数字技术在路桥设计中的应用研究

数字技术在路桥设计中的应用研究

于雅琳

 山东通达路桥规划设计有限公司  山东省  264000

摘要：随着社会经济的快速发展,交通运输也随之发生了变化,公路桥作为交通运输的主导力量,在人民群众的日常生活中起着举足轻重的作用,是交通事业中不可缺少的组成部分。本文提出将数字技术运用到设计工作中,以提高路桥的设计效果,从而更好地指导施工。首先,简要介绍了路桥设计中数字科技的应用现状,然后探讨了数字技术在路桥设计中的应用,希望为相关人员提供参考。

关键词：数字技术；路桥设计；应用研究；

引言：道路和桥梁工程涵盖范围广泛,包括路基和路面工程,以及桥梁、立交桥和隧道。随着公路桥梁工程建设难度的不断加大,在公路桥梁工程设计过程中,不仅是工程图纸的绘制,而且是常用设计模型的建模和实际工程数据的仿真分析,需要大量的数据计算。在这些方面,数字技术比人类有着天然的优势。在公路桥梁工程设计中,经常需要对多个方案进行比较和验证,这涉及到多个数据的计算和比较。借助数字技术,设计师可以快速做出决策,提高设计工作的效率。

一、路桥设计中数字科技的应用现状

（一）应用现状

从当前的整体发展现状,数字技术在路桥设计中的应用备受关注,并通过多年的发展取得令人瞩目的成绩,但是从全局出发,因为受到多方面因素的影响,数字科技的应用程度比较低,应用范围比较局限,仅仅停留在信息库构建或者绘图等方面,没有充分发挥出数字科技的作用与价值。其中探其原因,之所以产生这种现象是因为缺乏对数字技术的重视,且相关路桥规划人员数字科技的使用能力比较差,没有准确把握这一技术,导致应用效率过差。

（二）应用意义

时代的发展下诞生了数字技术,在路桥设计中应用数字技术可以提高其准确性与科学性,增强路桥设计的经济效益。其一是利用数字技术可以对桥梁下部进行预算、设计,并展现在相关界面之上。其二是应用数字技术能够做好路桥设计中各项信息的有效处理,进行研究测算,促使路桥规划中的原始信息更为简单,减少各类误差的发生,提高路桥设计的准确。

二、数字技术在路桥设计中的具体应用

（一）信息采集

信息采集环节是路桥设计中必不可少的步骤,可以说没有前期的现场勘察、测量,就不会有后期高质量、高效率的设计。在路桥工程中,项目受到天气、地形和周边环境的影响较大,在前期信息采集的过程中,设计人员必须考虑这些因素对路桥设计带来的影响。如今,随着移动互联技术的不断提高,信息采集的过程不需要完全依赖于设计人员的现场勘察,可以利用行业大数据库对一些已采集的信息进行调用,也可以根据勘察的信息与大数据库中的信息进行对比,验证数据的准确性。当然有部分实力雄厚的路桥单位,针对路桥设计的全过采用了数字化系统的管理模式,使设计人员根据系统提供的标准信息采集模板,进行现场的设计勘察工作。数字技术在路桥设计信息采集阶段的应用,让设计单位的信息采集工作标准化,也便于后期数据的统计和同类型项目大数据库的建立,同时方便了设计人员在设计过程中对数据的预览和调用。

（二）协作设计

鉴于当前路桥设计工作的要求越发提高,当前工程设计的困难性愈发困难,现阶段的路桥设计工作已经不再是单一单位和单元就可以完成的了,而是需要在设计的过程中,依靠各个单元之间的有效交换和互换。特别是在传统的设计模式下,如果一旦存在设计要求需求的新更好,相关的设计人员就需要在设计的过程中,重头进行设计工作的进行,而在复杂的设计情况下,设计工作的重新开始并不能保障现阶段设计与前阶段设计的匹配,更容易在数据参数上存在很大的问他们。但是如果在路桥设计的过程中应用数字技术,那么整体的设计情况将大不相同,通过对数字技的应用,相关的设计人员可以根据参数化的控制模型,实现结合新需求的精确修改,数字技术可以根据参数的变化自动进行设计流程图纸的变化,以此提升设计的流畅性,减少了设计的复杂度。而在这一领域中,最为成熟的技术就是DP。在DP的参数化模型中,不光模型中的三维二维模型是互相连接的,其中各个设计的物理属性也是紧密连接的,因此在实际的设计中,一个参数的变化就可以引起其他参数的自动连锁型反应,实现各个属性数据的自动更新,可以极大的提升设计效率,减少设计过程中的繁杂计算和数据更新。换位思考,在设计的过程中,也可以通过对数据的刻意修改,实现对三维模型的改变,以此经过多次尝试,寻求最为合适的路桥设计模型和方案,这种设计方法不但快速便捷,还几乎没有设计成本,总的来说可以实现路桥设计的质量提升。

（三）道路工程设计

传统模式的道路工程设计工作凸显往复、复杂、琐碎的特征,为避免这些问题,有必要实现数字技术在设计道路进程中的全范围、深层次应用。实现道路设计中数字化技术应用,主要表现在以下几点:

其一,通过数字技术可解决以往城市道路应用过程中的立交互动与线性交叉问题,在应用数字技术之后,可对道路的整体设计以及后续的应用情况有一个整体的把握,在此基础上对其进行计算与逻辑推导,有效调整道路的纵断面与平面,以数字技术中的智能化运算来解决城市道路应用过程中的拥堵问题；其二,通过数字技术可对设计进程中的各项道路参数进行实时追踪与监控,特别是实现各项专业类软件的综合与应用,可协调多专业的桥梁团队；其三,通过数字技术与计算机系统的应用,可保持道路控制点、核心位置信息以及焦点间距等各个系统间的平衡性,从而使得道路工程曲线半径、转角方式、分布状态等参数按照数字化模式呈现,提升道路设计质量;其四,数字技术可为设计人员构建相应的操作空间与辅助系统,比如通过HCAD 系统,可让设计人员进行交互式处理与动态设计,在发挥各项专业软件与数字技术的基础上,设计人员能够迅速明确工程标高、位置等关键信息,并把握道路纵横方向数据信息,发挥出数字技术更大价值的同时,为设计人员构建更加先进、直观的设计平台以及操控空间。

（四）桥梁设计

桥梁设计进程中,挠度设计、结构设计与承载力计算与分析等工作异常关键,在引入数字技术后,通过其精准计算能力,能够有效保证设计工作的精准性,保障桥梁设计的运行寿命与安全,比如可借助人机交互,将各个阶段的设计成果展示在计算机界面,并以相关分析软件来对各项数据信息进行整理、分析、储存与应用;同时,也可借助数字技术来构建桥梁跨度结构,以模型为参考来处理其中的拉弯问题,优化桥梁上部平整度以及两端坡度,提升其合理性与美观性;最后可借助界面显示,控制端点变化在一定范围内,保持桥梁结构变化幅度与极限承载力不会遭受过多影响,以此来优化整体的桥梁设计工作,这对于提升桥梁的整体性能来说有着一定的促进作用。

（五）工程量计算和统计

在路桥设计的过程中,工程量的计算和统计工作必不可少,不论是路桥工程用料的核算还是工期的计算都属于路桥设计的工作范围。现在越来越多的路桥设计单位引入了BIM 技术,该技术能对路桥工程的所有信息进行存储,根据前期的模型数据库,让工程量的计算和统计工作更加精确。另外数字技术中的大数据技术也是工程量计算的辅助技术,可利用同类型路桥工程的大数据,分析工程量计算的准确性,帮助设计人员及时纠正设计中的错误。以此不难看出,路桥设计工作对设计数据的精准性要求较高,为提升路桥建筑设计质量,设计人员要重视工程量计算与统计,确保数据真实性与精准性。

结束语:

随着科学技术的不断发展,各种新型技术也在不断的出现,给人们的生产生活带来了改变。运用新技术来进行路桥施工设计,不但能够提高施工建设的质量,降低过程成本,还能更高的促进建筑领域的有效发展。以后,还需要更多的有关专业人才进行深入的探索,能把更多和更好的新技术运用到人们的生产生活当中去,以此来促进我国建筑领域的快速发展。

参考文献：

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