基于CATIAAutomation的锚杆自动化布设技术研究杨立刚蔺志刚郑会春摘要：岩土工程的锚固系统中，锚杆结构形式众多，空间分布各异，导致了其设计过程烦琐复杂。为实现锚杆的快速布设，减少BIM设计过程中的重复性工作，提出了锚杆自动化布设方法。该方法依托于CATIAAutomation，结合锚固系统特点，利用UDF+VSTA开发了锚杆自动化布置插件。以黑河黄藏寺水利枢纽工程某开挖面锚杆布设为例，验证了插件的有效性。编写的程序可以自动读取Excel文件中的设计参数，根据用户选择的锚杆类型与布设面实现锚杆的自动化布设，提升了锚固系统的设计质量与速度。关键词：BIM设计;锚杆;CATIAAutomation：TV222.1;TV223;U455.7+1文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.10.031引用格式：杨立刚，蔺志刚，郑会春.基于CATIAAutomation的锚杆自动化布设技术研究[J].人民黄河，2021，43（10）：157-160.Abstract：Intheanchoringsystemofgeotechnicalengineering，therearemanytypesofstructuresanddifferentspatialdistributionsofrockbolt，whichleadtothecomplicatedinBIMdesignprocess.InordertorealizetherapiddeploymentofrockboltandreducetherepetitiveworkintheBIMdesignprocess，anautomaticrockboltlayoutmethodwasproposed.ThismethodreliedonCATIAAutomation，combinedwiththecharacteristicsoftheanchoringsystemanddevelopedanautomaticrockboltarrangementplug-inbyusingUDF+VSTA.TakingtheboltlayoutofexcavationfaceofHuangzangsiWaterControlProjectontheHeiheRiverasanexample，theeffectivenessoftheplug-inwasverified.TheprogramcouldautomaticallyreadthedesignparametersintheEXCELfile.Accordingtothetypeandlayoutoftheboltselectedbytheuser，ithadrealizedtheautomaticlayoutoftherockboltandimprovedthequalityandspeedoftheBIMdesignoftheanchorsystem.Keywords：BIMdesign;rockbolt;CATIAAutomation1引言岩土锚固系统在基坑、边坡、隧道等工程中已经得到广泛应用[1]。锚杆支护不仅可以起到悬吊、组合梁和挤压加固的作用，而且能够与围岩相互作用形成具有一定强度的承载结构[2]。锚杆类型众多，空间分布各异，在其BIM建模過程中，需要重复对锚杆进行手工布置，费时费力且容易出错。在Revit设计软件上，刘兆新等[3]开发出一种能够实现隧道初期支护模型自动布设的插件，刘贝等[4]运用可视化编程软件Dynamo编辑生成隧道模型的程序，二者均可以提高Revit设计软件的隧道锚固系统建模效率。现今，应用CATIA进行锚固系统的设计仍不成熟，因此笔者依托于CATIAAutomation二次开发接口，研究应用自定义特征（UDF）+VisualStudio应用开发工具（VisualStudioToolsforApplications，简称VSTA）方法对CATIA进行二次开发，开发了针对锚固系统中锚杆的自动化布设插件。该插件可根据锚杆设计参数自动布设锚杆，极大减少了锚杆BIM设计过程中的重复性工作，提升了锚固系统的设计质量与速度。2CATIA二次开发CATIA二次开发的方式主要有两种，即基于组件应用框架的CAA和基于自动化应用接口的AutomationAPI[5]。其中CAA方法需要用户在RADE（RapidApplicationDevelopmentEnvironment）环境下采用C++语言进行编程开发，该方法对开发技术要求较高，适用于专业软件开发人员，且系统维护复杂。因此，笔者采用基于自动化应用接口的AutomationAPI进行锚杆自动化布设插件的开发。CATIA将程序绝大多数的功能和方法都封装为符合VisualStudio.Net类规范的COM对象，通过对象丰富的API接口即可完成CATIA中绝大多数的功能和方法，加之可以通过录制宏的方式迅速获得功能的核心代码，因此CATIAAutomationAPI的二次开发方式简单易学，适用于具有一定编程基础的工程设计人员。在CATIAAutomation中，以对象驱动的模式封装了CATIA各项功能的API，其根对象是Application，并逐层分解为包含编辑器（Editor）、文件系统（FileSystem）以及视窗（Window）等对象在内的多级结构（见图1）。通过VB.NET、C#以及Pyhton等多种编程语言均可以实现AutomationAPI的调用与封装。考虑到开发的便捷性，在VSTA开发环境中采用...