探讨数字技术在路桥设计中的应用

摘要：为完善路桥工程设计效果，更好地指导现场施工过程，做出设计工作中应用数字技术的提议。首先对数字化设计做出简单介绍，其次探究路桥设计中数字技术的应用现状，剖析该项技术应用的意义，最后较为详细地探究数字技术在路桥设计信息采集、建模、导出与保存图纸、计算与统计工程量、协同化设计等方面的应用情况。希望能和同行分享经验，共同推广数字化技术。

关键词：路桥设计  数字技术  软件应用  协同设计

中图分类号： U412.3;U442.5     文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）05（b）-0000-00

作者简介：潘志东（1992—），男，本科，助理工程师，研究方向为市政路桥研究。

The Application of Digital  Technology in Road and Bridge Design is Discussed

PAN Zhidong

（Zhongen Engineering Technology Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province，510000   China）

Abstract：In order to improve the design effect of road and bridge engineering， better guide the on-site construction process， and make a proposal on the application of digital technology in the design work. Firstly， make a brief introduction to digital design， then explore the application status of digital technology in road and bridge design， analyze the significance of the application of this technology， and finally explore the application of digital technology in road and bridge design information collection， modeling， export and save drawings， calculation and statistics of quantities， collaborative design and so on. Hope to share experience with peers and jointly promote digital technology.

Key Words： Road and bridge design; Digital technology; Software application; Collaborative design

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，随后按照设计要求作出计算、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做数码技术。奖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路桥设计中应用数字技术的现状及意义

2.1现状

与欧美等发达国家相比较，问过现代化路桥设计起步较晚，这也是现代化设计技术应用水平偏低、暴露出很多不足及应用体系尚不完善的主要原因之一。特别是关于数字技术在路桥设计领域内的应用问题，国内大部分设计人员仅能将这种技术用于项目的基本设计范围中，比如：规划出简易型数据库及设计图等，对数字技术潜在的处理功能及其他辅助功能的应用力度明显不足。以上这个问题在数字技术应用到设计工作后就被探查到了，但是却没有得到全面改进及完善，主要是因为部分设计人员为了实现工程经济效益的最大化，而没有大力支持数字技术的应用，没有全面提升数字技术的应用水平及进行实地模拟训练等，外加数字技术应用时没有配置完善的设备工具等，以致很多设计人员应用该项技术时被迫陷入“巧妇难为无米之炊”的境遇，埋没数据技术的优势，影响路桥工程的设计质量。

2.2意义

现代路桥工程建设有结构复杂、涉及的工种繁多、专业化水平高及对设计精准度要求高等特征，故而对路桥工程设计质量也提出更高的要求。路桥工程的设计不仅要考虑视线自身结构的合理性，也要充分考虑周边环境因素对工程建设质量形成的影响，将其整合至设计工作范畴内，并且也要严加控制整个工程的实际运行成本。以上这些繁多的设计要求使路桥工程设计工作难度显著增加，为确保工程设计方案的科学性、合理性，就应主动应用數字技术，最大限度地提升数据分析的精准度，进而使路桥工程设计的合理性得到保障。

首先，路桥工程设计中计算各项指标及成本控制时，数字技术辅助进行能显著提高计算结果的精准度，为施工工期及建材用量管理提供可靠的数据参照，进而在确保路桥施工质量的基础上减少建设成本。其次，在数字技术的协助下，能够利用可视化模式直观的表达出抽象化数据，进而协助参建方对设计方案有更加直观、全面的了解，有益于做出科学决策。最后，数字技术自带存储、分析及共享设计方案的功能，这样帮助设计人员在分析数据过程中，及时探查到设计内不完善、不合理之处，通过参考及借鉴既往成功案例的形式，有针对性的完善当下的项目设计方案，在路桥建设中使设计方案将自身价值发挥到最大化。

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。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。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被输入至计算机内，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。

在科学技术日异月新的背景下，移动互联技术水平呈现出不断提升趋势，信息采集工作推进过程中对设计工作人员的现场勘察行为的依赖性不断降低，可以结合需求调用行业大数据内的部分信息，或者比较实地勘察数据与数据库内的信息，用于检测验证数据的精准度。一些路桥单位将数字化系统用于路桥工程设计的整个过程，督导设计人员依照系统提供的标准化信息采集模板更加高效、精准的开展现场设计勘察工作。总之，利用数字技术采集路桥工程相关设计信息，使设计单位采集信息时实现了真正意义的标准化，为后期数据统计及同类项目大数据库构建提供可靠支持，给设计人员设计工作中预览与调取部分数据创造了很多便利条件。

3.2建模

路桥工程现场采集工作结束后，项目的初步设计方案随之生成，在以上过程中要合理应用前期采集到的信息建设模型。过往路桥设计实践中，常规做法是应用AutoCAD软件绘制二维模型绘制，3D Stdio MAX等數字化技术辅助建立三维立体模型。路桥工程的设计工作推进过程中，需要综合考虑地理方位、地形地貌等诸多因素，建模时可以尝试应用北斗定位、遥感通信、地理信息系统等数字技术。PTV-VISSIM为近些年发展起来的一款实用性较强的交通仿真软件，其能清晰地模拟出城市交通内微观的、基于时间维度的交通状况及驾驶行为隔的交通情况和驾驶行为，对市政路桥模型能起到良好的仿真作用，帮助设计人员对路桥施工现场细节问题有更全面的了解，继而有针对性的完善工程设计方案。EICAD系统适用于立交以及交互式道路设计领域内，在复杂道路工程建模中发挥较大的辅助作用。在数字技术的协助，于路桥模型内能智能计算及核实各种平、纵面接线情况，从宏观层面上管理所有参数与指标，于Windows界面下快捷的整改工程设计方案。比如：设计人员可以交互式动态拉坡和绘图处理路桥工程的纵横面，具体是采用纬地道路辅助设计系统（HintCAD4.6）科学调整坡点的方位、高程、竖曲线半径等参数。

3.3图纸的导出和保存

导出设计图纸是路桥设计工作中的重要一步骤，参照导出的图纸，能为路桥现场施工提示可靠依据。在Autodesk Revit等软件软件的协助下，能把三维模型自动分解成二维图形，包括平面图、立面图和截面图等，并结合工程功能要求、现场环境特征等，快速绘制出带有明确标识的细分构造图，便于参建工人阅览及应用。合理应用数字技术，一方面规避了既往设计人员重复执行同一工作内容的情况，另一方面也能协助设计单位减少支出。设计图纸的保存始终是路桥设计工作中的重难点之一，因为工程施工中存在着诸多building可控因素，设计图纸的版本更新较快，部分设计人员没有养成完整保存各个版本图纸的良好习惯，通过合理应用企业既有云盘等数字技术，能够快速把各个版本的图纸传送至云盘或设置电脑与云盘两者的实时同步。如果图纸版本部分内容发生改动，企业云盘系统便能自动保存并清晰地呈现出版本的信息，如果改动后的内容存在错差，那么可以快速对版本进行回滚操作，有益于提升路桥设计图纸的完善性及保存效率。

3.4计算与统计工程量

路桥建设材料用量的核算及工期计算均是工程设计中的重要内容，故而做好计算与统计工作具有很大现实意义。近些年中很多路桥谁单位引进了建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM），利用该技术存储路桥工程涉及的所有信息，利用前期建设的模型数据库提升工程量计算及统计结果的精准度。也可以采用大数据技术辅助工程量计算工作，或者应用同类路桥工程形成的大数据，在对比分析中判断工程量计算结果的精准度，协助设计人员尽早修正部分内容。

3.5协同化设计

路桥设计是一项很复杂的工作，会涉及到众多专业知识，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跟大的保障，凸显协同设计的实用性。

4结语

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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