路橋設(shè)計中新技術(shù)應(yīng)用的探討

1、<p>　　路橋設(shè)計中新技術(shù)應(yīng)用的探討</p><p>　　摘要：隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，路橋建設(shè)大規(guī)模興起。為保證路橋工程項目的整體質(zhì)量，做好路橋設(shè)計工作尤為重要，而各種新技術(shù)的相繼產(chǎn)生也為路橋設(shè)計提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，在保證路橋設(shè)計的精準(zhǔn)性和合理性方面發(fā)揮了不可替代的作用。本文著重介紹了計算機(jī)新技術(shù)、GIS技術(shù)和GPS技術(shù)在路橋設(shè)計中的應(yīng)用，希望為設(shè)計者提供參考。 </p><

2、p>　　關(guān)鍵詞：路橋設(shè)計；新技術(shù)應(yīng)用；計算機(jī)；GIS；GPS </p><p>　　Abstract: With the development of transport in China, the rise of large-scale road and bridge construction. Is particularly important in order to ensure the overal

3、l quality of the road and bridge projects, good road and bridge design work, have produced a variety of new technologies for road and bridge design provides strong technical support, guarantee the precision and rationali

4、ty of the road and bridge design aspects play a an irreplaceable role. This article focuses on the new computer techn</p><p>　　中圖分類號： F224-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012） </p><p>　　一、計算機(jī)新技術(shù)在路橋設(shè)計

5、中的應(yīng)用 </p><p>　　近幾年隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，計算機(jī)水平有了大幅提升。多媒體、網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實等計算機(jī)新技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。這些新技術(shù)應(yīng)用于路橋設(shè)計中，必將給路橋設(shè)計帶來諸多的便利。 </p><p>　?。ㄒ唬┯嬎銠C(jī)新技術(shù)概述 </p><p>　　目前應(yīng)用比較廣泛的計算機(jī)新技術(shù)有人―機(jī)交換技術(shù)，實時拖動技術(shù)，可視化技術(shù)等。人―機(jī)交換技術(shù)是指計算

6、機(jī)本身能夠?qū)⒙曇?、文字、圖像等信息綜合處理，并以其形象、方便的交互性，大大的使人機(jī)界面得到改觀，從而使得使用程序更加容易。而實時拖動技術(shù)就是在造作中點設(shè)備直觀的相對位移來表示某一自變量的變化數(shù)值，再致電設(shè)備相應(yīng)的連續(xù)拖動后隨之產(chǎn)生的位移的同時，其他的有關(guān)因變量也即刻變化，且表現(xiàn)為由各變量共同確定的由可視化圖形對應(yīng)的平滑而連續(xù)的動態(tài)變形過程?？梢暬夹g(shù)是將計算機(jī)自建立模型到結(jié)果的輸出均采用圖形的輸出和輸入的方式來實現(xiàn)，從而把工作人員從繁瑣

7、的數(shù)據(jù)當(dāng)中解脫出來，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)交給計算機(jī)去處理。 </p><p>　?。ǘ┯嬎銠C(jī)新技術(shù)在路橋設(shè)計中的具體應(yīng)用 </p><p>　　1.新技術(shù)在道路程序設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　在道路程序的設(shè)計中，利用實時拖動等技術(shù)，以實現(xiàn)路線與互通式立交的動態(tài)可視化設(shè)計與修改為核心，并可智能化地完成各種平、縱面接線計算，使用戶完全擺脫以往路線和互通立交的設(shè)計中瑣碎

8、繁雜的具體計算與繪圖,而通過宏觀的控制各參數(shù)與指標(biāo),直接在windows圖形界面下輕松完成項目的設(shè)計與修改。采用交互式定制的方法進(jìn)行平、縱面設(shè)計與繪圖。 （1）平面動態(tài)可視化設(shè)計與繪圖 </p><p>　　用戶可在計算機(jī)屏幕上交互進(jìn)行定線及修改設(shè)計,在動態(tài)拖動修改交點位置、曲線半徑等參數(shù)的同時,可以實時監(jiān)控其交點間距、轉(zhuǎn)角、半徑等技術(shù)參數(shù)。 </p><p>　　（2）縱斷面交互式動態(tài)拉

9、坡與繪圖 </p><p>　　系統(tǒng)支持動態(tài)交互式拉坡與豎曲線設(shè)計。用戶可適時修改變坡點的位置、標(biāo)高、豎曲線半徑等參數(shù)。 </p><p>　　2.新技術(shù)在橋涵程序設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　?。?）橋梁制圖設(shè)計軟件如橋梁通,這套軟件具有橋梁下部計算、設(shè)計、制圖功能,其界面可視化比較成功,使用者可以方便地通過人機(jī)交互方式進(jìn)行設(shè)計,設(shè)計成果實時地體現(xiàn)在界面上。同

10、時這類軟件幾乎不要求使用者對計算機(jī)知識的掌握程度。 </p><p>　?。?）橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件象橋梁博士(Dr?Bridge) ,Dr?Bridge 系統(tǒng)是一個集可視化數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、結(jié)構(gòu)分析、打印為一體的綜合性橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工計算系統(tǒng)。它寄托在Windows平臺上,系統(tǒng)全部輸入數(shù)據(jù)均采用標(biāo)準(zhǔn)界面人機(jī)交互進(jìn)行。Dr?Bridge系統(tǒng)由于重點在結(jié)構(gòu)分析計算上,故能否做到簡便、正確的進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡化及模擬成為軟

11、件成功與否的先決條件。由于可視化編程技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、三維建模等新技術(shù)的應(yīng)用,較好地解決了結(jié)構(gòu)簡化與輸入問題。它具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯和自動生成工具,使原始數(shù)據(jù)的輸入更加明了和方便。 </p><p>　　3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用 </p><p>　　虛擬現(xiàn)實,是近年來發(fā)展起來的一種尖端技術(shù),它是通過在計算機(jī)中建立真實世界中的物體和設(shè)計中的虛擬物體模型及其他多維物體,模型建好后,用戶可通過特

12、制的頭盔、手柄等傳感器身臨其境地去聽、去看、去感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以說是提供了一種最直接、全面、有效認(rèn)識現(xiàn)實空間和虛擬空間的途徑,將來虛擬現(xiàn)實技術(shù)必將在路橋設(shè)計中引起一種新的革命。 </p><p>　　二、GIS技術(shù)在路橋設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　隨著GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)的發(fā)展，軟件功能日趨多樣化，其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大到路橋設(shè)計領(lǐng)域，在一定程度上推動著路橋設(shè)計的發(fā)展。下面分

13、析GIS若干功能在路橋設(shè)計中的應(yīng)用。 </p><p>　?。ㄒ唬┛臻g插值功能生成工程地質(zhì)等值線 </p><p>　　工程地質(zhì)等值線圖是一種應(yīng)用非常廣的圖形, 它是在二維平面上把一種空間分布現(xiàn)象中具有相同數(shù)值如土層厚度、基巖埋深等的離散點連接而成的圖形。它是工程地質(zhì)數(shù)據(jù)的圖像化表達(dá), 使人能夠很好地看到工程地質(zhì)數(shù)據(jù)變化的趨勢, 直觀地看到計算機(jī)模擬的結(jié)果, 因此是反映區(qū)域地質(zhì)情況的重要圖

14、件之一。 </p><p>　　（二）Voronoi多邊形在巖體類型分布圖編制中的應(yīng)用 </p><p>　　自然界中, 廣泛存在著相近相似原理, 即距離相近的事物比距離遠(yuǎn)的事物具有更大的相似性。在地質(zhì)現(xiàn)象中, 這種思想也普遙得到了印證并反映在各類工程地質(zhì)圖件中, 比如由鉆孔柱狀圖得到的工程地質(zhì)剖面圖, 以及繪制工程地質(zhì)等值線如基巖埋深等值線等時, 采用的反距離權(quán)插值, 離擂值點越近的樣本

15、點賦予的權(quán)重越大, 均反映了這種原理。同樣, 在編制巖體類型分布圈過程中, 當(dāng)離散采樣鉆孔點有限時, 應(yīng)用相近相似原理推斷其他位置的巖體類型也是比較合理的。 </p><p>　　Voronoi多邊形是根據(jù)已知點集對平面施行的一種分割, 又叫泰森多邊形, 是荷蘭氣候?qū)W家提出的一種根據(jù)離散分布的氣象站的降雨量來計算平均降雨量的方法即將所有相鄰氣象站連成三角形, 作這些三角形各邊的垂直平分線, 于是每個氣象站周圍的若

16、干垂直平分線便圍成一個多邊形。用這個多邊形內(nèi)所包含的一個唯一氣象站的降雨強(qiáng)度來表示這個多邊形區(qū)域內(nèi)的降雨強(qiáng)度。Voronoi多邊形的原理和特點表明, 其很好地反映了這種相近相似原理。因此在巖體類型分布圖的編制過程中, 采用Voronoi思想是科學(xué)合理的。一些大型GIS軟件, 如美國ERSI公司推出的ArcGIS, 中國中地數(shù)碼集團(tuán)研發(fā)的MAPGIS等, 均可完成Voronoi多邊形的剖分和分析。 </p><p>

17、;　　三、GPS技術(shù)在路橋設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　GPS（全球定位系統(tǒng)）可為用戶提供精準(zhǔn)的三維空間坐標(biāo)、運動的物體三位速度以及標(biāo)準(zhǔn)時間，具有連續(xù)性、全球性、和全天候等特點。 </p><p>　?。ㄒ唬〨PS技術(shù)在道路設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　1.繪制大比例尺地形圖 </p><p>　　高等級公路選線多是在大比例尺(1

18、：1000或1：2000)帶狀地形罔上進(jìn)行。用傳統(tǒng)方法測圖，首先是要建立控制點，然后進(jìn)行碎部測量，繪制成大比例尺地形圖。這種方法工作量大、速度慢、花費時間長。而用實時GPS動態(tài)測量可以克服這個缺點，只需在沿線每個碎部點上停留一兩分鐘，即可獲得各點的坐標(biāo)、高程。結(jié)合輸入點的特征編碼及屬性信息，構(gòu)成帶狀所有碎部點的數(shù)據(jù)，在室內(nèi)即可用繪圖軟件成圖。由于只需采集碎部點的坐標(biāo)和輸入其屬性信息，而且采集速度快，因此大大降低了測圖難度，既省時又省力，

19、非常實用。 </p><p>　　2.道路的橫、縱斷放樣和土石方量計算 </p><p>　　縱斷放樣時，先把需要放樣的數(shù)據(jù)輸入到電子手簿中(如：直線正負(fù)坡度值、豎曲線半徑)，生成一個施工測設(shè)放樣點文件，并儲存起來，這樣就可以到現(xiàn)場隨時放樣測設(shè)。 </p><p>　　橫斷放樣時，先確定出橫斷面形式(填、挖、半填半挖)，然后把橫斷面設(shè)計數(shù)據(jù)輸入電子手簿中（如邊坡坡度

20、、路肩寬度、路幅寬度、超高、加寬、設(shè)計高)，生成一個施工測設(shè)放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設(shè)。同時軟件可以幫助自動與地面線銜接進(jìn)行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進(jìn)行土方量計算。通過繪圖軟件?？衫L出沿線的縱斷面和各點的橫斷面圖。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時所采集的，因此不需要到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量，大大減少了外業(yè)工作。而且必要時，可用動態(tài)GPS到現(xiàn)場檢測復(fù)合。這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟(jì)又實用。 </p><

21、;p>　?。ǘ〨PS技術(shù)在橋梁設(shè)計中的應(yīng)用 </p><p>　　對于在江、河上修建的大跨徑橋梁，采用傳統(tǒng)光學(xué)儀器和全站儀來定位是比較困難的，GPS在這方面發(fā)揮了一定的優(yōu)勢。因為GPs采用的是空間三點后方距離交會法原理來定位，不受江面外界情況干擾，點與點之間不要求必須通視，二三分鐘即可測1個點，簡捷方便，精度高，大大提高了作業(yè)效率。它的平面坐標(biāo)定位精度在5±10-6mm左右?；€長度有幾米到幾十

22、公里，這完全符合橋梁控制網(wǎng)的要求。 </p><p>　　另外在隧道測量中GPS技術(shù)也具有廣泛的應(yīng)用前景，GPS以其測量無需通視，從而減少了常規(guī)方法中間環(huán)節(jié)。因此，操作中速度快、精度高，經(jīng)濟(jì)和社會效益也非常明顯。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　近些年我國的路橋建設(shè)取得了重大的成就，但與發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定的

23、差距，因此我國要在新技術(shù)領(lǐng)域多加以研究和應(yīng)用，提高工作效率，提高生產(chǎn)產(chǎn)值和企業(yè)利潤，降低工作成本，促進(jìn)我國路橋建設(shè)事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]孟慶麗，張婷婷.計算機(jī)新技術(shù)在路橋設(shè)計中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2005.10 </p><p>　　[2]黃國強(qiáng)，蘇長勇.GPS測