路橋設計中新技術應用的探討

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

2、p>　　關鍵詞：路橋設計；新技術應用；計算機；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 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012） </p><p>　　一、計算機新技術在路橋設計

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

6、機本身能夠將聲音、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。而實時拖動技術就是在造作中點設備直觀的相對位移來表示某一自變量的變化數(shù)值，再致電設備相應的連續(xù)拖動后隨之產(chǎn)生的位移的同時，其他的有關因變量也即刻變化，且表現(xiàn)為由各變量共同確定的由可視化圖形對應的平滑而連續(xù)的動態(tài)變形過程?？梢暬夹g是將計算機自建立模型到結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)當中解脫出來，將復雜的數(shù)據(jù)交給計算機去處理。 </p><p>　?。ǘ┯嬎銠C新技術在路橋設計中的具體應用 </p><p>　　1.新技術在道路程序設計中的應用 </p><p>　　在道路程序的設計中，利用實時拖動等技術，以實現(xiàn)路線與互通式立交的動態(tài)可視化設計與修改為核心，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,直接在windows圖形界面下輕松完成項目的設計與修改。采用交互式定制的方法進行平、縱面設計與繪圖。 （1）平面動態(tài)可視化設計與繪圖 </p><p>　　用戶可在計算機屏幕上交互進行定線及修改設計,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、轉角、半徑等技術參數(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計。用戶可適時修改變坡點的位置、標高、豎曲線半徑等參數(shù)。 </p><p>　　2.新技術在橋涵程序設計中的應用 </p><p>　?。?）橋梁制圖設計軟件如橋梁通,這套軟件具有橋梁下部計算、設計、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交互方式進行設計,設計成果實時地體現(xiàn)在界面上。同

10、時這類軟件幾乎不要求使用者對計算機知識的掌握程度。 </p><p>　?。?）橋梁結構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、結構分析、打印為一體的綜合性橋梁結構設計與施工計算系統(tǒng)。它寄托在Windows平臺上,系統(tǒng)全部輸入數(shù)據(jù)均采用標準界面人機交互進行。Dr?Bridge系統(tǒng)由于重點在結構分析計算上,故能否做到簡便、正確的進行結構簡化及模擬成為軟

11、件成功與否的先決條件。由于可視化編程技術、人機交互技術、三維建模等新技術的應用,較好地解決了結構簡化與輸入問題。它具有強大的數(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)實技術的應用 </p><p>　　虛擬現(xiàn)實,是近年來發(fā)展起來的一種尖端技術,它是通過在計算機中建立真實世界中的物體和設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)實技術可以說是提供了一種最直接、全面、有效認識現(xiàn)實空間和虛擬空間的途徑,將來虛擬現(xiàn)實技術必將在路橋設計中引起一種新的革命。 </p><p>　　二、GIS技術在路橋設計中的應用 </p><p>　　隨著GIS（地理信息系統(tǒng)）技術的發(fā)展，軟件功能日趨多樣化，其應用范圍逐漸擴大到路橋設計領域，在一定程度上推動著路橋設計的發(fā)展。下面分

13、析GIS若干功能在路橋設計中的應用。 </p><p>　?。ㄒ唬┛臻g插值功能生成工程地質等值線 </p><p>　　工程地質等值線圖是一種應用非常廣的圖形, 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。它是工程地質數(shù)據(jù)的圖像化表達, 使人能夠很好地看到工程地質數(shù)據(jù)變化的趨勢, 直觀地看到計算機模擬的結果, 因此是反映區(qū)域地質情況的重要圖

14、件之一。 </p><p>　?。ǘ￢oronoi多邊形在巖體類型分布圖編制中的應用 </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的事物具有更大的相似性。在地質現(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圖件中, 比如由鉆孔柱狀圖得到的工程地質剖面圖, 以及繪制工程地質等值線如基巖埋深等值線等時, 采用的反距離權插值, 離擂值點越近的樣本

15、點賦予的權重越大, 均反映了這種原理。同樣, 在編制巖體類型分布圈過程中, 當離散采樣鉆孔點有限時, 應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, 是荷蘭氣候學家提出的一種根據(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。用這個多邊形內所包含的一個唯一氣象站的降雨強度來表示這個多邊形區(qū)域內的降雨強度。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技術在路橋設計中的應用 </p><p>　　GPS（全球定位系統(tǒng)）可為用戶提供精準的三維空間坐標、運動的物體三位速度以及標準時間，具有連續(xù)性、全球性、和全天候等特點。 </p><p>　?。ㄒ唬〨PS技術在道路設計中的應用 </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)帶狀地形罔上進行。用傳統(tǒng)方法測圖，首先是要建立控制點，然后進行碎部測量，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、高程。結合輸入點的特征編碼及屬性信息，構成帶狀所有碎部點的數(shù)據(jù)，在室內即可用繪圖軟件成圖。由于只需采集碎部點的坐標和輸入其屬性信息，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：直線正負坡度值、豎曲線半徑)，生成一個施工測設放樣點文件，并儲存起來，這樣就可以到現(xiàn)場隨時放樣測設。 </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、設計高)，生成一個施工測設放樣點文件，儲存起來，并隨時可以到現(xiàn)場放樣測設。同時軟件可以幫助自動與地面線銜接進行“戴帽”工作，并利用“斷面法”進行土方量計算。通過繪圖軟件。可繪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)場檢測復合。這與傳統(tǒng)方法相比，既經(jīng)濟又實用。 </p><

21、;p>　?。ǘ〨PS技術在橋梁設計中的應用 </p><p>　　對于在江、河上修建的大跨徑橋梁，采用傳統(tǒng)光學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技術也具有廣泛的應用前景，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)濟和社會效益也非常明顯。 </p><p><b>　　結語 </b></p><p>　　近些年我國的路橋建設取得了重大的成就，但與發(fā)達國家相比仍存在一定的

23、差距，因此我國要在新技術領域多加以研究和應用，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，促進我國路橋建設事業(yè)的長遠發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]孟慶麗，張婷婷.計算機新技術在路橋設計中的應用[J].黑龍江交通科技，2005.10 </p><p>　　[2]黃國強，蘇長勇.GPS測