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计算机技术在公路桥梁设计中的运用_图文

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 计算机技术在公路桥梁设计中的运用 作者:高珊 来源:《中国新技术新产品》2016 年第 11 期 摘 要:随着我国交通事业的发展,公路桥梁数量不断增加,对于公路桥梁施工质量要求 越来越高。与此同时,计算机网络信息技术在公路桥梁中的应用,在很大程度上提高了公路桥 梁设计水平,保证了公路桥梁的施工质量。因此,本文就针对计算机技术在公路桥梁设计中的 运用展开论述。 关键词:计算机技术;公路桥梁;设计;运用 中图分类号:U416 文献标识码:A 利用计算机先进技术,可以为工程设计、施工以及管理提供良好的服务,做好桥梁、隧 道、涵洞以及水文计算,合理调配和计算土方石,有效地节省工程费用和预算,还可以根据实 际情况统计过往车辆。另外,运用集成计算机辅助软件,可以模拟桥梁、涵洞以及隧道工程 图,为施工创造良好的条件。因此,本文首先分析计算机技术在公路桥梁中的现状,接着就针 对计算机技术在公路桥梁设计中的应用展开论述。 一、计算机技术在公路桥梁建设过程中的运用现状 就目前而言,在当前新建的桥梁建设过程中,很多桥梁存在安全隐患,每年需要加固和维 修的桥梁数量越来越多。在实际过程中,可以采用计算机技术可以做好桥梁养护和改造等难 题。要想解决问题,就要做好桥梁设计工作,为以后公路桥梁养护和管理提供完整的数据,在 桥梁建造和运营过程中,就要做好信息管理和数据搜集,这些工作都要从桥梁最初设计开始。 但是在我国的很多地区,设计人员在设计好图纸以后,就把图纸交给施工单位,在公路桥梁工 程完成后,图纸就没用了,没有进行有效的搜集和归档,在很大程度上增加了查询的困难。运 用计算机先进技术,可以在电脑上模拟桥梁,建立一个数字化的桥梁,不仅可以提供精确全面 的数据,而且可以进行修正、查询和模拟,便于公路桥梁以后的维修和管理,提高工作效率, 省去很多麻烦。因此,在进行公路桥梁设计过程中,要保存好相应的数据,建立完整的数据模 型,树立良好的设计理念,把精确有效的数据传送给公路养护部分,有效避免出现反复数据采 集的情况,最大限度地降低桥梁后期养护和管理的成本。 二、公路桥梁设计中计算仿真和虚拟技术 在进行公路桥梁设计过程中,要利用计算机做好仿真技术。因此,设计者可以结合桥梁的 特点,运用计算机仿真技术,做出精确计算,确定科学合理的设计方案。而虚拟技术就是把计 算机图形、仿真以及传感器等多种技术结合在一起,设计出真实的三维图像,创建一个合理的 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 虚拟工程环境,然后设计者结合实际情况,对设计不断完善,保证设计的完美性、科学性以及 合理性。 (一)计算机虚拟辅助设计 在实际设计过程中,要控制好以下因素。第一,设计人员要保证平面线形与施工现场的地 形、地物相适应,与施工的周围环境相协调,避免对环境造成巨大的破坏。第二,设计人员要 保持平面线形的均衡性与连贯性,提高设计的精确性。第三,在实际设计过程中,设计人员要 避免出现连续急弯的情况。第四,要严格结合公路设计规范,满足不同等级公路平面线形设计 要求。最后,设计人员选定公路控制点后,要进行详细严格的计算,控制好公路平面线形设计 的主要过程,在同城情况下,采用直线——缓和曲线——圆曲线——缓和曲线——直线这样的 方式进行组合而成,如图 1 所示。 (二)公路纵断面辅助设计 在实际设计过程中,沿着公路中线,进行竖直剖切,再展开就是路线纵断面,它总是一条 有起伏的空间线,在进行公路纵断面设计过程中,就要考虑到汽车的动力特性、当地的自然条 件等,保证公路的使用寿命。设计人员还要重点分析伏空间线几何构成的大小及长度,保证桥 梁行车安全,提高桥梁的运输经济合理性。这对纵断面组成提出了很高的要求。纵断面图是进 行公路桥梁设计的重要内容和技术文件。在设计过程中,设计人员要把公路的纵断面图与平面 图真正结合起来,控制好公路的空间位置。在进行纵断面图设计上,要控制好两条线,第一是 地面线,就是结合中线上桩点的高程,绘制不规则线,真实客观地反映了中线地面的起伏情 况;第二是设计线,设计人员要结合实际情况,做好技术上、经济上以及美学上等研究,确定 一条规则的几何线,真实反映路线的起伏情况。 第一,纵断面地面高程的获取。在实际过程中,不同的平面设计方法,就会导致采集纵断 面地面线数据方法不同。在具体设计过程中,如果采用实地定线,则纵断面地面高程就要对公 路中桩测量水准;如果采用纸上定线,在确定人工纸上定线结果情况下,一定要在大比例尺地 形图上读取中桩高程。 第二,纵断面线形设计。平面线形确定后,设计人员要可以结合实际情况,利用计算机技 术,能够自动产生完美的纵断面,这极大地提高了设计效率,保证了设计效果,也是研究人员 和工程技术人员非常关注的地方,获得了不少的成果,但在实际设计过程中,仍需要采用人工 的方式设计出初始方案,如图 2 所示。 当前,我国很多设计单位采用人工方法设计纵断面,然后处理输入计算机地面高程资料, 在计算机屏幕上显示纵断面地面线图,然后再设计纵坡和进行竖曲线计算参数,然后把相应的 设计参数输入计算机,最后利用计算机,来完成纵坡和竖曲线计算,设计好高程等内容,然后 输出数据精确的设计图表。在实际利用方式设计过程中,虽然利用计算机,可以保证提高工作 效率,但是对纵断面地面线而言,采用图纸方式输出更为直观,结合公路的实际情况,比如预 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 计车速、周围地形、水文水质,还包括工程投资、建筑材料等情况,从而科学合理地确定路线 的纵断面,这就设计者的业务水平和设计经验提出了更高的要求和标准。 第三,GIS 技术在公路桥梁设计应用过程中,主要采集、传递、储存、分析以及表达空间 信息。对于桥梁信息管理系统而言,利用 GIS 技术能够有效地提高桥梁信息管理的效率,在设 计过程中,可以采用一个圆点代表一座桥梁,明确其中的方位,然后连接数据库。为了完整客

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