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

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，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會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、拉動經(jīng)濟(jì)增長等方面發(fā)揮著重要作用。改革開放30多年來，中國橋梁在學(xué)習(xí)引進(jìn)國外先進(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，推動了中國橋梁由大國向強(qiáng)國的邁進(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)，對路橋建設(shè)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行認(rèn)真比對，精心設(shè)計(jì)路橋過渡段，將交通安全的風(fēng)險降到最低。本文以路橋設(shè)計(jì)構(gòu)思的一體化作為研究對象，為路橋設(shè)計(jì)與施工提供有價值的參考，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)，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格控制裂縫寬度。

同時盡量采用連續(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、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)工作能夠在時間、經(jīng)濟(jì)等方面有一個大致的了解，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)到一個健全的研究系統(tǒng)的功能，在這個技術(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)成一個具有較高價值的統(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還能對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行全天候的檢測。隨著我國道路建設(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)在兩個方面：

第一，靜態(tài)相對定位。所謂的靜態(tài)相對為指的是把兩臺或者兩臺以上的信號接收器其中一個放在固定的地面坐標(biāo)上，然后把其他的信號接收器放在一些未知的地方；置放完成以后，還要保證各個信號接收器都不動，使其能夠全天對于一個衛(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，動態(tài)相對定位。所謂的動態(tài)相對定位主要是通過數(shù)字回聲技術(shù)進(jìn)行探測，一般來說，這種技術(shù)主要應(yīng)用在湖泊、湖海等地區(qū)測繪，并且，能夠保證良好的測量效果。另一方面，這種技術(shù)還能對橋梁的沉降原因進(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)水平是評價一個國家路橋技術(shù)水平的重要指標(biāo)。30多年來我國在路橋軟件的研發(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外軟件水平。路橋信息化水平的提升將促進(jìn)國家級路橋建養(yǎng)一體化平臺的建立，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)時評估并保障交通安全。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。中國鐵路總公司和中國交通建設(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)了我國交通業(yè)的發(fā)展，有利于我國的經(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)

在對橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時，將數(shù)字技術(shù)運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，可以對橋梁下部進(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，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)，可以對橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個簡便、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，更帶有自動生成工具，因此在輸入相關(guān)原始數(shù)據(jù)時候，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，對于設(shè)計(jì)工作的效率能夠得到極大的提升，同時也為橋梁設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)簡化與輸入等相關(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)跟不上時代的腳步，所以我國應(yīng)該吸取國外好的路橋設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，完善我國路橋建設(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)我國經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

[1] 王徐力.GPS技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)與監(jiān)測中的應(yīng)用[J].交通世界(工程技術(shù))，2015，06：78-79

[2] 任曉華.簡述新技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，(25)：903

[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