吉林省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)院 雪曉冬

公路橋梁設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

吉林省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)院 雪曉冬

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)出現(xiàn)在各行各業(yè)中，當(dāng)前的公路橋梁設(shè)計(jì)和施工工作也廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)為自身服務(wù)。在公路橋梁設(shè)計(jì)中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)、涵洞、隧道等工程的工程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。公路橋梁的設(shè)計(jì)建設(shè)是當(dāng)前一項(xiàng)重要工作，采取有效的科學(xué)手段，運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)作為輔助，改善以往設(shè)計(jì)中存在的不足之處，依靠信息技術(shù)將基礎(chǔ)建設(shè)工作做得更好。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，將公路橋梁中運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的幾個(gè)方面歸結(jié)如下。

一、公路橋梁設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在土木工程設(shè)計(jì)中，仿真技術(shù)是設(shè)計(jì)工作的核心。工程設(shè)計(jì)工作者通過(guò)仿真技術(shù)對(duì)工程的結(jié)構(gòu)運(yùn)算以及施工技術(shù)按實(shí)際情況給出的依據(jù)做出認(rèn)真的核算再確定設(shè)計(jì)方案。虛擬技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)VR(Virtual Reality)，這項(xiàng)技術(shù)將計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以及傳感器技術(shù)等多種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，給設(shè)計(jì)者提供直接和真實(shí)的三維圖像，在公路橋梁設(shè)計(jì)工作中創(chuàng)建一個(gè)虛擬的施工環(huán)境，讓設(shè)計(jì)者在趨于真實(shí)的環(huán)境中完善設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)的完美，是一種可視的交互環(huán)境平臺(tái)。

二、計(jì)算機(jī)的優(yōu)化與建模技術(shù)

在公路橋梁建設(shè)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工以及管理過(guò)程中，設(shè)計(jì)者們運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)中的優(yōu)化和建模技術(shù)全面綜合的考慮在經(jīng)濟(jì)、時(shí)間上的有效組合，以期實(shí)現(xiàn)效益最大化。建筑設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)模型、設(shè)計(jì)模型以及施工模型。其中設(shè)計(jì)模型工作要將工藝參數(shù)和施工進(jìn)度綜合起來(lái)考慮，以此便于反映施工模型和設(shè)計(jì)模型之間存在的差異和交互作用。比如AutoCAD 軟件系統(tǒng)的主要功能就是用來(lái)做輔助繪圖工作的，因此這個(gè)軟件系統(tǒng)具有強(qiáng)大的繪圖功能。目前，這款軟件隨著版本的不斷升級(jí)，它在原來(lái)的二維繪圖編輯功能上增添了較強(qiáng)的3D立體繪圖功能以及實(shí)體造型技術(shù)，讓設(shè)計(jì)工作者在更優(yōu)化的環(huán)境中進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。

三、計(jì)算機(jī)提供的協(xié)同工作系統(tǒng)技術(shù)

20世紀(jì)80年代中期，計(jì)算機(jī)所支持的協(xié)同工作技術(shù)提出之后，受到了人們諸多關(guān)注，在當(dāng)前的建設(shè)設(shè)計(jì)工作中，越來(lái)越受到重視，到目前為止，已經(jīng)發(fā)展成為該技術(shù)領(lǐng)域中最快的研究方向之一。CSCW(Computer Supported Cooperative Work)的具體含義是指人們無(wú)論在什么地方處于什么群體，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的幫助下，都可以在一個(gè)虛擬共享的環(huán)境中進(jìn)行交流和磋商，進(jìn)而高效快速的將一個(gè)共同任務(wù)完成。而人、計(jì)算機(jī)以及相關(guān)的環(huán)境在計(jì)算機(jī)技術(shù)的引導(dǎo)下，形成了一個(gè)可以進(jìn)行研究的系統(tǒng)。公路橋梁建設(shè)正是運(yùn)用這個(gè)系統(tǒng)將設(shè)計(jì)作為一個(gè)共同任務(wù)，讓相關(guān)的設(shè)計(jì)者一起研究，發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的最佳效益。

四、計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)

計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代后期，起用于發(fā)達(dá)國(guó)家的航空事業(yè)和軍事工業(yè)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，它的應(yīng)用涵蓋了工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造以及圖紙測(cè)畫(huà)，成為最有影響的高新應(yīng)用技術(shù)。在公路橋梁的設(shè)計(jì)工作中，為了縮短整體工程的工期，將CAD、CAE、CAM三者進(jìn)行比較之后，提出了并行工程的思想，簡(jiǎn)稱(chēng)CE。該工程的實(shí)施主要要求企業(yè)及相關(guān)人員建立可以共享的數(shù)據(jù)庫(kù)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，衍生出PDM系統(tǒng)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代之后，設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的PDM系統(tǒng)又發(fā)展為PDMII系統(tǒng)。此外，TQ - 16 /TX計(jì)算機(jī)技術(shù)也從原來(lái)的TQ - 16/TX系統(tǒng)軟件轉(zhuǎn)換為T(mén)Q - 16 /TX1新型系統(tǒng)軟件，并且在磁鼓以及磁帶上建立了程序庫(kù)，增大了存儲(chǔ)容量范圍，使得數(shù)據(jù)的輸入更快，運(yùn)算效率更高，在公路橋梁的設(shè)計(jì)中取得了良好的效果，深得廣大設(shè)計(jì)者的喜愛(ài)和贊賞。

五、計(jì)算機(jī)ERP技術(shù)

ERP技術(shù)是生產(chǎn)管理領(lǐng)域提出來(lái)的供應(yīng)鏈管理概念，這一技術(shù)的適用范圍很廣，包括人力資源管理，設(shè)備設(shè)施管理以及數(shù)據(jù)分析管理等。應(yīng)用計(jì)算機(jī)ERP技術(shù)，將其軟件本身強(qiáng)大的包容性和兼容性應(yīng)用到設(shè)計(jì)工作中，可以和建筑企業(yè)常用的建筑CAD軟件以及結(jié)構(gòu)受力分析軟件相結(jié)合，高度集成，并通過(guò)Internet/Intranet 將建筑企業(yè)內(nèi)部的供應(yīng)鏈和外部的施工情況連接起來(lái)進(jìn)行管理，完成設(shè)計(jì)、物流、信息流、資金管理多方面的有效轉(zhuǎn)移和優(yōu)化，以便適應(yīng)在新的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中市場(chǎng)對(duì)建筑企業(yè)及相關(guān)工作提出的高質(zhì)量、低成本、高安全的要求。

六、計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序編程語(yǔ)言及其程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)

公路橋梁在施工路線(xiàn)以及完工測(cè)量的工作中，在沒(méi)有很專(zhuān)業(yè)的軟件進(jìn)行輔助的情況下，要想繪制出公路的施工設(shè)計(jì)圖是很困難的，而且工作量大，過(guò)程繁瑣，既費(fèi)神又容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。特別是在公路建設(shè)設(shè)計(jì)中，需要在短時(shí)間內(nèi)將測(cè)量到的相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成縱斷面上的地面線(xiàn)，才能進(jìn)行線(xiàn)路審核。應(yīng)用Microsoft Excel、AutoCAD提供的VBA功能，將Microsoft Excel表格中所標(biāo)識(shí)出來(lái)的樁號(hào)以及地面高程等相關(guān)信息都讀取出來(lái)，再在AutoCAD文件里面用文字和線(xiàn)條等多種形式寫(xiě)出來(lái)，就可以很快的繪制出公路的縱斷面的地面線(xiàn)圖。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)以后，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為各行業(yè)廣泛運(yùn)用的科學(xué)技術(shù)，也是發(fā)展的最快的一門(mén)學(xué)科。在土木工程建設(shè)中，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和使用成為工作者們完成工程設(shè)計(jì)、繪制圖紙必不可少的工具，計(jì)算機(jī)以其高精度、高速度為工程的進(jìn)展提供了很大的幫助，使得工程設(shè)計(jì)人員結(jié)束了多年以來(lái)依靠手工繪圖、描圖的繁雜設(shè)計(jì)手段，對(duì)工程的質(zhì)量起著重要的影響。