探讨数字技术在路桥设计中的应用

探讨数字技术在路桥设计中的应用

陈明

河南海威路桥工程咨询有限公司 河南郑州 450000

摘要：随着城市建设的进一步推进，城市发展中对于市政路桥桥梁的需求和要求也在不断增加。市政路桥桥梁工程作为城市发展脉搏，不仅发挥着推动城市经济发展的作用，还承担着城市与城市之间沟通往来的重要作用。就目前来看，我国市政路桥桥梁设计水平不断提升，但是在实际施工当中却存在路面平整度不足、断裂，桥梁使用寿命短，强度不达标等诸多问题。因此，对市政路桥桥梁设计问题与改善措施的研究非常有必要。本文主要分析数字技术在路桥设计中的应用。

关键词：市政路桥；桥梁设计；设计方案

引言

在我国，路桥工程的覆盖范围宽广，不仅包括路基、路面工程，也有桥梁、隧道等项目。近些年，中各大城市交通运输量显著增加，这在无形中对路桥工程的建设质量提出了更高、更多的要求，故而应综合多方面因素有针对性地完善路桥设计工作。既往路桥设计集中体现在手工绘图、人脑分析方面上，需要计算大量数据，不仅工作量大，也容易形成误差，以致路桥工程现场建设时屡次出现设计变更情况，不利于工程进度计划的实施，影响工程效益。数字技术有效弥补了传统设计方法的不足，将其用在路桥设计实践中，能协助设计人员快速做出精准决策，显著提升设计工作质效。

1、数字化设计的介绍

数字技术是与计算机存在伴生关系的一项科技，其原理主要是采用设备将各种信息转型计算机系统能辨识的数字，随后按照设计要求做出计算、存储及传输等处理。因为计算、存储数据过程中需要计算机装置进行编码、压缩及解码等处理，故而数字技术也被叫作数码技术。将数字技术用于路桥设计工作中，最大的作用体现在实现了数字化设计方面上。既往设计工作中，若修改图纸内任何内容时，会带来各种改变，一方面显著增加设计工作量，另一方面很难确保设计成果的可自行，而通过数字化设计，通过建立数据库实现了智能更新，从根本上处理了过往设计中屡次更改图纸内容的实际问题。

2、市政路桥桥梁设计现状

市政路桥桥梁工程是城市发展的脉搏，其设计是否科学与合理不仅会直接影响市政路桥桥梁工程整体质量，还关系整个工程成本。近年来，市政路桥桥梁工程质量问题越来越突出，不少地方都出现了路桥裂缝、桥梁坍塌等问题，不仅造成了不良的社会影响，还会对来往车辆、行人生命与财产安全造成威胁。整体上来看，我国市政路桥桥梁设计所存在的问题主要有以下几方面。

2.1市政路桥桥梁设计方案不符合实际需求

在市政路桥桥梁设计中，为确保设计方案的合理性，相关设计人员会参考以往成功的设计方案，以提高市政路桥桥梁设计质量。但是在实际设计中，一些市政路桥桥梁设计人员并不是参考成功案例的经验，而是完全照搬照抄，要知道市政路桥桥梁工程建设会受到地理位置、环境等因素影响，不同案例都有着各自特定的建设条件，如果只是按照之前的案例进行生搬硬套，只会导致市政路桥桥梁设计不符合实际要求。并且，社会在快速发展，对于市政路桥桥梁工程的要求和需求也发生了巨大变化，过去的案例难以很好地适应当前时代发展需要，和当代人审美标准也存在很大差异。不仅如此，相关设计人员还需要在市政路桥桥梁设计中考虑工程实际情况，结合技术要求和现代化设计理念来开展设计工作，这样才可以确保市政路桥桥梁设计方案满足实际设计标准。然而就目前来看，很多设计人员并没有完全做到这些，从而对后续市政路桥桥梁施工顺利开展带来不良影响。

2.2市政路桥桥梁设计缺少对后期维护的关注

市政路桥桥梁工程并非永久性工程，而是有着一定的使用寿命，要想延长市政路桥桥梁的使用寿命，就需要做好后期维护工作，如果维护不当，会增加安全事故发生概率。在开展市政路桥桥梁设计工作时，设计人员需要重视后期维护问题，可以结合以往路桥桥梁设计案例和设计经验，提高路桥桥梁工程后期维护的便利性。但是一些设计人员在设计中却常常忽视后期维护问题，在图纸设计时也没有开展全方位审查，导致一些设计问题没有被及时发现，对后期维护带来不利影响，进而影响市政路桥桥梁使用寿命。

3、数字技术的应用

3.1信息采集

采集信息是现代路桥工程设计活动的基础工作内容，前期形成的现场实地、测量信息是后期高质、高效设计工作推进的基础。大部分路桥工程是在露天环境下建造的，地形、气候条件及周围环境等均影响项目建设质量，前期采集工程相关信息时，设计人员一定要高度重视以上因素对项目设计工作质量、效率形成的影响。其可以采用数字技术执行信息采集工作，例如：应用数码相机拍摄以上信息，将其存储成数据信息，并且能够完整地传输至计算机系统内，借此方式确保工程现状信息的真实度。其也可以应用数码相机等设施拍摄拟建路桥的环境，将其转型成数据信息输入至计算机内，在计算机软件的协助下加工信息，制作并生成动画形式的信息样本输出，借此方式使工程现状信息的可获取性得到更大的保障。

3.2协同化设计

路桥设计是一项很复杂的工作，会涉及众多专业知识，需要团队进行科学分工及密切合作。BIM云平台在路桥工程的协同设计领域已经得到了广泛应用，为项目的全生命周期管提供了可靠的技术支持，为路桥不同专业设计人员之间交流与协作创造了很多便利条件，其能精准区分不同专业的设计界限，减少音界限模糊而形成的工作摩擦，使工程的协同设计工作推进过程中有更稳定的基础。BIM云平台还能复用一些相同结构的设计成果，进而使项目设计质量得到更大的保障，凸显协同设计的实用性。

3.3路桥信息可视化

该运维管理平台提供路桥的二维地图和三维全景地图，实现了路桥的直观查看和三维漫游。基于多层级的地理环境信息和路桥信息，将基于BIM技术构建的三维建筑模型与基于GIS技术构建的地理环境模型相融合，建立全面的大规模路桥信息模型。此外，该平台针对Web端进行了优化，发挥模型轻量化的优势，实现大量数据的快速处理和诸多模型的高效加载，保证了三维漫游的稳定性和可靠性，能够及时实现路桥模型的加载任务。

3.4交通标志数字协同化

围绕低成本、高密度、低功耗(例如太阳能)的物联网设备在高速公路的路侧的部署，将警告类、禁令类、指路系统、复杂路段等类型的交通标志数字化(具体包括桥梁、隧道、护栏、入口预告、出口预告、旅游区、重合路段分离点、出入口匝道等标志或标线)并接入车路协同的工业互联网。从而为行驶中的CAV提供临域内前后车辆的转向信号、刹车信号、双闪信号;施工作业或气象灾害区域的数字透明墙;入出口匝道数量、排队长度、通行类型;更精准和超视距的路桥信息等交通含义更丰富的协同信息。

3.5路桥基础设施的数字化升级

路桥将从具有交通密集系统的纯机械沥青结构向测量和引导系统转变。已有线路将在路侧进行传感器布设，新建线路将增设嵌入路桥结构放置，实现数字车道和车道边界、数字交通路线规划和引导、车道级交通引导等数字化升级改造，从而为车辆能够更紧密地安全快速行驶，提升车道通行能力构建基础设施物理条件。

结束语

数字技术是路桥设计由既往计算机辅助绘图过渡至计算机辅助设计的可靠形式，将该项技术用于路桥设计实践中，不仅能显著提升设计工作效率，规避传统设计中不合理因素，还能加速路桥设计的标准化、智能化进程，进而创造出更理想的工程效益，引领我国路桥工程建设事业获得更大的发展。

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