基于Auto LISP的程序化绘制桥梁承台施工图的应用开发

葛新广，刘宇桦，苏发财

（广西科技大学土木建筑工程学院，广西柳州545006）

基于Auto LISP的程序化绘制桥梁承台施工图的应用开发

葛新广，刘宇桦，苏发财

（广西科技大学土木建筑工程学院，广西柳州545006）

利用Auto LISP程序化绘图功能对解决桥梁矩形承台快速准确绘图的问题进行了研究.首先分析了桥梁承台施工图的特点；其次对基于Auto LISP的桥梁承台施工图绘制程序块进行研究，寻找最有效的编程模块；最后利用菜单定义功能将该程序块添加到Auto CAD的专用菜单中.由于该方法利用Auto CAD的菜单及对话框，只需输入少量关键参数就能绘制符合制图规范要求的桥梁承台工程图纸，具有交互性好、绘制质量及效率高的特点.

Auto LISP；承台施工图；程序化绘制；参数化绘图

0　引言

桥梁工程由于其具有结构复杂，构件种类样式繁多的特点，工程师需要面对大量的绘图和工程量计算的工作，因此急需一种能快速准确绘图的方法.目前，土木工程绘图常用软件为由美国欧特克公司（Auto DESK）开发的具有二次开发接口Auto CAD绘图程序［1－3］.利用内嵌的Auto LISP工具进行AutoCAD二次开发［3－4］，因其编程简单、子程序容易设置及易学的特点，应用比较广泛［5－6］.

AutoLISP语言作为嵌入AutoCAD内部的具有智能特点的编程语言，是开发应用AutoCAD绘图不可缺少的工具［7－9］.AutoCAD软件包中包含大多数用于产生图元的命令，这些命令只能绘制简单的图形和文字，无法进行格式化的工程图纸绘制和编辑；因此，有必要研究及利用Auto LISP编程绘图来提高绘图效率.

矩形承台因其施工简单，布筋方便，在桥梁工程中大量采用，其工程图的绘制及工程量的计算比较重要，需寻找一种快速绘制并计量的方法.本文首先分析了矩形承台的制图特点及图样要求，通过编写对应的程序段，实现在对话框给定的简单少量参数的情况下进行绘图；利用Auto CAD软件的菜单自定义功能，把程序段添加到AutoCAD绘图软件界面的主菜单中，供随时调用，进而形成高效快捷的智能绘图方法.

1　桥梁承台施工图的特点

承台是桥梁工程基础中非常重要的组成部分，结构上起着承上启下的作用，即将所有的桩连成一个整体以支撑桥墩的作用.从力学上来说，承台的内力有双向弯矩、轴力和剪力，其钢筋布置有承受双向弯矩的水平方向钢筋，承受轴力的竖向钢筋，承受剪力的箍筋以及满足施工需要的构造钢筋.承台下部为桩基础，绘图时要绘制桩钢筋深入承台的一定深度；上部为桥墩，桥墩的钢筋要预先布置于承台中；因此，桥梁矩形承台施工图具有以下特点：

1）承台的钢筋布置图分为端部及中间位置，具体为顶面，底面、正面及侧面的钢筋网；平面、正面及侧面中部的钢筋骨架图；

2）根据钢筋在承台里的作用、布置方向并考虑施工要求，承台的钢筋一般由5种组成，分别命名为N1～N5；N1和N2为承台底部受力钢筋，N3和N4为顶部受力钢筋，N5为水平箍筋；

3）组成顶面钢筋网的钢筋由N3和N4正交放置，同时也是组成侧面和正面钢筋网的竖向钢筋，因此，N3和N4采用U型；

4）组成侧面和正面的钢筋网由N5分别与N3和N4正交布置，因此，N5为封闭式钢筋；

5）底面的钢筋网由受力钢筋N1和N2正交设置，其需要锚入上部混凝土中，因此，采用直线加弯钩型样式；其下部由于桩的钢筋深入承台内，其位置一般距离承台底比较大，且根据受力要求，N1及N2会布置多层；

6）为了准确表示图样内容，承台图中存在大量的注释内容，为保证图纸质量，需要给定恰当的注释位置；

7）桥梁的图样需要计算工程数量，因此需要对各种钢筋进行分类计量；

8）A3图幅携带方便，绘制内容相对A4较大，广泛用于桥梁工程中，图幅的绘制也是工程制图的重要内容.

2　基于程序化设计的承台图样特点

程序化绘图需根据图样的特点进行编程，以保证程序的稳定性及较高的工作效率.根据程序化绘图的要求，对矩形承台的钢筋图进行分析，其基本组成部分如下：

1）线条组：承台各端面图是由相互正交的钢筋网组成，其可简化为2组互相平行的线条组及相关注释内容，如图1所示.对线条组进行编程，完成线条组及钢筋注释线条的绘制和注释内容的书写，并自动设定钢筋线为粗线型，注释线条为细线型；

2）线条与圆点：承台的横断面、纵断面和水平断面是由一条线加若干圆点组成，如图2所示.以线条和圆点为单位进行编程绘制，完成钢筋图及注释内容的绘制和尺寸的标注，并自动设定钢筋图为粗线型，注释及尺寸标注为细线性；

图1　线条组示意图Fig．1 Sketches of line groups

图2　线条与圆点示意图Fig．2 Sketches of one line and points

3）承台轮廓线及尺寸标注：承台钢筋图中均需要矩形承台的外围边界线及尺寸标注，如图3所示.为优化程序运行，对其进行编程绘制，并自动设定承台轮廓线及尺寸标注为细线；

4）图名绘制：图名是工程图样中比较重要的内容，其组成如图4所示，为优化程序运行，对其进行编程，完成图名内容、比例尺及下划线的绘制；

5）工程数量表：根据图纸设计深度要求，桥梁承台图中需要提供详细的钢筋参数，包括根数，钢筋下料长度及重量等.如图5所示，为优化程序运行，对上述内容进行编程绘制.

图3　轮廓线及尺寸标注示意图Fig．3 Sketch of a contour and dimensions

图4　图名示意图Fig．4 Sketch of a drawing name

图5　工程数量表示意图Fig．5 Sketch of engineering quantities

3　矩形承台绘图程序化编制的关键问题

整个绘图程序分为一个1级程序和7个2级子程序，11个3级子程序，2个对话框（合用一个文件），如表1所示.

表1　绘图程序构成一览表Tab．1 Draw ing program com position list

3．1程序等级划分的原则

计算机编程绘图，主要针对重复性的绘图工作才有效，计算机的运行时间与程序的编制方法密切相关，为此要提高程序的运行效率，将程序分为若干等级，是非常有效的.针对矩形承台钢筋图中各类钢筋在不同图中存在密切关联的特点，将程序段分为3个等级.第3等级的程序，完成绘制线条组、线条与圆点，承台轮廓线、绘制标题及子对话框的启动等基本操作，其作为子程序供第2级程序调用.第2等级程序，完成启动主对话框、绘图环境、绘制平面图及断面图等工作，其作为子程序供第1级程序调用.第1等级程序，为主程序，给定绘图控制点坐标，调用第2等级子程序，完成全部图的绘制.

3．2绘图环境的设置

为了方便CAD绘制及管理，需要利用图层、文字样式、尺寸标注样式等进行设定.利用Auto LISP语言编程对上述内容进行设定，以初始绘图环境.其命令格式如下：

1）设定绘制线的类型

（command＂linetype＂＂L＂arg＂＂＂＂）；其中“arg”为Auto CAD中存在的线型名称，必须是Auto CAD自带的线型名称，如“dashed”表示虚线.

2）设定图层

（command＂layer＂＂M＂＂arg1＂＂c＂arg2＂＂＂L＂＂arg3＂＂＂＂＂）；其中arg1为图层名称；arg2为用数字表示的颜色名称，范围为1～255；arg3为用线型名称，必须是Auto CAD自带的线型名称；

3）设定字体样式

（command＂style＂＂arg1＂＂arg2＂＂0＂＂0．7＂＂＂＂＂＂＂）；其中arg1为文字样式名称；arg2为Auto CAD字体库中存在的字体样式名称，可以利用Auto CAD在安装目录下“Fonts”文件下的字体名称，若采用大字体，则arg2设定样式为“shx字体名，大字体名”.

《饥饿艺术家》更像是关于拯救的一个恰如其分的喻体。饥饿艺术家把自己像一只动物一样关在笼子里不吃不喝，以这种自虐展览作为自己的饥饿艺术。刚开始，好奇的人们还像举行盛大仪式那样围在他笼子前观看。很快，热情褪去的人们就开始对他熟视无睹，没有几个人愿意在他的笼子前停留；即使是专门为他饥饿艺术记数的工作人员都忘记了他的存在，直到他死去了才被人发现。

4）设定尺寸样式

尺寸样式包含的内容很多，采用设置系统变量的方法进行编程设定．样式如下：

（command＂arg1＂arg2），其中arg1为尺寸样式细部的系统变量名称；arg2为对应的系统变量值，其决定尺寸的细部样式．可以在Auto CAD帮助文件中，找到arg1及arg2．

3．3基本绘图命令的编程格式：

Auto CAD图样是由基本的直线、圆及文字组成，其编程样式如下：

绘图主要是绘制直线和圆弧，其命令如下：

绘制直线：（command＂line＂zb1 zb2＂＂），zb1，zb2为直线起点和终点坐标．

绘制圆弧：（command＂circle＂s1 s2），s1为圆心坐标，s2为半径．

选择刚绘制的对象：（setq e1（entlast）），e1为所选对象的名称．

复制已选的对象：（command＂copy＂e1＂＂zb1 zb2），复制选择后的对象e1，zb1为任意点坐标，zb2为新坐标．

标注尺寸：（command＂dimlinear＂zb1 zb2＂v＂zb），zb1为起点坐标，zb2为终点坐标，v代表垂直标注，h代表水平标注，zb3代表尺寸线的坐标．

书写文字（command＂text＂＂s＂＂s1＂zb zg jd＂wz＂），s1代表文字样式，zb代表文字起点坐标，zg代表文字高度，jd代表文字选择角度，wz代表文字内容.

绘制粗直线（command＂pline＂zb1＂w＂xk＂＂zb2＂＂），zb1为起点坐标，zb2为终点坐标，xk代表线宽度．

3．4设置对话框

对话框是人机交互最方便的工具之一.程序化绘图，需要为软件提供最基本的参数，采用对话框非常有效．根据绘图对象的复杂程度，对话框可以设置一个或者多个．承台绘制的对话框设置3个，为此需要提供对话框驱动程序．

Auto LISP对话框的语法为a：dialog｛程序段｝，a为具有唯一性对话框名称；程序段，使用者可以根据使用要求，设定文本框，选项等部分．

对话框的驱动程序，一般按照加载对话框、设置对话框默认值、空间动作设定，启动对话框，卸载对话框及生成所需数据几个部分．

本程序的对话框有主对话框和2个子对话框，具体如下：

图6　主对话框Fig．6 Sketch ofa primary dialog

图7　基本参数对话框Fig．7 Sketch ofa basic parametersdialog

图8　钢筋参数对话框Fig．8 Sketch of parametersdialog for steelbar

3．5下拉菜单设定

为方便程序调用，下拉菜单是直接工具.在CDA中设定下拉菜单的方法：

3.5.1设定自动加载程序段

自动加载程序段，就是把编写的承台绘图程序段与普通的Auto CAD内置的命令一样自动调用.为此，首先把程序段及对话框所需要的文件放置在安装目录下“SUPPORT”文件中;其次修改“SUPPORT”文件中的“acad＊doc.lsp”文件，即在该文件的末尾增加以下语句：（autoload＂chthtrj.lsp＂'（＂ct＂）），其中，chthtrj.lsp为承台程序段文件名称；ct为程序在CAD中的命令字段.

3.5.2修改菜单文件

修改Auto CAD安装目录下“SUPPORT”文件中的”acad.mnu”文件，其修改方法为在“POP11”的后面增加如下语句：

其中”Txlhz”为承台绘图程序的命令名称.

3.5.3菜单更新及使用

修改菜单文件”acad.mnu”，在Auto CAD命令行中输入命令“MENU”，在对话框中选择上述修改后的菜单文件，则出现图9所示菜单.

图9　绘图菜单示意图Fig．9 Sketch of amenu for draw ings

点击“绘图”命令，即激活了矩形承台施工图绘制程序.

4　结论

利用Auto LISP程序化绘图的功能，对矩形承台钢筋图的绘制进行了编程研究，程序很好地解决了该类承台快速绘图的问题，提高了效率.在日益重视互联网＋的背景下，将编程与土木工程相结合，必将提高土木工程智能化的工作.

［1］王小波，侯英杰．Auto LISP编程在工程计算中的应用［J］．岩土工程技术，2015，29（2）：55－58，64.

［2］王艳．基于AutoCAD参数化绘图系统的开发与实践［J］．武汉工程职业技术学院学报，2010，22（3）：38－41．

［3］邓玉柳，孔令壮．如何在AutoCAD环境下利用AutoLISP语言建立符号库［J］．经济技术协作信息，2013（18）：72－72．

［4］陈岳评，肖学勤，陈敏，等．用CAD软件辅助求解旋转体拉深件的毛坯尺寸［J］．广西工学院学报，2003，14（4）：42－44．

［5］马鑫民，杨仁树，张京泉，等．煤矿巷道锚杆支护智能绘图系统开发与应用［J］．中国矿业，2010，19（11）：77－80．

［6］金石成，蒲红克，于建华．AutoCAD2000二次开发与应用［J］．四川建筑，2004（2）：84－86．

［7］葛新广，韦喜逢，周琪．Auto LISP在T型梁工程图纸智能绘制中的应用研究［J］．四川建材，2014，40（3）：150－151，154.

［8］许淑慧，罗红萍．基于AutoCAD的DCL与AutoLISP的有机整合［J］．煤矿机械，2011，32（4）：229－231.

［9］王军．在AutoCAD中用菜单加载AutoLISP程序的方法与技巧［J］．机械工人冷加工，2006（3）：77－79．

（学科编辑：黎娅）

Development of AutoLISP-based construction drawing of the bridge pile cap

GE Xin－guang，LIU Yu－hua，SU Fa－cai
（School of Civil Engineering and Architecture,Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545006,China）

The application of AutoLISP program in quickly and accurately solving the drawing of the construction drawing of the rectangular pile cap of bridge is studied.Firstly,the characteristics of bridge pile cap construction drawings are analyzed.Secondly,based on the study of AutoLISP program blocks,the most effective programming module of drawing bridge pile cap construction diagrams is established;finally,a menu function to the block of AutoCAD is added to the special menu.So,only by using a small number of key parameters,a method of drawing pile cap of bridge engineering drawing is found,which is well interactive and highly efficient.

AutoLISP;pile cap construction drawing;program-based drawing;parameter-based drawing

U443.2

A

2095-7335（2016）04-0087-06

10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2016.04.016

2016－05－10

国家级大学生创新创业项目（201410594033）；广西区级大学生创新创业项目（201410594048）资助．

葛新广，硕士，讲师，研究方向：建筑结构的抗风抗震控制，桥梁智能绘图，E-mail：gxgzlr．2008＠163．com.