关于计算机在道路桥梁设计中应用的两个设想

关于计算机在道路桥梁设计中应用的两个设想

林昆

【关键词】：计算机模拟；三维动画；软件设计；道路桥梁设计

随着科技发展的日新月异，我国计算机水平也飞速提升，与道路桥梁设计应用相关的计算机互联网技术也开始走进公众视野，为越来越多人所知道，并且也给道路桥梁设计和施工领域打开了很多新的发展方向和发展思路。在过去几年中难以解决和攻克的一些设计难题，随着相关技术的不断出现与成熟也开始迎刃而解，越来越多的优秀的计算机软件也开始出现用来服务于道路桥梁设计和施工。接下来我们将介绍关于计算机在道路桥梁设计应用中的两点猜想，以期望给大家一些更为真实有效的信息参考。

一、道路桥梁设计：电脑模拟实验和虚拟现实技术

道路桥梁设计中技术工作的核心是其从设计阶段到模拟技术设计阶段的工作。通过专业的电脑模拟实验和虚拟现实技术来设计出可以有效运行模拟技术工程的基础设施和有效的施工技术来最终确定道路桥梁设计的最终方案。虚拟现实技术指的是利用先进的虚拟制图技术、计算机模拟技术和传感器技术等技术来扩充计算机应用的优势，并通过直接三维影响设计师来进行真实的道路桥梁设计，在假想的大环境下利用虚拟现实达到与实际场景的完美融合，最终确保设计出来的作品可以呈现最为完美真实的视觉互动环境，进而保障工程质量。

二、三维动画模拟在道路设计中的应用

2.1概述

三维动画模拟指的是可以将道路桥梁设计所需要的各个具体参数输入计算机，例如地形图数据、道路设计的平截面、纵截面、横截面的具体参数要求等，并且地形图数据可以是三维空间的数据不再局限于过去的二维，这种技术在现在的一些道路设计软件中已经得到了广泛应用，并且这些软件还可以将需要的一些地面物体进行一定程度的简化从而使得图稿更加生动逼真。三维动画模拟还被设想用于将航拍的三维地形图照片通过计算机软件转化成逼真的三维立体模型在电脑上呈现，使得实际环境中的山丘、平原、沟壑等各种地面地形都能得到很好的呈现，最终形成一个现实环境的真实模拟，形成一个全面完整的道路三维立体模型。通过三维动画模拟还可以虚拟汽车在道路上的行驶情况，按照给定速度在设计道路中行驶，在实际施工前给设计者最贴近真实环境的道路行驶感受来达到优化设计的目的，这已经成为道路桥梁设计必备的工具之一。三维动画模拟还可以将道路设计中的一些细节性问题进行优化，例如道路上的各种提醒标志、标线等都可以通过计算机得到很好的设计甚至呈现出在大型游戏机上的模拟体验行车的感觉，该技术在较为重要的高等级道路和较为复杂的道路上都是可行的，甚至可以应用于更为复杂的道路大型立交设计和铁路设计当中。

2.2道路桥粱设计中的计算机仿真和虚拟现实技术

在道路桥梁设计中，设计工作的核心是仿真技术，仿真技术水平的高低直接影响到设计图的真实效果，工程设计者通过运用仿真技术对工程的结构合理性、施工技术实际水平进行评估，进行认真的核算之后确定最终的工程设计方案。虚拟技术即VR技术，其整合了计算机图形技术、计算机仿真技术和传感器技术等多种计算机技术的优势条件，为设计者提供更加真实直接的三维立体模型，为道路桥梁施工者营造一个虚拟但是贴近真实的施工环境，让设计者不断完善设计满足施工者和道路行驶者的需求，使得设计不断贴近现实日趋完美，形成一个可视的交互平台。道路平面设计的难度是非常高的，高速公路的平面设计需要非常逼真贴近现实的图纸设计，例如其中木桩的坐标确定等就需要三维立体模型的帮助，需要首先确定地平线和人行道位置，保障行驶和自然美的完美贴合，这一切都离不开仿真和虚拟现实技术。

三、计算机模拟在桥梁设计中的应用

3.1概述

在以往的设计经验中，对于桥梁结构一般是做起受力分析，然后根据各部分需要承担的受力情况对桥梁不同部位作出不同的设计需求。在桥梁设计时我们可以作出这样一个设想：在桥梁初步设计完工后，通过在计算机上进行模拟加载，模拟车辆府中在桥梁上行驶，然后利用计算机技术显示出此时桥梁不同部位的受力情况和变形情况，将不同受力程度和变形程度用不同颜色标示出来，并考察各个部位颜色的变化程度是否在可接受的合理范围之内。在实际施工过程中桥梁建筑的结构相对较为复杂，不仅结构形式不同、材料不同，连接的结构也有所不同，因此我们需要将桥梁结构进行一定程度上的简化来生成其模拟结构，在计算机技术不断发展的今天已经可以做到面对多样的桥梁结构，设计者都能给出较为完美的设计方案，例如同济大学桥梁博士设计的软件中桥梁各部分应力、变形、荷载影响状况都可以直观体现在三维模型中，因此我们利用荷载呈现桥梁在实际状况中承受车辆行驶的状况，利用颜色变化观察受力状况变化等设想也有望实现。

3.2计算机的优化与建模技术

在桥梁建设工程的规划、设计、施工和管理中，设计者运用计算机优化和建模技术综合全面考虑在经济、时间上的效益组合，达到实现效益最大化的目的。例如AutoCAD软件系统主要用来做辅助绘图工作，随着不断升级，在原来的二维绘图编辑功能上又增添了较强的3D立体绘图功能和实体造型技术，使得设计者在更优环境中进行设计。

四、结语

随着科学技术的不断进步发展，21世纪的计算机应用技术产业正在广泛应用于道路桥梁设计当中，不断提升设计水平。道路设计、建设和电脑的发展，使得设计者在完成必需的手段使用、工程设计图纸、电算过程中，通过超精密、高速发展的计算机应用软件来不断完善和提升图纸设计水平，使得设计更加真实和更加人性化、效益化，本文通过提出计算机在道路设计和桥梁设计中应用的两个大胆的设想,希望未来计算机技术可以更好地应用于道路和桥梁设计。

五、参考文献

[1]杨鹏宇.公路桥梁设计中计算机技术的应用分析[J].青海交通科技,2018(04):92-94.

[2]李金英.浅谈计算机技术在公路桥梁设计中的应用[J].科技展望,2014(07):55.