路桥设计构思及新技术

分类：工业设计论文发表 时间：2020-04-28 10:01 关注：(1)

　　随着社会的快速发展和科技的不断进步，交通运输也得到空前的发展，路桥工程作为我国基础建设的重要组成部分，保障着人们的出行和经济建设的持续发展，设计则是路桥建设至关重要的一环。对路桥设计中存在的问题进行了分析，提出了合理解决的措施，并且对设计中新技术的应用进行了总结。

　　[关键词]路桥工程;路桥设计;新技术

　　路桥工程是城市基建的重要组成部分，路桥建设满足了人们的出行需求，同时还是我国经济发展的重要基础，路桥体系是否完善直接影响到我国城乡地区的发展，因此我国路桥建设在不断的发展完善。路桥的设计工作作为建设的基础，对工程的成本、质量、安全、观感等具有重大的影响。随着科技的日益进步，一些新兴的材料和新技术也应运而生并且不断更新，为路桥工程的设计和建设过程提供了很大的帮助。

　　1路桥设计构思的基本原则

　　市政道路桥梁在构思设计阶段，需要遵循4大原则。一是设计安全性原则，在设计工作前期获取的数据信息必须准确，设计的相关计算须合理有依据，保证路桥建设的安全。二是设计科学性原则，相关设计相比传统工程的设计构思和技术工艺能有所突破，选择创新、科学、优化的设计方案，提高路桥工程建设的质量和效率。三是设计经济性原则，在路桥构思设计过程中要综合考虑施工工艺、工程成本等因素，对工程施工的成本进行有效控制。四是实用性原则，明确设计的目标，路桥设计要结合当地经济发展和交通出行的实际需求，合理设计交通路线。

　　2路桥工程设计的存在问题

　　2.1路桥设计缺乏创新

　　市政道路桥梁的设计理念缺乏创新思维，路桥设计千篇一律，缺乏特色。设计人员对路桥设计始终保持着一套固定模式，生搬硬套，各方面难以得到突破。创新设计中，设计构思的矛盾有时在于考虑到成本、安全性与整体美观等方面的问题难以得到面面俱到。随着科技的进步，设计师可以综合考虑新材料、新技术、新工艺等，不断提高自身设计水平及设计成果品质。

　　2.2设计方案缺乏全面的考虑

　　路桥设计需要考虑到各方面，包括环境条件、工程成本控制、安全性、稳定性、美观性、实用性、使用寿命、施工可行性等。在设计构思过程中，相关有些设计人员可能缺乏实地考察过程或者设计经验积累不足，直接照搬其他成功的案例，导致设计方案不够合理。此外路桥施工环节众多，由于设计人员对于施工方面不够熟悉，难免会有所疏漏，导致对整个项目缺乏全面考虑。

　　2.3设计未考虑后续维护工作

　　大部分设计师在路桥设计工作中，只注重设计过程和设计效果，未能考虑到工程投入使用后的维护工作。路桥在正式开放使用后，需定期开展维护工作，保障路桥的使用安全和使用寿命，而在实际的设计工作中，有些设计人员未充分考虑路桥使用期间的维护工作，为后续的工程维护带来不便。

　　2.4设计人员专业性不足

　　设计人员的专业水平对路桥工程建设有重大的影响，专业的设计是整个路桥工程建设的基础保障。我国有些设计人员对专业理论知识学习并不全面，而且缺乏设计路桥工作经验，不能综合考虑到实用性、安全性、成本、设计美观性等问题，专业能力不够，往往在设计过程中有所忽略。

　　3改善路桥设计问题的解决措施

　　3.1优化设计方案

　　在方案的设计前期做好充分的现场调研和勘察工作，保证数据信息的准确，全面考虑路桥施工过程中可能出现的问题，尽量避开这些不确定因素。在方案设计过程中，综合分析各个方面的信息、数据、要求，深度优化路桥设计方案，保障后续工作的顺利进行。

　　3.2建立设计方案审查体系

　　设计不是一次就可以完成，设计方案都是需要通过多次的修改到逐步的完善。建立好内部方案审查体系，对方案的完善有很大的推动作用。选择一些施工经验丰富、专业能力水平高的人作为审核人员，可以帮助设计人员及时发现设计过程中容易出现的错误和漏洞问题，及时对设计方案进行修改，以便减少后续施工过程中出现问题。

　　3.3选择科学的施工工艺

　　在路桥设计中需要综合考虑当前的施工技术水平，选择科学合理的施工工艺，同时考虑后续使用过程中的维护工作。随着科技的创新，施工技术也在不断发生变化，新工艺也逐渐出现，适当考虑采用一些新兴工艺技术，弥补传统工艺的不足，提高路桥建设的质量。

　　3.4加强路桥结构的安全性设计

　　随着交通出行方式的改变，路上车辆的增多，目前对路桥的承载力也有了更高的要求。在设计过程要更加注重安全性，明确路桥的使用寿命，前期的设计工作做得好，后期出现的问题就会相应减少。设计充分考虑实用性、安全性及后续可能出现的超载、维护等问题，加强路桥结构设计的安全性。

　　3.5提高设计整体美观

　　除了考虑路桥的安全、稳定等性能，在路桥设计过程中还要提升工程的设计观感。设计师可以结合当地地形、环境条件、文化和民俗等方面因素，发挥自己的创造力，在保证路桥功能性的同时，增加设计感，提高工程的美观性，有利于提升城市形象。

　　3.6培养优秀设计工作者

　　设计施工单位应加强对设计师的培养力度，对设计人员进行定期的培训，组织参观优秀设计工程项目，参加相关的交流会等。同时让优秀设计师带领年轻设计工作人员一起参与一些大型路桥建设项目，让他们在实践中提升自身的专业素养，注重设计人员的专业能力和综合素质的培养。

　　4新技术的应用

　　4.1GPS技术的应用

　　GPS技术是通过测量出专业测量人员接收机到已知位置卫星之间的距离，综合多颗卫星数据，然后就可计算出接收机的准确位置[1]。GPS测量技术与常规测量技术相比，具有许多的优点：(1)GPS的使用不受时间和地点限制，可以在全球任一时间、任意位置进行测量;(2)GPS使用时不会受到天气的影响，即使在大雾、暴雨、风雪等恶劣的天气条件下也可以准确地进行定位测量等工作;(3)与传统技术需要通视才能进行测量相比，在使用GPS进行测量时，两点之间只要能接收到卫星信号就可以对测量点进行准确定位测量，无需通视，增加了测量的便利性;(4)GPS自动化测量的技术在不断的更新完善，GPS接收机的功能越来越全面，而变得体积更小，重量更轻，携带方便，在一些地形复杂的环境下，测量人员只需将仪器架设好，GPS接收机便会自动完成测量并记录，降低了测量难度。总体来说，GPS技术比起传统测量技术，速度更快、准确度更高、操作更加简便、自动化程度更高。GPS技术在桥梁、道路设计上得到了很好的应用。目前在大型桥梁和特大型桥梁的平面控制测量和变形监测中，GPS静态相对定位技术发挥着重要的作用，可彻底解决传统技术中长距离测量准确度下降的问题，获得高精度的测量数据。还有GPS的动态性对定位技术和GPS-RTK定位技术的应用，可有效提高工作效率和降低成本，且为路桥的设计提供了新的技术支持。GPS在桥梁上还有一个重要的应用，桥梁沉降变形的监测。我国有许多的跨海跨河等大跨度桥梁，使用该技术对桥梁进行沉降变形监测，相比传统测量方法，可节省大量人力、物力，大幅减少工作量，无需通过几点和监测点间的通视，通过卫星进行定位，不受天气环境条件影响，达到成本低、精度高、可连续性工作、自动化监测的效果，能有效提高设计的寿命，保证桥梁的安全。GPS在道路工程测量上也具有很大的应用空间。在一些条件较为恶劣的自然环境中，如在山谷山丘上，利用GPS技术进行高程测量可以得到精确的数据。GPS-RTK技术可以快速准确得到某一位点的空间三维坐标，具有时效性强的特点，特别适合应用于道路的设计中。随着GPS测量技术和测量设备的日益更新发展，该技术的功能将会越来越完善，采用该技术代替部分传统测量方法，可让测量更加便捷，有利于提高路桥设计的准确性、安全性。

　　4.2GIS技术的应用

　　GIS指地理信息系统，集地理学、城市科学、计算机科学、信息和空间科学为一体的学科[2]。GIS技术主要是用于管理地理空间分布数据，具有综合性和实用性的特点，对大数据进行分析处理，可将图像信息、地理信息和数据信息综合在一起，达到可视化的动态模拟，为设计提供参考标准。目前GIS技术在工程测量和规划设计中应用较多。在工程测量工作中，运用GIS技术，可以提高工程测量的精准性和效率。设计师通过运用GIS系统，可以快速准确地了解地块的地质、坡度、水文等信息，GIS系统还可对设计地块周围人流、交通情况进行数据的构建和分析，可为基础服务设施的规划和道路交通的规划提供准确的参考。GIS技术通过地理数据信息构建地理数据模型，保障了设计过程的科学性和合理性。

　　4.3BIM技术的应用

　　BIM是建筑信息建模技术的简称，指一种应用于工程设计、管理、建造的数据化工具，将工程所需的各分项工程的进度信息融于一个三维模型之中，从项目策划、运行到维护等各个阶段，整合工程项目的数据化、信息化数据，将这些数据传递到整个项目的完整周期[3]。近年来BIM技术开始在土木工程、建筑学开始推广应用。一般传统的路桥设计师都是用CAD软件，这款软件仅适合用于绘图领域。相比于CAD软件，BIM技术除了绘图的功能，还可以对3D建模、项目进度计划、工程价格、施工模拟、碰撞检查等多方面的现代化设计技巧进行参数化处理，所以在建筑管理上能够更加地精准。BIM技术是三维空间的设计，设计路桥时设计师可以充分完整地表达自己的设计意图。在设计前期，BIM技术可以了解和捕获场地的相关信息，帮助相关人员了解场地的实际情况，并对场地进行精准的分析，并可进一步进行场地模拟，确保设计的科学性，有助于合理选择路桥建设的场地，降低了实际操作中出现的问题。在市政路桥的规划设计阶段，BIM技术能对建筑物的空间标准进行科学的信息分析，获取具体、准确的数据，保证规划设计的科学性和合理性，能大幅节约设计时间，同时保证施工的质量和效率。BIM技术在路桥设计提案的论证阶段也有重要的作用，BIM技术可以模拟建筑施工时的情况，在论证过程中，如果出现了问题，相关人员可及时发现并第一时间采取措施解决，避免正式施工时造成更加严重的损失。

　　4.4高性能混凝土技术

　　高性能混凝土是指改变传统混凝土中的骨料、水泥、水灰等配合比，以此达到提高混凝土性能的一种新型混凝土[4]。高性能混凝土的研究正在不断的深入，目前高性能混凝土采用新型的材料渐渐代替以往的水泥，混凝土材料的强度、稳定性不断提高，还具有良好的抗冻性，有效减少混凝土裂缝。路桥建设对于安全性和使用寿命有着严格的要求，在设计中可以采用稳定性能较好的高性能混凝土为建筑主材料，尤其在一些高速公路和大型桥梁设计中，科学合理地提高大体积混凝土的设计比例，扩大应用范围，对于路桥工程的稳定性和安全性有一定的提高，保证后续施工质量。

　　5结束语

　　综上所述，BIM技术最大的优势就是在路桥设计时建设三维模型，加强空间感，可以从不同的角度去观察和设计。BIM技术可以在设计阶段对路桥设计的方案进行有效性验证，可以采用GIS地理信息系统和BIM技术结合，进行对比、分析，探究设计和施工场地各项数据衔接是否科学合理，根据3D路桥设计模型模拟施工周期全过程，验证设计的有效性、安全性等，保证设计的合理性和施工质量。

　　参考文献

　　[1]吴喜俊，韩兵，王建修，等.GPS在路桥设计中的优势及应用分析[J].职能建设，2019(1)：34–35.

　　[2]冯子业，杨涵.GIS在风景园林规划设计上的应用[J].现代园艺，2019(17)：205.

　　[3]赖学超.市政路桥设计中BIM技术应用分析[J].交通建设，2019(2)：278–279.

　　[4]武瑞光.道路桥梁建设中新技术与新材料的应用[J].建材资讯，2017(2)：9.

　　作者：贾力宁 石慧 单位：中水珠江规划勘测设计有限公司