研究路桥设计及新技术的应用实践

【摘要】我国现代化城市建设离不开道路桥梁的建设，它不但是为人们提供便捷出行的基础设施，还有助于促进国家的经济发展。但是，在路桥建设过程中，所面临的环境相对较为复杂，需要面对不同的建设问题，影响工程的施工质量。路桥工程的首要步骤就是开展良好的设计工作，优良的工程设计能使建设项目以最低的成本获取最大的利润，同时保障路桥的工程质量和美观性。当前，现代化科学技术发展日新月异，路桥工程设计技术不断发展，新技术和新材料的应用使设计人员有了更多思路和方法。

【关键词】路桥设计;新技术;应用

随着我国社会经济不断发展，当今新建路桥工程数量也不断增多，为了能够保证路桥工程建设质量，全面掌控路桥设计质量有着重要意义。在路桥设计中，科学应用新技术有助于提高设计方案实施效能，保证路桥工程更好更快地完成建设。如在路桥工程设计中，采用计算机技术、GIS技术、新结构与新材料等，不仅可以提高路桥工程设计质量，还可以保障路桥工程的可实施性，提高路桥工程的整体建设效益。

1、路桥设计基本原则

1.1安全性和可靠性原则

路桥使用过程中车辆和行人的安全非常重要，如果安全性不能得到保障，则很有可能会发生安全事故，使人们的生命财产遭受损失。要保障路桥工程的可靠性和安全性，对最初的路桥设计有较高的要求。设计者要有丰富的工作经验，做好对工程现场的实地考察和测量，综合考量多方面建设条件后，再进行方案的设计。

1.2稳定性和舒适性原则

平整的路面能为使用者提供更好的舒适度，要认真对待过渡段的搭接设计，采用了适当的处理方法才能提升路面的平整度，更好地发挥道路的功能。

1.3经济性和生态性原则

环境保护一直是较为严峻的问题，路桥的建设要遵循我国可持续发展的战略目标。在对工程进行设计时，除了要考虑到工程的经济性，争取最大的经济利润，还要确保与自然环境的结合，使整体设计方案达到最优。

2、路桥设计实践中的难点

2.1无法精准地表达设计意图

路桥设计的品质是确保项目建造效果的根基，然而当前的一个难点就是将设计意图完整地表达给作业人员。通过分析以往的路桥项目可以察觉到大部分的交底都是通过平面图纸来实现的，因此对于一些细节部分是没有办法呈现的，这就极易导致在后续作业中出现误差，如此不但使得成本增加，还极大地延误了项目建造的周期。

2.2关联技术内容多

路桥项目的设计拥有较高的专业度，同时其关联技术也比较多，如边坡支护技术、水下技术、隧道技术等，项目的构筑物也十分多样，这也是设计中的困难之处。

3、路桥设计中新技术的具体应用

3.1 GPS技术

在进行测量工作时，GPS技术的应用能使工作的开展更为便捷。相较于以往的测量技术，应用GPS技术有如下的优势：首先，不管任何时间和地点，都可以直接使用GPS技术开展测量作业，几乎没有结束;其次，天气因素也不会限制GPS技术的使用，即便在极端天气中，也能正常开展工作，且其准确性依旧有所保障;最后，与常规技术相比，GPS技术脱离了对“通视”的条件需求，只需卫星信号的支持就能进行工作，使测量作业更加便捷。目前我国在路桥工程设计中，已经能较为成熟地对GPS技术进行应用。尤其是在一些规划较大的桥梁工程中，将GPS技术应用到平面控制测量以及变形监测工作当中，通过其静态定位功能能使中长距离测量的精准度有大幅度的提升。此外，在减少工程成本支出，缩短工期方面，GPS技术中的动态性和RTK两方面的定位技术起到了非常重要的作用，同时这两项还是路桥设计工作中，支持新技术所必不可少的重要条件。

除了测量工作，GPS技术在桥梁下沉变形的监督测量工作中也起到了十分重要的作用。通常情况下，在跨度比较大的桥梁工程（如跨海大桥、跨河大桥等）中，需要随时监测桥梁是否有下沉变形问题的发生，以往在开展这项工作时，需要投入很多的人员、物料和资金，还需要有通视技术的支撑，工作量庞大。而GPS技术的应用，能完全代替人力工作，完美地解决这些问题，实现自动化监测，节约成本，提升准确度，使桥梁的安全性能有所保障。

3.2 GIS技术

地理信息系统（Geographic Information System），简称GIS，这是一门综合性的学科，以计算机技术为支撑，能采集、存儲、运管分析和管理地球表面所有分布的数据，将所收集的信息进行可视化的动态模拟，使其成为设计工作的参照依据和标准。

就目前现状而言，在工程项目的整体施工步骤当中，主要会使用到GIS技术的环节一般是测量工作和工程设计。将GIS技术应用到测量作业当中，能使测量的结果更为快速，误差更小;在工程设计当中使用GIS技术，能在最短的时间内采集到施工现场的各种数据信息（包括地质、水文等），统一进行分析和整理，并且同时还能获取施工场地周边行人的通行情况以及交通相关数据，这一系列信息都能成为规划设计工作的参考依据。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。

3.3 BIM技术

建筑信息模型技术简称BIM技术，其主要内容是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，应用数字化技术，建立一个与实际工程情况相同的完整信息库，为三维模型所使用，使期贯穿于工程项目的全周期中。近些年来，我国的土木建筑道路桥梁工程的教学和施工，都在逐步推广BIM技术的使用。以往在进行路桥设计工作时，技术人员所使用的软件多为AutoCAD，但由于开发功能的限制，这一软件只在需要绘图的行业有较为广泛的应用。与之相比，BIM技术除了能满足绘图工作的基本需求，还能进行3D模型的建立，制订工程项目的进展计划，对项目施工的全过程和碰撞检查进行模拟，这一系列技术的应用，提升了项目管理的精准度，改善了路桥工程的设计施工现状。

由于BIM技术有可视化的特点，在进行路桥设计工作时，可以利用其三维建模技术将设计的想法体现出来。在进行规划设计工作之初，通过BIM技术的应用，能对施工现场的相关数据进行收集，在平台上进行分析整理后，发送给设计人员作为参考依据，同时根据这些信息建立模型，使工程设计更为科学，具有更强的合理性和可操作性。工程模型和施工模擬，还能帮助施工人员进行场地的挑选。在正式展开路桥设计工作之后，BIM技术在分析统计了其相关数据之后，通过所得到的结论进行设计，能缩短设计工作所需要的时间，并且使工程质量能有所保障。工程设计最后的提案论证环节，设计人员通过BIM技术将施工情况进行模拟展示，一旦发现问题，就能马上进行修正，防止工程开始之后再进行修改，导致物力、财力等过多的损失。

3.4新结构设计

在路桥结构设计中，采用新结构可以改善路桥工程的整体性能。如主梁结构中的钢桁架、箱梁结构、钢混叠合梁等，验证这些新型结构在实际应用中的可行性，确保路桥工程设计能够达到建设部门标准，顺利完工。再者，在桥梁拱肋设计当中，也可以采用新型结构形式，常见的包括混凝土拱肋、钢筋桁架拱肋、钢筋箱梁拱肋等。在路桥结构加固设计中，可以采用以下几种新技术：

（1）FRP加固法。是指碳纤维布加固技术，碳纤维布的抗疲劳性、抗拉性非常高，具有非常强的适应性，在近些年应用十分广泛。同时碳纤维布具备高强度、耐腐蚀的特性，可以用作预应力筋加固材料。设计中使用FRP加固法可以直接降低替换被腐蚀刚预应力消耗的成本。

（2）桥梁结构体系改进法。该方法主要是通过改变桥梁结构，调整结构原来的受力情况，从而提升桥梁结构的承载性。在设计中，要明确建设单位对路桥工程的受力要求，合理选择桥梁体系。

（3）粘贴板加固法。该加固方法实施非常便捷，可以起到钢筋保护以及裂缝、挠度控制作用。在实际应用中，要确保梁体足够清洁，选择耐久性强、强度高的粘贴材料，所以该方法可以能会增加成本费用。

（4）混凝土喷射加固。使用该项技术需要先对钢筋网固定，使用高性能混凝土材料喷射在钢筋网上，实现桥梁结构加固。在混凝土终凝之后，能够有效提升桥梁受力性能和结构整体承载性能。

结语：

综上所述，为了能够保证路桥工程设计质量，必须要遵循路桥工程设计原则，掌握路桥工程的设计要点，关注路桥结构承载性、疲劳损伤，积极运用新技术，如BIM软件、GIS技术、新型结构等，进一步发挥路桥工程设计的效益。

参考文献：

[1]赖学超.市政路桥设计中BIM技术应用分析[J].交通建设，2019（02）.

[2]郑朝林.路桥设计的构思及对新技术的探讨[J].建材与装饰，2018（23）.

[3]张嵩.路桥设计的构思及对新技术的研究[J].科技创新与应用，2016（06）.

[4]洪冬明.市政路桥中的安全性与耐久性设计分析[J].科技创新与应用，2019（22）.

[5]符永峰.路桥设计及新技术的应用实践研究[J].中国室内装饰装修天地，2017（22）.

作者简介：

刘斌（1984.01-），男，汉族，湖南长沙，本科，工程师，主要从事道路与桥梁工作。