长安街西延永定河特大桥斜跨现况永定河莲石湖区，斜交角度约57°，永定河特大桥主桥采用斜拉组合体系桥，其中主跨为280m，桥梁标准宽度47m。由于大桥与河道斜交，为满足行洪要求，主塔塔肢根部在顺桥向有25m迈步，使主塔形成倾斜不对称扭转变截面钢箱形式。
大桥体系在高塔处为塔梁墩固结，矮塔处为塔梁固结，且在梁底设置单向活动支座。索塔采用全钢结构拱形塔柱，高塔桥面以上高约114m，矮塔桥面以上高约66m。主梁采用分离式变截面钢箱，中间采用大横梁连接，横梁间距3m，中跨主梁为变宽，宽度47～54.9m，边跨主梁标准宽度为47m。
本桥最大特点之一就是钢塔超常规曲板造型，常规二维设计方法对本桥设计基本无法适应。基于这个原因，大桥设计团队借助BIM三维设计技术，替代传统的二维设计方法，为大桥设计的顺利完成打下了坚实的基础。
永定河特大桥三维模型
系统平台个性化转变
达索系统涉及土木188金宝博平台领域的相关设计平台有：项目协同管理平台ENOVIA、设计建模平台CATIA及Digital Project、建筑性能分析平台SIMULIA（Abaques）、施工模拟平台DELMIA、虚拟现实交互平台3DVIA等几大类软件平台，涵盖了土建行业所涉及的项目全寿命周期管理所有相关内容。
参数化协同设计
协同设计需要搭建统一的协同设计模型构架，第一步就需要对项目整体进行拆分，即搭建“设计骨架”。根据大桥的特点，主要将其拆分为如下几个大部件。再在大部件的基础上，将各个主要部件进一步进行分解，逐步落实到每一个零件上进行设计。
拆分前的部件可以通过装配先进行条件关联，则拆解后的零件之间就可以独立进行设计，达到协同设计的目的。当然也可以先分别进行部件设计，再后期进行装配。对于本桥而言，后者的控制难度较大，却比较适应常规标准化的建模工作。
参数化设计是三维设计软件的又一个基本特点，也是传统二维设计手段的一个基本区别所在，参数化设计的一个突出优点就在于设计调整时，通过参数的改变可以很方便地实现自适应调整。如在设计过程中根据需要设置一些设计后期可能会出现调整的参数，如板厚、加劲肋高度、孔的尺寸等，能极大地降低设计后期的调整工作量。
对于大桥的参数设置，主要按部件进行分类分别设置了相关控制性参数，如高塔部件参数就设置了翼缘板参数、腹板参数、钢锚箱腹板参数、塔底加强板参数、锚区参数、横隔板参数等各种参数，方便后期调整，提高了后期设计修改效率。
“骨架+模板”设计方法
“骨架”顾名思义是一个项目中的骨骼框架，是一个项目的控制性要素。而“模板”实例化后的特征如同骨骼上的肌肉，能够随着骨架的调整而自适应性调整，达到骨架控制部件特征的目的。
全桥“骨架”示意图
模板使用
下面简单介绍几种大桥项目中应用较多的模板形式。
1.POWERCOPY
POWERCOPY即超级副本，其功能与通常的复制功能差不多，是比较简单的模板功能之一。
超级副本实例化时会在选定的几何图形集下新生成一个特征。超级副本实例化后其所有操作流程都会保留，但新生成特征中跟外部相关的公式关系式不会被保留。
2.UDF
UDF(User Feature Definition)即“用户特征定义”，它是一种封装后的特征，与POWERCOPY不一样，UDF实例化后，原有流程不会再出现，仅给出实例化后的特征及发布的参数等。这种形式的模板在CATIA里使用频率是比较高的一种，也是比较方便使用的一种模板。UDF可以类似POWERCOPY一样被实例化，也可以被Catalog收录后被引用实例化，同样也可以被PKT或VBS等脚本语言所调用后实例化。
生成UDF时可以事先在选项“Parameters”中对需要调整的参数进行发布，便于后期调整，没有发布的参数后期将无法调整。
实例化UDF时可以产生若干个特征结果和参数，实例化后的结果可以通过预定义好的参数进行调整，可以显示或隐藏，但是不能像POWERCOPY一样在流程上被编辑修改。
UDF在CATIA中是一种比较灵活的模板，它可以定义不同类型的特征，也可以将不同的特征定义在同一个UDF中，还可以比较方便地被其他程序所调用。
3.文档模板
文档模板与前面几类模板不一样，前面几类模板如POWERCOPY或UDF都是针对特征而言的，而文档模板是针对文档部件而言的，它是以零件为单位进行实例化。文档模板在实例化部件的同时还可以附着二维图文档，也就是三维模型与预定义的二维图同步进行实例化，在一些比较规则的结构中，可以大大简化工作量。
除此之外，LOOP循环、PKT、VBA等均可以创建及调用模板。
碰撞检查及曲面优化
碰撞检查是三维设计软件具有的一项较为特殊而实用的功能，通过它可以尽可能地消除人为因素引起的冲突问题，减少施工过程中因空间干涉引起的变更，减少返工，节约工期。
对于本项目而言，通过对比各种曲面成型方式，最后确定选取直纹扫略面作为本项目曲面的主要形成方式。采用直纹扫略面的优点主要有如下两点：
一是对于不规则空间曲线，直纹扫略形成曲面时能够使形成后的曲面的高斯曲率较优，便于后期加工时曲面展开，同时也便于节段块件的成型控制。
二是直纹扫略面的控制条件除了两条引导曲线（Guide curve)外，还有一条脊线(Spine)作为控制条件。对于比较简单的直纹扫略面而言，引导曲面间的扫略直线与脊线始终保持垂直关系,这样在节段划分时，就可以使垂直于脊线的节段端口四边始终保持直线，便于后期节段吊装时的精度控制。
本桥桥塔造型为倾斜的椭圆形拱圈，由于塔肢在顺桥向的“迈步”，同时塔肢由底部的矩形变化到顶部的平行四边形，使桥塔壁板形成空间扭曲形式，塔柱壁板由壁板边线及塔柱辅助轴线通过直纹扫略形成。
长安街西延永定河特大桥项目，作为国内市政桥梁行业较早引入三维设计手段直接进行设计的188金宝博平台案例，CATIA设计平台很好地适应了复杂钢结构桥梁的设计工作，特别是对空间曲面及复杂的空间结构的合理设计，具有很好的适应性。
