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摘 要：为解决道路桥梁工程项目中快速绘制施工图的需求, 通过对桥梁上部结构标准图进行参数化处理, 基于 netDxf 技术,利用 C# 语言和 .NET5.0 平台,研究编制一套自动出图系统。该系统采用 B/S 架构设计,人工交互界面基于 HTML5 开 发,可以实现快速绘制桥梁上部结构施工图,有效提高设计人员工作效率。
关键词：netDxf ；桥梁上部结构 ；施工图 ；.NET5.0
Research on Automatic Drawing System of Bridge Superstructure Construction Drawing Based on netDxf Technology
WANG Qian, ZHAO Xiang, XU Hanting, NIE Wenhua, JIE Qiuming
(Engineering Technology Research Institute of Anhui Provincial Transportation Planning and Design Research Institute Co., Ltd., Hefei Anhui 230088)
【Abstract】：In order to solve the needs of rapid construction drawing in road and bridge engineering projects, the bridge superstructure standard drawing is parameterized, based on netDxf technology, using C# language and .NET5.0 platform, research and develop a set of automatic drawing system. The system adopts B/S architecture design, and the manual interaction interface is developed based on HTML5, which can quickly draw the construction drawing of the bridge superstructure and effectively improve the work efficiency of designers.
【Key words】：netDxf;bridge superstructure;production drawing;.NET5.0
0 引言
桥梁上部结构是指支座以上跨越桥孔部分的主要承 载结构。目前桥梁工程项目中多采用标准图引用的方 式,在实际施工中很多数据不明确,影响施工效率。设 计人员如果按照传统方式绘制施工图工作繁重,同时高 度依赖 Office、AutoCAD 等商业软件的支持。随着计 算机技术的发展,相关开源技术为各行业提高工作效 率提高新的思路,通过调用相关开源组件库,可以脱 离 Office、AutoCAD 等商业软件的支持,直接读写相关格式的文件。因此我们采用 netDxf 技术 [1,2] 进行了 简支 T 梁、箱型连续梁、钢板组合梁、先简支后连续 T 梁等 4 中常见标准结构的参数化自动出图设计,建立了 桥梁上部结构施工图自动出图系统,可以让设计人员快 速出图,为施工项目提供精确的图纸。
1 系统总体设计
本系统后端程序基于采用 Visual Studio 2019 软 件,使用 C# 语言编写,充分利用了语言面向对象和重 载特性 [3],在整个系统中采用了 .NET5.0 框架的功能、netDxf 技术、NPOI 技术 [4] 和 SharpZipLib 技术对其 进行总体分析和设计。人工交互界面作为前端程序采用 HTML5 开发,HTML5 技术在 Web 框架设计时, 可 以完成各类软件和硬件的无缝对接 [5]。整个系统的设计 思路如图 1 所示。
系统开发的前置工作是将标准图分解为图元,通过 图元管理库对图元文件和图元控制参数进行集中管理和维 护。图元控制参数包括“基准点”“图元摆放角度”“缩放 比例系数”以及“连接点”等参数,可以用来实现图元 的移动、旋转、缩放、连接等操作。后端模块在绘制图 纸时可以调取图元管理库中图元和数据进行绘图。
1.1 系统功能
本系统面向工程设计人员提供如下功能 ：
(1)桥梁结构参数录入 ；(2)自定义图框 ；(3)施 工图绘制 ；(4)图纸文件预览 ；(5)图纸文件下载。
1.2 系统组成
整个系统分为后端模块和前端模块两大模块进行开 发 ：后端模块在 . NET5.0 环境下开发,其主要功能是 实现桥梁结构参数计算、自动化出图、图纸转 PDF 格 式、文件打包压缩 ；前端模块采用 HTML5 开发网页版 人工交互界面,提供参数录入、自定义图框、施工图预 览与下载功能。
2 系统功能实现
2.1 后端模块
2.1.1 参数数据计算
后端模块根据用户输入的结构参数对绘图相关数据 进行整合和处理,对混凝土、钢绞线、钢束锚具等元素 工程数量和坐标位置进行计算,为绘制图纸提供数据基 础。同时,利用 NPOI 技术将工程数量表以 Excel 表格 文件形式保存,方便工程人员核验使用相关数据。
生成 Excel 文件代码 ：
XSSFWorkbook xssfworkbook = new();// 新 建 xls 文件
ISheet sheet = xssfworkbook.CreateSheet ("sheet1");// 创建表格 "sheet1"
// 设置样式 居中 字体
XSSFCellStyle style_1 = (XSSFCellStyle) xssfworkbook.CreateCellStyle();
style_1.VerticalAlignment = VerticalAlignment. Center;
style_1.Alignment = HorizontalAlignment. Center;
// 设置单元格上下左右边框线
style_1.BorderBottom = BorderStyle.Thin;
style_1.BorderLeft = BorderStyle.Thin;
style_1.BorderRight = BorderStyle.Thin;
style_1.BorderTop = BorderStyle.Thin;
2.1.2 绘制图纸
结合计算数据,调用图元库中的图块进行组合,利 用 netDxf 技术绘制施工图可变部分,形成完整图纸,保 存为 DXF 格式图纸文件。netDxf 是个开源的用 C# 编 程的 .net 库, 用于读写 dxf 文件, 支持 AutoCad2004、 AutoCad2007、AutoCad2010、AutoCad2013 和 AutoCad2018 dxf 数据库版本,支持文本和二进制格式。
可以调用 netDxf 绘制基础图形,如线段、多段线、 圆、填充图形、块。基础命令如下 ：
2.1.3 插入图框
图框插入模块支持自定义图框,用户可以下载标准 图框进行修改后上传,绘图程序可以根据用户上传的自 定义图框插入到 dxf 文件中。
实现代码如下 ：
TK_1 tk = new();// 根据图框类生成对象
tk.name = Program.Name_TK;// 设定图框名称
tk.Ins_Pnt = new Vector3(0, 0, 0);// 设定图框位置
tk.scale = new Vector3(dscale, dscale, dscale);// 设定图框缩放大小
tk.Insert_TK(Convert.ToString(Span_Mid) +" 图 纸名称 ",Program.Num_prefix+ Program.BP.ToString ("00"), ref dxf);// 插入图框
2.1.4 DXF ⽂件转 PDF ⽂件
通过调用 Acme CAD Converter 程序将 dxf 文件转 换为 PDF 格式文件。Acme CAD Converter 是一款专业 的 CAD 图形文件转换和查看软件,支持 DWG、DXF、DWF 格式转换,输出矢量格式支持 DWG、DXF、PDF、 WMF、SVG、HPGL、PDF、CGM、EPS。
实现代码如下 ：
string command = @"/r /e /ad /p 1 /a 0 /w 1190.8 / h 842 /f 104 /d " + pdfFile + " /res 600 " + dxfFile;// 调用 命令
Process process = new()// 创建子进程
{
StartInfo = new ProcessStartInfo()// 设定转换信息
{FileName = string.Format(fileDir+@"\" + path_ Acme+ @"\AcmeCAD2021.exe"),// 文件路径
Arguments = command,// 调用命令
UseShellExecute = false,// 不需要系统 shell 调用 程序
RedirectStandardInput = false,// 不需要重定向标 准输入
RedirectStandardOutput = true,// 重定向标准输出
CreateNoWindow = true,// 不需要创建窗口
}
};
process.Start() ；// 启动转换程序子进程
2.1.5 ⽂件打包压缩
利用 SharpZipLib 技术将 DXF 文件和 PDF 文件 打包压缩,提供下载路径给前端模块。
调用代码 ：
File_zip.ZipFileDirectory(pdfFile, filename_ pdf_out + ".zip");
File_zip.ZipFileDirectory(dxf_out, filename_ dxf_out + ".zip");
2.2 前端模块
2.2.1 结构参数录入
前端人工交互界面提供结构参数录入,根据简支 T 梁、箱型连续梁、钢板组合梁、先简支后连续 T 梁等不 同桥梁结构,参数录入种类需要进行不同的设计。参数 录入界面如图 2 所示。
绘制简支 T 梁需要输入的参数包括 ：标准跨径、上 部结构总体联数、单幅桥面宽度、跨径数、分幅数、角 度、桥面连续道数、图纸文件前缀、图纸文件后缀、图 纸起始编号、图号前缀。单幅桥主梁数可以根据单幅桥 面宽度和标准跨径自动计算,并给出推荐参数。
绘制箱型连续梁需要输入的参数包括 ：角度、单幅 桥面宽度、跨径组合(如 ：3×25,3×(4×40),5×25)、 分幅数、图纸文件前缀、图纸文件后缀、图纸起始编 号、图号前缀。单幅桥主梁数可以根据单幅桥面宽度自 动计算,并给出推荐参数。跨径组合根据逗号将数据按 联拆分,用于后续分别绘图。
绘制钢板组合梁需要输入的参数包括 ：中跨长度、中 跨个数、首跨长度、尾跨长度、单幅桥面宽度、湿接缝宽 度、分幅数、图纸文件前缀、图纸文件后缀、图纸起始编 号、图号前缀。单幅桥面宽度限定在 12.25 ~ 12.75m 之间。
绘制先简支后连续梁需要输入的参数包括 ：单幅桥 面宽度、湿接缝宽度、跨径组合(参考简支 T 梁)、分 幅数、图纸文件前缀、图纸文件后缀、图纸起始编号、 图号前缀。
2.2.2 施工图预览
在前端页面可以直接预览已生成的 DXF 图纸文件。 可以分页展示,缩放图纸,如图 3 所示。
2.2.3 图纸下载
根据下载路径,可以支持将 DXF 文件和 PDF 文件 两种格式文件的压缩包下载到本地。
3 结语
桥梁上部结构施工图自动出图系统实现了简支 T 梁、箱型连续梁、钢板组合梁、先简支后连续 T 梁共 4 种结构的标准图参数化与自动化出图,可作为桥梁设计 人员的辅助软件,独立运行,用于快速绘制各种主要桥 梁项目的施工图。目前该系统在部门项目测试使用,生成一套 PDF 施工图在 2min 作用,有效降低了设计人 员的工作强度。该系统未来在桥梁结构设计工作中可以 发挥重要的作用。
参考文献
[1] 刘聪元.基于开源软件的工程地质数字化开发方案研究[J]. 水利水电快报,2022,43(2):106-110.
[2] 赵杰,马文琪,相诗尧.基于netDxf的工程地质剖面自动绘制 研究[J]. 电脑知识与技术,2020(1):274-276.
[3] 明日科技.C#从入门到精通(第4版)[M].北京:清华大学出版 社,2017:3.
[4] 昌兆文,刘湖平,曾绍军.基于NPOI导出Excel文件的研究与 实现[J].中国管理信息化,2013,16(15):93-94.
[5] 王萍利.基于HTML5的Web前端框架设计及研究[J].电脑编 程技巧与维护,2021(12):10-12.
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