論新技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李肇東

（中冶京誠工程技術(shù)有限公司， 北京 100176）

0 前言

路橋工程是關(guān)乎國家民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對于便利交通出行、建設(shè)社會經(jīng)濟(jì)，具有積極意義和作用。路橋工程設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，會直接影響到路橋工程的使用壽命和交通運(yùn)行效率。從設(shè)計(jì)目標(biāo)入手，選擇科學(xué)合理的建設(shè)方式，精準(zhǔn)衡量工程建設(shè)要素，強(qiáng)化設(shè)計(jì)部門、施工部門以及監(jiān)督主管部門之間的協(xié)調(diào)和溝通，全面提升新技術(shù)在路橋工程領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 路橋工程設(shè)計(jì)的原則分析

隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，路橋工程建設(shè)數(shù)量和規(guī)模逐年增大，工程建設(shè)領(lǐng)域的不確定因素呈現(xiàn)出多樣化特征。全方位衡量設(shè)計(jì)階段所涵蓋的各關(guān)聯(lián)性要素，實(shí)現(xiàn)工程施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方案的銜接匹配，堅(jiān)持科學(xué)合理的設(shè)計(jì)原則是路橋設(shè)計(jì)行業(yè)的迫切需要。

（1）合理選擇路橋型態(tài)，綜合考慮工程結(jié)構(gòu)屬性等基本特征，保證路橋工程與周邊環(huán)境和諧共生，如果設(shè)計(jì)方案較為突兀，總體工程美觀度將會下降[1]。

（2）確保工程設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性，充分結(jié)合以往工程施工經(jīng)驗(yàn)，充分研究路橋工程的施工主體。明確橋梁上部需要采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)作為工程主體，并強(qiáng)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工效果，防止裂縫問題的出現(xiàn)。

（3）保證工程路面施工的平整性、連續(xù)性，充分考慮司乘人員的行車舒適度。當(dāng)前交通壓力逐漸增加，采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)路橋過渡設(shè)計(jì)，在增強(qiáng)道路平整度方面將發(fā)揮積極作用。

（4）遵循經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)原則。充分有效結(jié)合路橋工程的具體施工環(huán)境，采用成熟施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方案，在保證工程建設(shè)效率的前提下，降低工程施工成本。

2 新技術(shù)在路橋工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 計(jì)算機(jī)BIM技術(shù)

BIM技術(shù)（Building Information Modeling)，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，其全面整合工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)化和信息化數(shù)據(jù)，將這些信息良好傳遞到工程項(xiàng)目的全生命周期過程中，即項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)等各個階段。其能夠有效奠定工程協(xié)同建設(shè)的基礎(chǔ)，并提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期。路橋工程項(xiàng)目建設(shè)中，信息化建設(shè)工作占據(jù)重要地位，積極采用BIM技術(shù)，強(qiáng)化其整體的滲透性應(yīng)用效果，從而良好控制工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度管理工作，給工程項(xiàng)目施工提供更為科學(xué)細(xì)致的設(shè)計(jì)方案。

BIM技術(shù)手段的應(yīng)用，充分融合在該路橋工程施工建設(shè)全過程中，如工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、工程施工模擬和具體施工指導(dǎo)環(huán)節(jié)中，以圖形方式呈現(xiàn)出工程項(xiàng)目涉及到的各項(xiàng)信息，模擬工程建設(shè)的各類情況，從而為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供更多的理論支撐。并在工程項(xiàng)目的施工演示中，及時發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)方案的不足，并加以良好的優(yōu)化和調(diào)整，如工程大跨徑路橋工程建設(shè)過程中，通過使用BIM技術(shù)構(gòu)建工程模型，分析各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)參數(shù)存在不一致情況，及時加以整改，這樣盡可能的規(guī)避路橋工程施工中常見的一些風(fēng)險，強(qiáng)化工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 GIS技術(shù)和GPS技術(shù)的應(yīng)用

強(qiáng)化并實(shí)現(xiàn)工程體系的總體建設(shè)指標(biāo)，從工程建設(shè)的源頭提升工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，進(jìn)而最大限度的延長工程項(xiàng)目的使用壽命，計(jì)算機(jī)技術(shù)在其中起著越來越舉足輕重的作用。路橋軟件的發(fā)展指標(biāo)和應(yīng)用程度，是衡量路橋工程技術(shù)水平的關(guān)鍵性因素[1]。深入引進(jìn)現(xiàn)代新型技術(shù)，擴(kuò)展其功能，增強(qiáng)其屬性，是奠定路橋建設(shè)和養(yǎng)護(hù)一體化的基礎(chǔ)，為交通運(yùn)行提供了良好的前提條件。

2.2.1 GIS技術(shù)

GIS技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中的重要內(nèi)容，其使用三維道路信息綜合處理方法，充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)在路橋工程中的應(yīng)用優(yōu)勢，將能夠更好推進(jìn)工程項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)順利實(shí)施。數(shù)字地理信息系統(tǒng)，可以收集到充分的地形數(shù)據(jù)，如道路的高程、位置、領(lǐng)域、坐標(biāo)點(diǎn)以及名稱，電力線、地面數(shù)據(jù)等多種信息，從而良好服務(wù)于工程項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)[2]。如某路橋工程橋墩施工中使用GIS技術(shù)，首先，需要從該地區(qū)數(shù)字地形圖入手，通過選定任一控制點(diǎn)，計(jì)算機(jī)屏幕上會直接顯示出控制點(diǎn)的各項(xiàng)屬性，如坐標(biāo)、標(biāo)高。其次，將各項(xiàng)控制點(diǎn)進(jìn)行良好連接，構(gòu)成基本的路線，并將一些帶有水平曲線的元素輸入其中，選擇科學(xué)性的路線計(jì)劃。面對工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中存在著的不足之處，可以及時使用鼠標(biāo)調(diào)整和選擇到最佳的路線方案，并結(jié)合各項(xiàng)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)，如土壤、植被、地質(zhì)環(huán)境、建材、儲量、區(qū)域人口、交通流量以及運(yùn)輸條件等，開展總體工程設(shè)計(jì)工作[3]。

2.2.2 GPS技術(shù)

路橋設(shè)計(jì)中引進(jìn)GPS技術(shù)，24小時實(shí)時監(jiān)測工程施工情況。發(fā)揮GPS技術(shù)在路橋路線勘察工作中的優(yōu)勢，更好應(yīng)對其在多種地形情況下的施工需求，將能夠更好提升工程項(xiàng)目施工質(zhì)量。隨著市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會建設(shè)，路橋工程建設(shè)越來越朝著山區(qū)方向發(fā)展，對于工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)水平提出了較高的要求。復(fù)雜地形是制約路橋工程施工建設(shè)效果的主要因素，現(xiàn)階段普遍使用的常規(guī)性測量方法不夠精確，通過GPS技術(shù)能夠起到良好的應(yīng)對效果[4]。某路橋工程為選定合適施工地址，首先，利用GPS技術(shù)開展靜態(tài)定位工作，確保各項(xiàng)地理坐標(biāo)、周圍環(huán)境都能夠符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，并開展實(shí)時監(jiān)控工作，觀測地區(qū)施工可行性。其次，可以精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)動態(tài)定位目標(biāo)。GPS技術(shù)在路橋工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的良好應(yīng)用，能夠良好應(yīng)用在湖泊區(qū)域中，在完成地區(qū)測繪工作的基礎(chǔ)上，提提升總體的測量精度，該項(xiàng)技術(shù)可以有效勘查工程施工的沉降問題，并實(shí)施準(zhǔn)確定位，結(jié)合具體問題表現(xiàn)規(guī)避風(fēng)險內(nèi)容[5]。

2.3 高性能混凝土技術(shù)

高性能混凝土的研究與開發(fā)應(yīng)用，對傳統(tǒng)混凝土的技術(shù)性能有了重大的突破，對節(jié)能、工程質(zhì)量、工程經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與勞動保護(hù)等均有重大的意義。

高性能混凝土技術(shù)的高強(qiáng)度、高耐久性、高工作性、高流動性等多方面的優(yōu)越性能，在路橋工程所涉各種大跨、高墩、大體積構(gòu)筑物，以及在嚴(yán)酷環(huán)境下使用效能得到越來越多的應(yīng)用。高性能混凝土技術(shù)的優(yōu)化配合比可以將混凝土強(qiáng)度等級從C30提高到C60甚至更高,對受壓構(gòu)件可節(jié)省混凝土30%～40%，受彎構(gòu)件可節(jié)省混凝土 10%～20%，有效地減小了結(jié)構(gòu)截面尺寸和自重，進(jìn)而卓有成效地節(jié)約建材用量，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性是顯而易見的。

高性能混凝土技術(shù)納入到橋梁工程設(shè)計(jì)體系中，能夠更好適應(yīng)橋梁基礎(chǔ)、主梁等重要部位的構(gòu)造要求，充分發(fā)揮高性能混凝土的強(qiáng)度和韌性，拉大橋梁主梁間距，增大跨徑，延長工程結(jié)構(gòu)的使用壽命[6]。

3 結(jié)束語

新技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，為提升路橋工程的整體設(shè)計(jì)水平，強(qiáng)化工程項(xiàng)目總體施工效果，提供重要的前提條件。路橋設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行中，需要充分有效的遵守路橋工程設(shè)計(jì)原理，采用合理性的施工設(shè)計(jì)方式，引進(jìn)科學(xué)先進(jìn)的新技術(shù)，將能夠起到良好的效果。將BIM技術(shù)、GPS技術(shù)、GIS技術(shù)以及高性能混凝土技術(shù)運(yùn)用在路橋設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，會推動工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)取得實(shí)效，更好的符合工程項(xiàng)目施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保障工程建設(shè)質(zhì)量，延長路橋工程的使用壽命，便于交通出行。