胡秀艷

淄博齊圣路橋勘察設(shè)計(jì)有限公司

試談新技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

胡秀艷

淄博齊圣路橋勘察設(shè)計(jì)有限公司

路橋是交通設(shè)施互聯(lián)互通的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和樞紐工程，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活安全的重要保障，在化解傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩、推動(dòng)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合升級(jí)、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等方面發(fā)揮著重要作用。改革開放30多年來，中國(guó)橋梁在學(xué)習(xí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)橋梁技術(shù)的基礎(chǔ)上，走自主建設(shè)和創(chuàng)新發(fā)展之路，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，取得了一批自主創(chuàng)新成果，推動(dòng)了中國(guó)橋梁由大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的邁進(jìn)，基于此，文章主要研究了新技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容，僅供參考。

新技術(shù)；路橋設(shè)計(jì)；應(yīng)用

引言

道路與橋梁之間的連通，對(duì)行車的安全與舒適有較大的影響，關(guān)系到物流的效率及質(zhì)量。因此，在路橋設(shè)計(jì)的過程中，需要實(shí)行路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化。在路橋的可行性研究階段，需要促進(jìn)設(shè)計(jì)、施工以及監(jiān)管等部門的溝通與協(xié)調(diào)，對(duì)路橋建設(shè)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行認(rèn)真比對(duì)，精心設(shè)計(jì)路橋過渡段，將交通安全的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。本文以路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化作為研究對(duì)象，為路橋設(shè)計(jì)與施工提供有價(jià)值的參考，其目的在于促進(jìn)路橋施工質(zhì)量的提高，促使物流行業(yè)得到更大的發(fā)展。

1 路橋設(shè)計(jì)原則

路橋設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)本地區(qū)的自然條件、材料來源、地質(zhì)情況、施工特點(diǎn)和使用要求，遵循技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則。橋型選擇及布設(shè)除考慮結(jié)構(gòu)本身的合理性與協(xié)調(diào)性外，還應(yīng)注重景觀協(xié)調(diào)。橋梁結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)應(yīng)引起足夠重視。根據(jù)已建項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，橋梁上部結(jié)構(gòu)盡可能采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格控制裂縫寬度。

同時(shí)盡量采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，以利于橋面平整，行車舒適。在經(jīng)濟(jì)性方面，對(duì)于大部分無凈空要求的橋梁，主要考慮采用在適合云南省的地形地貌，盡量采用施工經(jīng)驗(yàn)比較成熟的、經(jīng)濟(jì)的、預(yù)制安裝的標(biāo)準(zhǔn)化、定型化結(jié)構(gòu)，以提高工程質(zhì)量、降低工程造價(jià)、方便施工、縮短工期、加快工程進(jìn)度。注重橋梁高跨比的比選，在無特殊要求時(shí)盡量采用經(jīng)濟(jì)跨徑?？缇€橋結(jié)合地形、地物及周圍環(huán)境，在典型路段，考慮選用結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀、經(jīng)濟(jì)合理、與景觀協(xié)調(diào)的橋型結(jié)構(gòu)。

2 道路設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的分類

2.1 仿真技術(shù)

仿真技術(shù)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一項(xiàng)圖形技術(shù)，仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要是通過相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件以及傳感器技術(shù)相結(jié)合的方式來共同實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，其詳細(xì)的實(shí)施流程為：設(shè)計(jì)師要先利用計(jì)算機(jī)的制圖軟件繪制一個(gè)十分逼真的二維圖像，然后在道路設(shè)計(jì)的工作中創(chuàng)建一個(gè)虛擬的施工環(huán)境，最后通過施工參數(shù)調(diào)試來讓施工的設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)逼真的仿真，這樣就能夠讓道路相關(guān)的設(shè)計(jì)人員更好的完善道路設(shè)計(jì)工作，保證道路工程的施工能夠保時(shí)保質(zhì)的完成。

2.2 建模技術(shù)

建模技術(shù)實(shí)施的主要目的就是為了能夠讓道路的設(shè)計(jì)工作能夠在時(shí)間、經(jīng)濟(jì)等方面有一個(gè)大致的了解，這樣就能夠讓道路的設(shè)計(jì)以及施工企業(yè)能夠?qū)⑵浣?jīng)濟(jì)利益最大化，計(jì)算機(jī)技術(shù)中的建模技術(shù)大致可以分為兩種，一種是基礎(chǔ)建模，另一種是設(shè)計(jì)以及施工的建模，兩者相比，后者更加具有難度，設(shè)計(jì)以及施工的建模需要將兩者的工藝參數(shù)以及施工難度進(jìn)行一個(gè)融合，這樣就能夠很好的反應(yīng)出其實(shí)際的工作情況模擬，以CAD繪圖為例，其具有較強(qiáng)的繪圖功能，能夠?yàn)榈缆吩O(shè)計(jì)師提供一個(gè)更加優(yōu)越的設(shè)計(jì)環(huán)境以及更加強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能。

2.3 協(xié)調(diào)工作系統(tǒng)技術(shù)

該技術(shù)的提出是在1984年，其主要的應(yīng)用是在計(jì)算機(jī)支持通信的情況下，進(jìn)行多個(gè)計(jì)算機(jī)的協(xié)作工作，換而言之，就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，來達(dá)到一個(gè)健全的研究系統(tǒng)的功能，在這個(gè)技術(shù)的實(shí)施能夠讓相關(guān)的道路設(shè)計(jì)人員能夠更加方便進(jìn)行道路設(shè)計(jì)工作，能夠在設(shè)計(jì)的過程中各抒己見，最終達(dá)成一個(gè)具有較高價(jià)值的統(tǒng)一意見，該系統(tǒng)的實(shí)施讓道路的設(shè)計(jì)工作變得更加的具有系統(tǒng)性，同時(shí)也讓道路工程的建設(shè)的成本最小，利益最大化。

2.4 EPR技術(shù)

EPR技術(shù)一本都用于企業(yè)的生產(chǎn)管理以及供應(yīng)關(guān)系上，將EPR技術(shù)引入道路的設(shè)計(jì)工作中是一個(gè)全新的理念，也是相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)的一次改革，EPR技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的兼容性和包容性，該技術(shù)的良好應(yīng)用能夠讓道路相關(guān)的施工企業(yè)在道路建設(shè)的工程中充分的優(yōu)化其在設(shè)計(jì)、物流以及信息方面的工作，進(jìn)而能夠很好的降低成本投入，提高道路建設(shè)的質(zhì)量以及所得收益。

3 新技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 路橋設(shè)計(jì)中GPS技術(shù)的應(yīng)用

在實(shí)際工作中，GPS主要用于道路建設(shè)路線的勘察以及隧道的開鑿等工作。另外，GSP還能對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全天候的檢測(cè)。隨著我國(guó)道路建設(shè)山區(qū)化，一些丘陵地區(qū)的公路建設(shè)由于地形的影響，常規(guī)的測(cè)量不能打達(dá)到良好的效果。所以，GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的緩解這種現(xiàn)象。通常來說，GPS技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)的應(yīng)用中主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

第一，靜態(tài)相對(duì)定位。所謂的靜態(tài)相對(duì)為指的是把兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的信號(hào)接收器其中一個(gè)放在固定的地面坐標(biāo)上，然后把其他的信號(hào)接收器放在一些未知的地方；置放完成以后，還要保證各個(gè)信號(hào)接收器都不動(dòng)，使其能夠全天對(duì)于一個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)控，這樣就能夠獲得準(zhǔn)確的定位坐標(biāo)。第二，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位。所謂的動(dòng)態(tài)相對(duì)定位主要是通過數(shù)字回聲技術(shù)進(jìn)行探測(cè)，一般來說，這種技術(shù)主要應(yīng)用在湖泊、湖海等地區(qū)測(cè)繪，并且，能夠保證良好的測(cè)量效果。另一方面，這種技術(shù)還能對(duì)橋梁的沉降原因進(jìn)行勘察，有效的防止沉降所帶來的質(zhì)量問題。

3.2 路橋設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

信息化已上升到國(guó)家戰(zhàn)略，通過信息化技術(shù)可以顯著提高路橋的生產(chǎn)效率、性能水平和建養(yǎng)一體化水平，推動(dòng)路橋智能化、工業(yè)化水平的提升。路橋軟件的自主化程度和專業(yè)水平是評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家路橋技術(shù)水平的重要指標(biāo)。30多年來我國(guó)在路橋軟件的研發(fā)和應(yīng)用方面取得了一些積極進(jìn)展，在主要功能、計(jì)算精度、計(jì)算分析效率等方面已接近國(guó)外軟件水平。路橋信息化水平的提升將促進(jìn)國(guó)家級(jí)路橋建養(yǎng)一體化平臺(tái)的建立，實(shí)現(xiàn)橋梁全壽命周期內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的管理和橋梁狀態(tài)的實(shí)時(shí)評(píng)估并保障交通安全。BIM技術(shù)作為提高路橋信息化水平的有效手段，已得到國(guó)家各層面的高度重視。交通運(yùn)輸部在“十三五”發(fā)展規(guī)劃中將綜合交通信息化作為未來研發(fā)重點(diǎn)，完成了《BIM技術(shù)在橋梁工程中的開發(fā)及應(yīng)用調(diào)研》，正在開展BIM技術(shù)在路橋工程的試點(diǎn)工作。中國(guó)鐵路總公司和中國(guó)交通建設(shè)集團(tuán)開始編制橋梁BIM標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)橋梁BIM應(yīng)用軟件、開展BIM工程應(yīng)用和示范。BIM技術(shù)已在試點(diǎn)工程中應(yīng)用于橋梁三維建模、碰撞檢查、施工過程模擬、施工進(jìn)度管理等。在橋梁工程的設(shè)計(jì)階段，還可以把計(jì)算機(jī)技術(shù)作為輔助工具。將橋梁建設(shè)的實(shí)際情況通過現(xiàn)實(shí)的虛擬技術(shù)，以圖形的方式顯示出來。這樣一來設(shè)計(jì)人員就可以使業(yè)主事先看到，橋梁建成后的外型以及當(dāng)橋梁工程遭遇地震、臺(tái)風(fēng)情況下的具體表現(xiàn)。虛擬技術(shù)還可以在計(jì)算機(jī)上體現(xiàn)出工程對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響，以便采取相應(yīng)的控制措施。

3.3 高性能混凝土在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

相較于傳統(tǒng)性能的水泥來說，高性能混凝土有著更好的耐凍性和滲水性，在被大自然災(zāi)害破壞的這方面，也更加具有穩(wěn)定性，更加適合應(yīng)用于道路建設(shè)中。因?yàn)楦咝阅芑炷辆哂袠O好的耐久性，使用這種材料鋪設(shè)路基，可以有效的提高道路建設(shè)的質(zhì)量與施工的水平，避免因?yàn)槭艿酱笞匀粸?zāi)害的而遭到破壞，出現(xiàn)下沉等現(xiàn)象。

從另一個(gè)方面來說，使用高性能混凝土，能大大的減少道路建設(shè)材料的成本。因?yàn)樵诘缆方ㄔO(shè)工程中，使用高性能的混凝土后，可以相應(yīng)的減少對(duì)水泥的使用量。從而在保證道路建設(shè)工程質(zhì)量的情況下，能減少材料的使用量，降低了工程的成本，使道路建設(shè)企業(yè)獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)也保障了該區(qū)域的交通道路質(zhì)量，而不需要投入更多的人力物力去維修，促進(jìn)了我國(guó)交通業(yè)的發(fā)展，有利于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)能更好更快發(fā)展。

3.4 數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到路橋設(shè)計(jì)中的橋梁設(shè)計(jì)

在對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，將數(shù)字技術(shù)運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，可以對(duì)橋梁下部進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)算、合理設(shè)計(jì)以及制作直觀圖形等作用。路橋設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，通過人機(jī)交互方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就可以將橋梁設(shè)計(jì)的成果立即體現(xiàn)在界面上。然后，通過使用橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件(比如橋梁博士Dr·Bridge系統(tǒng))，就可以更為方便、快捷地將相關(guān)橋梁信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和數(shù)據(jù)庫管理、結(jié)構(gòu)分析、打印等一體綜合性地處理。具體而言，通過橋梁博士Dr·Bridge系統(tǒng)，可以對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)便、正確地分析和計(jì)算，這成為橋梁設(shè)計(jì)成功與否的先決條件，對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)尤為重要。再比如，路橋設(shè)計(jì)人員將可視化編程技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、三維建模等新技術(shù)應(yīng)用到橋梁設(shè)計(jì)程序中，這些技術(shù)自身具備了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯功能，更帶有自動(dòng)生成工具，因此在輸入相關(guān)原始數(shù)據(jù)時(shí)候，就能夠更加地方便和快捷。綜上所述，數(shù)字技術(shù)運(yùn)用到路橋中的橋梁設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，能夠?yàn)闃蛄涸O(shè)計(jì)提供既科學(xué)又準(zhǔn)確的相關(guān)信息與要素，對(duì)于設(shè)計(jì)工作的效率能夠得到極大的提升，同時(shí)也為橋梁設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化與輸入等相關(guān)問題提供了有效的解決方案。

結(jié)束語

為了使我國(guó)路橋設(shè)計(jì)的質(zhì)量有更大的提高，使經(jīng)濟(jì)能夠更好的發(fā)展，我們應(yīng)當(dāng)科學(xué)、合理的將新的技術(shù)應(yīng)用于路橋設(shè)計(jì)中。由于傳統(tǒng)的路橋設(shè)計(jì)方案已經(jīng)有點(diǎn)跟不上時(shí)代的腳步，所以我國(guó)應(yīng)該吸取國(guó)外好的路橋設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，完善我國(guó)路橋建設(shè)過程中的不足，從而提高路橋工程建設(shè)的質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

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[3] 陸文超.淺談路橋設(shè)計(jì)中新技術(shù)的應(yīng)用[J].中華民居(下旬刊)，2014，10：307