淺析路橋設(shè)計(jì)中新技術(shù)的運(yùn)用

安玉超

【摘 要】路橋作為陸路交通建設(shè)中重要的組成部分，在當(dāng)前交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展形勢(shì)一片大好的影響下，為了進(jìn)一步的滿(mǎn)足交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展需求，滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)的建設(shè)需要，做好路橋的設(shè)計(jì)工作就變得尤為重要。傳統(tǒng)的路橋設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前道路的使用標(biāo)準(zhǔn)。因此在進(jìn)行路橋的設(shè)計(jì)中，就必須吸納社會(huì)上出現(xiàn)的高興科學(xué)科技技術(shù)，滿(mǎn)足路橋設(shè)計(jì)的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求。所以，本文將針對(duì)路橋設(shè)計(jì)中運(yùn)用的GPS、計(jì)算機(jī)技術(shù)等新技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

【關(guān)鍵詞】路橋設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則；GPS技術(shù)；計(jì)算機(jī)技術(shù)；高性能混凝土

0 引言

在進(jìn)行陸路交通工程的建設(shè)中，受到地貌地形以及城市交通擁堵?tīng)顩r的影響，很多地區(qū)都會(huì)建設(shè)大量的路橋來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題、緩解城市內(nèi)部交通堵塞狀況。與此同時(shí)，路橋的建設(shè)可以?xún)?yōu)化我國(guó)陸路交通網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，從而拉動(dòng)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)人民共同富裕的目標(biāo)。因此，在路橋設(shè)計(jì)中運(yùn)用新技術(shù)提高路橋質(zhì)量就變得尤為重要。

1 路橋設(shè)計(jì)的相關(guān)原則

在進(jìn)行路橋的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)施工地點(diǎn)的自然環(huán)境、地質(zhì)條件、可以使用材料等進(jìn)行綜合分析，堅(jiān)持技術(shù)工藝可行性及經(jīng)濟(jì)性原則。在進(jìn)行路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要充分的考慮橋體結(jié)構(gòu)的合理性、協(xié)調(diào)性、觀賞性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要重視橋梁結(jié)構(gòu)的安全可行性，要根據(jù)以往橋梁建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)前項(xiàng)目的實(shí)際情況，科學(xué)的設(shè)計(jì)橋梁上部結(jié)構(gòu)建造方式。

其次要盡可能的選擇連續(xù)結(jié)構(gòu)，從而提高橋面的平整度與行車(chē)的舒適性?；诮?jīng)濟(jì)角度分析，橋梁的設(shè)計(jì)要選擇適合于施工地區(qū)地質(zhì)地貌且具有一定經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)方案，從而提高橋梁施工的質(zhì)量、減少資金投入、節(jié)約施工時(shí)間等。在進(jìn)行橋梁高跨比的設(shè)計(jì)重要，要基于經(jīng)濟(jì)性原則結(jié)合施工周邊環(huán)境、橋梁使用要求等設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)性高的新型橋梁結(jié)構(gòu)。

2 路橋設(shè)計(jì)中新技術(shù)的運(yùn)用

2.1 GPS技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

GPS技術(shù)是當(dāng)前全世界較為先進(jìn)的技術(shù)之一，其使用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，并已經(jīng)在路橋設(shè)計(jì)中得到廣泛使用。GPS系統(tǒng)主要是由空間衛(wèi)星群以及地面監(jiān)控系統(tǒng)共同組成，在路橋設(shè)計(jì)中使用該技術(shù)存在五點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：第一點(diǎn)所有的測(cè)量站彼此無(wú)需進(jìn)行通視。第二點(diǎn)是能夠?qū)κ┕の恢眠M(jìn)行精準(zhǔn)定位。第三點(diǎn)是在觀測(cè)中可以準(zhǔn)確的確定測(cè)量物體的三維空間坐標(biāo)，且測(cè)量時(shí)間短，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間觀察。第四點(diǎn)是該技術(shù)操作簡(jiǎn)便、上手方便。第五點(diǎn)是該系統(tǒng)能夠全天候不休息的進(jìn)行工作，可以排除人工及自然環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生的影響作用，并可以通過(guò)高度自動(dòng)化的方式降低人力資本的投入，減少員工的工作壓力，提高作業(yè)的準(zhǔn)確性。

在路橋的設(shè)計(jì)中，道路施工路線(xiàn)的測(cè)量與勘測(cè)、隧道的挖掘等都可以使用GPS技術(shù)。面對(duì)我國(guó)陸路交通建設(shè)總長(zhǎng)度的不斷增加，在很多丘陵山區(qū)等位置都可以使用GPS技術(shù)彌補(bǔ)常規(guī)測(cè)量技術(shù)存在的不足，從而提高測(cè)量的精度與準(zhǔn)確性，確保路橋設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。在進(jìn)行路橋設(shè)計(jì)中運(yùn)用GPS技術(shù)的方法主要為兩種：第一，靜態(tài)相對(duì)定位。所謂的靜態(tài)相對(duì)為指的是把兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的信號(hào)接收器其中一個(gè)放在固定的地面坐標(biāo)上，然后把其他的信號(hào)接收器放在一些未知的地方；置放完成以后，還要保證各個(gè)信號(hào)接收器都不動(dòng)，使其能夠全天對(duì)于一個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)控，這樣就能夠獲得準(zhǔn)確的定位坐標(biāo)。第二種是動(dòng)態(tài)相對(duì)定位；該方法利用了數(shù)字回聲技術(shù)原理，通過(guò)對(duì)施工地質(zhì)地形進(jìn)行探測(cè)的方式了解當(dāng)?shù)氐母黜?xiàng)數(shù)據(jù)，從而保證測(cè)量的結(jié)果滿(mǎn)足路橋設(shè)計(jì)的需求。另外，該技術(shù)在橋梁病害的檢查中也經(jīng)常應(yīng)用，比如說(shuō)橋梁的不規(guī)則沉降等都可以使用該技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)，從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題，降低不必要的損失、減免不必要的麻煩。

2.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

在路橋設(shè)計(jì)中大量的引入計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息化技術(shù)等，等使路橋的生產(chǎn)效率、建設(shè)質(zhì)量等得到快速的提升。路橋技術(shù)的先進(jìn)性主要體現(xiàn)在在路橋設(shè)計(jì)中使用的軟件本身的自動(dòng)化程度以及專(zhuān)業(yè)化水平。經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，我國(guó)路橋軟件經(jīng)過(guò)有效的研究與開(kāi)發(fā)，已經(jīng)積累了大量的設(shè)計(jì)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并在計(jì)算精度、分析能力等方面開(kāi)始趕超國(guó)外同類(lèi)軟件。通過(guò)不斷的提高路橋信息化水平，將有效的搭建路橋建養(yǎng)一體化平臺(tái)，提高在路橋設(shè)計(jì)以及實(shí)施監(jiān)測(cè)中的管理控制能力，提高路橋使用的安全性及可靠性。在路橋信息化建設(shè)中最為重要的技術(shù)手段就是BIM技術(shù)，該技術(shù)在當(dāng)前深受?chē)?guó)家交通建設(shè)部門(mén)的高度重視。

實(shí)現(xiàn)交通信息化是我國(guó)道路交通建設(shè)中重要的環(huán)節(jié)之一，我國(guó)當(dāng)前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)在橋梁工程中的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用調(diào)研，并在路橋的設(shè)計(jì)中使用了BIM技術(shù)。中國(guó)鐵路總公司和中國(guó)交通建設(shè)集團(tuán)開(kāi)始編制橋梁BIM標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)橋梁BIM應(yīng)用軟件、開(kāi)展BIM工程應(yīng)用和示范。BIM技術(shù)已在試點(diǎn)工程中應(yīng)用于橋梁三維建模、碰撞檢查、施工過(guò)程模擬、施工進(jìn)度管理等。在進(jìn)行路橋的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行輔助，將通過(guò)測(cè)量收集的數(shù)據(jù)使用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行橋梁模型的虛擬構(gòu)建，通過(guò)三維立體圖形展現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)這種做法，就可以幫助設(shè)計(jì)人員更加直觀的分析橋梁在完工后的外形狀況以及可以承受未知地質(zhì)災(zāi)害影響的能力。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)模擬，了解橋梁設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并及時(shí)的加以修正，提高路橋設(shè)計(jì)的可靠性與實(shí)用性。

3 高性能混凝土在路橋建設(shè)中的運(yùn)用

高性能混凝土是基于路橋建設(shè)需要通過(guò)結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)而制造的建筑材料，該材料具有經(jīng)濟(jì)性好、耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。高性能混凝土在設(shè)計(jì)中使用了低水膠比理念，提高了混凝土材料的粘合能力，讓混凝土抗?jié)B性得到提升，加上其運(yùn)輸方便、澆筑便捷、密實(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)，所以很快在路橋建設(shè)中得到廣泛運(yùn)用。

3.1 公路建設(shè)中高性能混凝土的運(yùn)用

在進(jìn)行公路建設(shè)的時(shí)候，需要充分考慮道路的實(shí)際使用環(huán)境，由于道路直接受到冰凍、磨耗、自然災(zāi)害等因素的直接破壞，所以高性能混凝土的耐久性便直接發(fā)揮了作用。首先，高性能混凝土能夠極大地提高路基的施工水平與質(zhì)量，避免路基的下沉；其次，它還解決了道路普通混凝土強(qiáng)度等級(jí)較低的缺陷，使得在工程建設(shè)的過(guò)程中使用的水泥相對(duì)減少，同時(shí)保證工程質(zhì)量。

3.2 在路橋中高性能混凝土的運(yùn)用

高性能混凝土可以確保自身力學(xué)性能不受外力影響而變化，在施工前夕，混凝土的強(qiáng)度、穩(wěn)定性完全可以滿(mǎn)足施工要求。在一些極端環(huán)境中，高性能混凝土的流動(dòng)性、使用壽命、耐久性等也不會(huì)受到影響。所以在進(jìn)行路橋的施工中運(yùn)用高性能混凝土，將有效的提高路橋的質(zhì)量、增加路橋的使用時(shí)間、提高路橋建設(shè)及使用的經(jīng)濟(jì)性、避免橋梁耗損過(guò)快等現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行路橋的設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用GPS、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)高新技術(shù)的同時(shí)，在結(jié)合高性能材料的進(jìn)行路橋的建造，將滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)陸路交通建設(shè)對(duì)路橋使用的發(fā)展需求，并進(jìn)一步的提高路橋建設(shè)質(zhì)量。除此之外，在未來(lái)的路橋設(shè)計(jì)中，相關(guān)單位要不斷的攝取國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)方法及經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)引用先進(jìn)技術(shù)的方法提高路橋設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量及可行性，為國(guó)家陸路交通的建設(shè)發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。

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