公路橋梁設計中計算機技術(shù)的應用

吉林省公路勘測設計院 雪曉冬

公路橋梁設計中計算機技術(shù)的應用

吉林省公路勘測設計院 雪曉冬

隨著科學技術(shù)水平的提高，計算機技術(shù)的應用已經(jīng)出現(xiàn)在各行各業(yè)中，當前的公路橋梁設計和施工工作也廣泛應用計算機技術(shù)為自身服務。在公路橋梁設計中，利用計算機技術(shù)對橋梁的結(jié)構(gòu)、涵洞、隧道等工程的工程圖進行設計已經(jīng)屢見不鮮。公路橋梁的設計建設是當前一項重要工作，采取有效的科學手段，運用先進的計算機技術(shù)作為輔助，改善以往設計中存在的不足之處，依靠信息技術(shù)將基礎建設工作做得更好。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，將公路橋梁中運用計算機技術(shù)的幾個方面歸結(jié)如下。

一、公路橋梁設計中的計算機仿真和虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在土木工程設計中，仿真技術(shù)是設計工作的核心。工程設計工作者通過仿真技術(shù)對工程的結(jié)構(gòu)運算以及施工技術(shù)按實際情況給出的依據(jù)做出認真的核算再確定設計方案。虛擬技術(shù)簡稱VR(Virtual Reality)，這項技術(shù)將計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)以及傳感器技術(shù)等多種先進的計算機技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合在一起，給設計者提供直接和真實的三維圖像，在公路橋梁設計工作中創(chuàng)建一個虛擬的施工環(huán)境，讓設計者在趨于真實的環(huán)境中完善設計，確保設計的完美，是一種可視的交互環(huán)境平臺。

二、計算機的優(yōu)化與建模技術(shù)

在公路橋梁建設工程的規(guī)劃、設計、施工以及管理過程中，設計者們運用計算機技術(shù)中的優(yōu)化和建模技術(shù)全面綜合的考慮在經(jīng)濟、時間上的有效組合，以期實現(xiàn)效益最大化。建筑設計的系統(tǒng)模型設計包括基礎模型、設計模型以及施工模型。其中設計模型工作要將工藝參數(shù)和施工進度綜合起來考慮，以此便于反映施工模型和設計模型之間存在的差異和交互作用。比如AutoCAD 軟件系統(tǒng)的主要功能就是用來做輔助繪圖工作的，因此這個軟件系統(tǒng)具有強大的繪圖功能。目前，這款軟件隨著版本的不斷升級，它在原來的二維繪圖編輯功能上增添了較強的3D立體繪圖功能以及實體造型技術(shù)，讓設計工作者在更優(yōu)化的環(huán)境中進行相關(guān)設計。

三、計算機提供的協(xié)同工作系統(tǒng)技術(shù)

20世紀80年代中期，計算機所支持的協(xié)同工作技術(shù)提出之后，受到了人們諸多關(guān)注，在當前的建設設計工作中，越來越受到重視，到目前為止，已經(jīng)發(fā)展成為該技術(shù)領(lǐng)域中最快的研究方向之一。CSCW(Computer Supported Cooperative Work)的具體含義是指人們無論在什么地方處于什么群體，在計算機技術(shù)的幫助下，都可以在一個虛擬共享的環(huán)境中進行交流和磋商，進而高效快速的將一個共同任務完成。而人、計算機以及相關(guān)的環(huán)境在計算機技術(shù)的引導下，形成了一個可以進行研究的系統(tǒng)。公路橋梁建設正是運用這個系統(tǒng)將設計作為一個共同任務，讓相關(guān)的設計者一起研究，發(fā)揮整個系統(tǒng)的最佳效益。

四、計算機CAD技術(shù)

計算機CAD技術(shù)產(chǎn)生于20世紀50年代后期，起用于發(fā)達國家的航空事業(yè)和軍事工業(yè)。在計算機技術(shù)中，它的應用涵蓋了工程設計、機械制造以及圖紙測畫，成為最有影響的高新應用技術(shù)。在公路橋梁的設計工作中，為了縮短整體工程的工期，將CAD、CAE、CAM三者進行比較之后，提出了并行工程的思想，簡稱CE。該工程的實施主要要求企業(yè)及相關(guān)人員建立可以共享的數(shù)據(jù)庫，在計算機網(wǎng)絡技術(shù)的支持下，衍生出PDM系統(tǒng)。進入20世紀80年代之后，設計領(lǐng)域中的PDM系統(tǒng)又發(fā)展為PDMII系統(tǒng)。此外，TQ - 16 /TX計算機技術(shù)也從原來的TQ - 16/TX系統(tǒng)軟件轉(zhuǎn)換為TQ - 16 /TX1新型系統(tǒng)軟件，并且在磁鼓以及磁帶上建立了程序庫，增大了存儲容量范圍，使得數(shù)據(jù)的輸入更快，運算效率更高，在公路橋梁的設計中取得了良好的效果，深得廣大設計者的喜愛和贊賞。

五、計算機ERP技術(shù)

ERP技術(shù)是生產(chǎn)管理領(lǐng)域提出來的供應鏈管理概念，這一技術(shù)的適用范圍很廣，包括人力資源管理，設備設施管理以及數(shù)據(jù)分析管理等。應用計算機ERP技術(shù)，將其軟件本身強大的包容性和兼容性應用到設計工作中，可以和建筑企業(yè)常用的建筑CAD軟件以及結(jié)構(gòu)受力分析軟件相結(jié)合，高度集成，并通過Internet/Intranet 將建筑企業(yè)內(nèi)部的供應鏈和外部的施工情況連接起來進行管理，完成設計、物流、信息流、資金管理多方面的有效轉(zhuǎn)移和優(yōu)化，以便適應在新的競爭環(huán)境中市場對建筑企業(yè)及相關(guān)工作提出的高質(zhì)量、低成本、高安全的要求。

六、計算機應用程序編程語言及其程序設計開發(fā)技術(shù)

公路橋梁在施工路線以及完工測量的工作中，在沒有很專業(yè)的軟件進行輔助的情況下，要想繪制出公路的施工設計圖是很困難的，而且工作量大，過程繁瑣，既費神又容易出現(xiàn)錯誤。特別是在公路建設設計中，需要在短時間內(nèi)將測量到的相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成縱斷面上的地面線，才能進行線路審核。應用Microsoft Excel、AutoCAD提供的VBA功能，將Microsoft Excel表格中所標識出來的樁號以及地面高程等相關(guān)信息都讀取出來，再在AutoCAD文件里面用文字和線條等多種形式寫出來，就可以很快的繪制出公路的縱斷面的地面線圖。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，進入21世紀以后，計算機應用技術(shù)已經(jīng)成為各行業(yè)廣泛運用的科學技術(shù)，也是發(fā)展的最快的一門學科。在土木工程建設中，計算機的出現(xiàn)和使用成為工作者們完成工程設計、繪制圖紙必不可少的工具，計算機以其高精度、高速度為工程的進展提供了很大的幫助，使得工程設計人員結(jié)束了多年以來依靠手工繪圖、描圖的繁雜設計手段，對工程的質(zhì)量起著重要的影響。