Windows交互式数据输入。第四展到自主知识产权三维实体工作平台下交互输入数据的放样软件。第三代软件是目前铁塔制造行业普遍使用的放样软件。现在，我们以第三代基于cad平台下进行二次开发而成的铁塔放样软件的操作为例，对110ZS1（7720）铁塔放样过程进行介绍。

1 放样的含义

放样指将设计部门的整体设计图分解为实际生产加工所需要的零件加工图、明细表及相应的技术资料的过程。

放样技术的发展共经历了四个阶段。第一个阶段即传统的放样，它是根据投影原理在平面上以1:1的形式进行二维模拟绘制图样。第二阶段即手工计算放样阶段。第三阶段为基于DOS设计模式的计算机放样，数据输入几乎完全依靠文本数据文件导入。第四阶段为采用基于AutoCAD平台经二次开发的三维放样软件进行铁塔放样，能处理三维坐标，真实地模拟铁塔构件在三维空间的位置，所见即所得。

2 手工放样和基于CAD平台的计算机放样的比较

通过实际的操作对比，发现存在以下缺点：

1）由于铁塔制造属于粗加工，给手工放样的准确性带来不小的困难，另外，基塔的尺寸很大，导致差几毫米通过人眼根本无从检测和察觉；而采用基于CAD平台的计算机放样就容易避免这个问题，在输入控制尺寸之后，所搭建出的尺寸自动保留四位小数，并自动取整。在很大程度上提高了工作效率和保证了尺寸的准确性。

2）通过手工计算出正确尺寸后，还需要手工绘制杆图、板图，造原始表、明细表等，这一系列过程耗时且效率低，同时，也难保证其准确性；采用计算机放样结果就不同了，计算机自动绘出杆图、板图、原始表和明细表等，这可以做到省时及提高效率和保证其准确性。

总之，使用CAD计算机软件进行放样比采用手工的计算器放样更具优势，它的优势在于缩短产品生产周期，提高工作效率，还能提高企业的竞争力。

3 基于CAD的铁塔放样流程

3.1 准备工作

通过识图，在放样之前一般要得出以下信息：上下开口尺寸、变坡塔的变坡处开口尺寸、各挂线点到铁塔中心线距离、挂线点预拱情况、挂线点之间的尺寸、角钢准距参照标准（97准距还是75准距）、是否使用了角钢特殊准距等。

3.2 基于CAD的铁塔放样操作举例

下面以塔身输入过程为例，对铁塔放样软件的操作步骤进行一步步的讲解。

步骤一：确定角钢准距

启动TMA程序，检查一下各种规格角钢的准距设置是否与图纸《铁塔加工说明》中的准距是否一致。操作者可以参照《铁塔加工说明》中的准距表对文件中的角钢准距进行修改。

步骤二：主材分段

在总图中读取关于塔身分段的相关信息，本例中全塔共分4段，自上而下每段长为：6300mm、6750mm、6000mm和5250mm，主材都是四度对称。

步骤三：补充塔身主材信息

完成了塔身主材分段后，再根据每一段结构图中对主材的标注来补充主材的相关信息，以铁塔头部第一段为例，第一段角钢使用的是L56×5的角钢，始端有两个M16的螺栓，终端有三个M20的螺栓，但是这四根主材角钢的编号不同，前面视图中，左侧（2象限）的角钢编号为101，右侧（1象限）的角钢编号为103，在后视图中，左侧（4象限）的角钢编号为102，右侧（3象限）的角钢编号为101。

步骤四：连接横材角钢

为了方便设计，操作者在补充了主材角钢信息后，应该先将各段角钢之间的横材连接好，这样有利于下一步的操作。在连接横材时，先在分段结构图中读取关于横材的相关信息，主要包括角钢编号、规格、两端螺栓信息、角钢摆放方式等。以铁塔头部编号为133的横材为例，该角钢为L56×5，两端均有一个M16的螺栓，角钢摆放方式为里铁。

步骤五：生成中间节点

完成了上一步的横材连接后，铁塔的每一段就比较清楚了，要进行下一步的角钢连接，先确定中间节点。在确定一个节点的类型时，要根据结构图中的相似形来进行判断。

步骤六：定义横担节点

横担上的节点以[控制点]方式输入，在本例中，需要输入的横担节点为两个，其余可以选择合适的对称方式生成。

步骤七：补充角钢

在完成了塔身分段及控制点的补充，这一步就要大量补充一些斜材、补材角钢，在连接角钢前要确定该角钢两端的节点都已存在。在设计斜材的时候，很关键的一点就是“对称”问题。一般的情况下，铁塔斜材遵循“撇外捺里”原则，就是撇方向上的斜材是外铁，捺方向上的斜材是里铁。

步骤八：展开面角钢连接

在角钢铁塔中，一般在有横材的部位及横担处都要设计展开面，然后按照结构图中的标注进行展开面设计，其中斜材角钢和补材角钢的连接方法同上。

步骤九：横担处角钢的设计

按步骤六所示方法对称生成4个节点，其中角钢以外的两个节点不能在展开面中看到。

步骤十：计算角钢肢方向

我们已经将所有的塔材连接完毕，在进行连接设计之前，要对某些塔材进行肢法线计算，以确定其开合角，当一根角钢两肢同时连接塔材时，要对该角钢进行开合角钢计算。

步骤十一：构件号检测

在连接完了所有的单线后，在进行下一部分的连接设计之前，系统自行检查构件编号。

如果编号有问题，系统会以记事本的方式[NOCHECK]报告。

4 结论

当今世纪，是信息化的时代，计算机技术的飞速发展影响了社会的各个方面。技术进步必然带来产业的大发展。CAD技术作为信息技术的一个重要辅助工具，它的应用有利于大大提高企业的综合竞争实力。因此，基于CAD平台的空间三维软件放样技术在铁塔类制造企业中的广泛应用。

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