高 珊（寧夏公路勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750001）

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計算機技術(shù)在公路橋梁設(shè)計中的運用

高 珊
（寧夏公路勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750001）

摘 要：隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，公路橋梁數(shù)量不斷增加，對于公路橋梁施工質(zhì)量要求越來越高。與此同時，計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用，在很大程度上提高了公路橋梁設(shè)計水平，保證了公路橋梁的施工質(zhì)量。因此，本文就針對計算機技術(shù)在公路橋梁設(shè)計中的運用展開論述。

關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)；公路橋梁；設(shè)計；運用

利用計算機先進(jìn)技術(shù)，可以為工程設(shè)計、施工以及管理提供良好的服務(wù)，做好橋梁、隧道、涵洞以及水文計算，合理調(diào)配和計算土方石，有效地節(jié)省工程費用和預(yù)算，還可以根據(jù)實際情況統(tǒng)計過往車輛。另外，運用集成計算機輔助軟件，可以模擬橋梁、涵洞以及隧道工程圖，為施工創(chuàng)造良好的條件。因此，本文首先分析計算機技術(shù)在公路橋梁中的現(xiàn)狀，接著就針對計算機技術(shù)在公路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用展開論述。

一、計算機技術(shù)在公路橋梁建設(shè)過程中的運用現(xiàn)狀

就目前而言，在當(dāng)前新建的橋梁建設(shè)過程中，很多橋梁存在安全隱患，每年需要加固和維修的橋梁數(shù)量越來越多。在實際過程中，可以采用計算機技術(shù)可以做好橋梁養(yǎng)護(hù)和改造等難題。要想解決問題，就要做好橋梁設(shè)計工作，為以后公路橋梁養(yǎng)護(hù)和管理提供完整的數(shù)據(jù)，在橋梁建造和運營過程中，就要做好信息管理和數(shù)據(jù)搜集，這些工作都要從橋梁最初設(shè)計開始。但是在我國的很多地區(qū)，設(shè)計人員在設(shè)計好圖紙以后，就把圖紙交給施工單位，在公路橋梁工程完成后，圖紙就沒用了，沒有進(jìn)行有效的搜集和歸檔，在很大程度上增加了查詢的困難。運用計算機先進(jìn)技術(shù)，可以在電腦上模擬橋梁，建立一個數(shù)字化的橋梁，不僅可以提供精確全面的數(shù)據(jù)，而且可以進(jìn)行修正、查詢和模擬，便于公路橋梁以后的維修和管理，提高工作效率，省去很多麻煩。因此，在進(jìn)行公路橋梁設(shè)計過程中，要保存好相應(yīng)的數(shù)據(jù)，建立完整的數(shù)據(jù)模型，樹立良好的設(shè)計理念，把精確有效的數(shù)據(jù)傳送給公路養(yǎng)護(hù)部分，有效避免出現(xiàn)反復(fù)數(shù)據(jù)采集的情況，最大限度地降低橋梁后期養(yǎng)護(hù)和管理的成本。

二、公路橋梁設(shè)計中計算仿真和虛擬技術(shù)

在進(jìn)行公路橋梁設(shè)計過程中，要利用計算機做好仿真技術(shù)。因此，設(shè)計者可以結(jié)合橋梁的特點，運用計算機仿真技術(shù)，做出精確計算，確定科學(xué)合理的設(shè)計方案。而虛擬技術(shù)就是把計算機圖形、仿真以及傳感器等多種技術(shù)結(jié)合在一起，設(shè)計出真實的三維圖像，創(chuàng)建一個合理的虛擬工程環(huán)境，然后設(shè)計者結(jié)合實際情況，對設(shè)計不斷完善，保證設(shè)計的完美性、科學(xué)性以及合理性。

（一）計算機虛擬輔助設(shè)計

在實際設(shè)計過程中，要控制好以下因素。第一，設(shè)計人員要保證平面線形與施工現(xiàn)場的地形、地物相適應(yīng)，與施工的周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，避免對環(huán)境造成巨大的破壞。第二，設(shè)計人員要保持平面線形的均衡性與連貫性，提高設(shè)計的精確性。第三，在實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員要避免出現(xiàn)連續(xù)急彎的情況。第四，要嚴(yán)格結(jié)合公路設(shè)計規(guī)范，滿足不同等級公路平面線形設(shè)計要求。最后，設(shè)計人員選定公路控制點后，要進(jìn)行詳細(xì)嚴(yán)格的計算，控制好公路平面線形設(shè)計的主要過程，在同城情況下，采用直線——緩和曲線——圓曲線——緩和曲線——直線這樣的方式進(jìn)行組合而成，如圖1所示。

圖1計算機虛擬輔助示意圖

（二）公路縱斷面輔助設(shè)計

在實際設(shè)計過程中，沿著公路中線，進(jìn)行豎直剖切，再展開就是路線縱斷面，它總是一條有起伏的空間線，在進(jìn)行公路縱斷面設(shè)計過程中，就要考慮到汽車的動力特性、當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件等，保證公路的使用壽命。設(shè)計人員還要重點分析伏空間線幾何構(gòu)成的大小及長度，保證橋梁行車安全，提高橋梁的運輸經(jīng)濟(jì)合理性。這對縱斷面組成提出了很高的要求?？v斷面圖是進(jìn)行公路橋梁設(shè)計的重要內(nèi)容和技術(shù)文件。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員要把公路的縱斷面圖與平面圖真正結(jié)合起來，控制好公路的空間位置。在進(jìn)行縱斷面圖設(shè)計上，要控制好兩條線，第一是地面線，就是結(jié)合中線上樁點的高程，繪制不規(guī)則線，真實客觀地反映了中線地面的起伏情況；第二是設(shè)計線，設(shè)計人員要結(jié)合實際情況，做好技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等研究，確定一條規(guī)則的幾何線，真實反映路線的起伏情況。

第一，縱斷面地面高程的獲取。在實際過程中，不同的平面設(shè)計方法，就會導(dǎo)致采集縱斷面地面線數(shù)據(jù)方法不同。在具體設(shè)計過程中，如果采用實地定線，則縱斷面地面高程就要對公路中樁測量水準(zhǔn)；如果采用紙上定線，在確定人工紙上定線結(jié)果情況下，一定要在大比例尺地形圖上讀取中樁高程。

第二，縱斷面線形設(shè)計。平面線形確定后，設(shè)計人員要可以結(jié)合實際情況，利用計算機技術(shù)，能夠自動產(chǎn)生完美的縱斷面，這極大地提高了設(shè)計效率，保證了設(shè)計效果，也是研究人員和工程技術(shù)人員非常關(guān)注的地方，獲得了不少的成果，但在實際設(shè)計過程中，仍需要采用人工的方式設(shè)計出初始方案，如圖2所示。

當(dāng)前，我國很多設(shè)計單位采用人工方法設(shè)計縱斷面，然后處理輸入計算機地面高程資料，在計算機屏幕上顯示縱斷面地面線圖，然后再設(shè)計縱坡和進(jìn)行豎曲線計算參數(shù)，然后把相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)輸入計算機，最后利用計算機，來完成縱坡和豎曲線計算，設(shè)計好高程等內(nèi)容，然后輸出數(shù)據(jù)精確的設(shè)計圖表。在實際利用方式設(shè)計過程中，雖然利用計算機，可以保證提高工作效率，但是對縱斷面地面線而言，采用圖紙方式輸出更為直觀，結(jié)合公路的實際情況，比如預(yù)計車速、周圍地形、水文水質(zhì)，還包括工程投資、建筑材料等情況，從而科學(xué)合理地確定路線的縱斷面，這就設(shè)計者的業(yè)務(wù)水平和設(shè)計經(jīng)驗提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。

第三，GIS技術(shù)在公路橋梁設(shè)計應(yīng)用過程中，主要采集、傳遞、儲存、分析以及表達(dá)空間信息。對于橋梁信息管理系統(tǒng)而言，利用GIS技術(shù)能夠有效地提高橋梁信息管理的效率，在設(shè)計過程中，可以采用一個圓點代表一座橋梁，明確其中的方位，然后連接數(shù)據(jù)庫。為了完整客觀地顯示橋梁技術(shù)情況，可以采用不同的顏色，代表不同情況，可以直觀反映橋梁的基本狀況。

圖2布置斷面線

三、做好相互之間配合和協(xié)調(diào)

在進(jìn)行公路橋梁設(shè)計過程中，橋梁具有點多、線長和面廣的特征，橋梁建設(shè)涉及到設(shè)計水平、施工技術(shù)以及管理運營等各個方面，需要各個單位進(jìn)行相互之間的交流與合作。因此，在設(shè)計過程中，要做好對橋梁工程生命周期管理的設(shè)計，把相關(guān)的工程內(nèi)容、協(xié)同平臺projectwise以及施工過程管理，根據(jù)項目周期，把工程參與方集中到統(tǒng)一的平臺上，從而有效地改變傳統(tǒng)的分散交流方式，提高信息集中儲存的效率，保證信息傳遞的及時性、有效性和準(zhǔn)確性，保證各個橋梁工程參與方能夠協(xié)同工作，提高工作效率。

結(jié)語

綜上所述，在橋梁工程設(shè)計過程中，利用計算機信息技術(shù)，可以有效地降低工程造價，提高工作效率，增強設(shè)計的直觀性，為橋梁工程施工提供更為便利的條件。設(shè)計單位要不斷引進(jìn)先進(jìn)的計算機設(shè)計技術(shù)，提高自身的設(shè)計水平。

參考文獻(xiàn)

［1］雪曉冬.公路橋梁設(shè)計中計算機技術(shù)的應(yīng)用［J］.河南科技，2011（4）：91.

［2］王娟.計算機技術(shù)在公路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用［J］.北方交通，2008（4）：122-125.

中圖分類號：U416

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A