摘要：為完善路橋工程設(shè)計(jì)效果，更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程，做出設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的提議。首先對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)做出簡(jiǎn)單介紹，其次探究路橋設(shè)計(jì)中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，剖析該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的意義，最后較為詳細(xì)地探究數(shù)字技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)信息采集、建模、導(dǎo)出與保存圖紙、計(jì)算與統(tǒng)計(jì)工程量、協(xié)同化設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用情況。希望能和同行分享經(jīng)驗(yàn)，共同推廣數(shù)字化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：路橋設(shè)計(jì) ?數(shù)字技術(shù) ?軟件應(yīng)用 ?協(xié)同設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：?U412.3;U442.5 ????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???文章編號(hào)：1672-3791（2022）05（b）-0000-00

作者簡(jiǎn)介：潘志東（1992—），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)槭姓窐蜓芯俊?/p>

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

在我國(guó)，路橋工程的覆蓋范圍寬廣，不僅包括路基、路面工程，也有橋梁、隧道等項(xiàng)目。近些年，中各大城市交通運(yùn)輸量顯著增加，這在無(wú)形中對(duì)路橋工程的建設(shè)質(zhì)量提出更高、更多的要求，故而應(yīng)綜合多方面因素有針對(duì)性地完善路橋設(shè)計(jì)工作。既往路橋設(shè)計(jì)集中體現(xiàn)在手工繪圖、人腦分析方面上，需要計(jì)算大量數(shù)據(jù)，不僅工作量大，也容易形成誤差，以致路橋工程現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)時(shí)屢次出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更情況，不利于工程進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)施，影響工程效益。數(shù)字技術(shù)有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足，將其用在路橋設(shè)計(jì)實(shí)踐中，能協(xié)助設(shè)計(jì)人員快速做出精準(zhǔn)決策，顯著提升設(shè)計(jì)工作質(zhì)效。

1數(shù)字化設(shè)計(jì)的介紹

數(shù)字技術(shù)是與計(jì)算機(jī)存在伴生關(guān)系的一項(xiàng)科技，其原理主要是采用設(shè)備將各種信息轉(zhuǎn)型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能辨識(shí)的數(shù)字，隨后按照設(shè)計(jì)要求作出計(jì)算、存儲(chǔ)及傳輸?shù)忍幚?。因?yàn)橛?jì)算、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)過(guò)程中需要計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行編碼、壓縮及解碼等處理，故而數(shù)字技術(shù)也被叫做數(shù)碼技術(shù)。獎(jiǎng)數(shù)字技術(shù)用于路橋設(shè)計(jì)工作中，最大的作用體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計(jì)方面上。既往設(shè)計(jì)工作中，若修改圖紙內(nèi)任何內(nèi)容時(shí)，會(huì)帶來(lái)各種改變，一方面顯著增加設(shè)計(jì)工作量，另一方面很難確保設(shè)計(jì)成果的可自行，而通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)，通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了智能更新，從根本上處理了過(guò)往設(shè)計(jì)中屢次更改圖紙內(nèi)容的實(shí)際問(wèn)題。

2路橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的現(xiàn)狀及意義

2.1現(xiàn)狀

與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，問(wèn)過(guò)現(xiàn)代化路橋設(shè)計(jì)起步較晚，這也是現(xiàn)代化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用水平偏低、暴露出很多不足及應(yīng)用體系尚不完善的主要原因之一。特別是關(guān)于數(shù)字技術(shù)在路橋設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用問(wèn)題，國(guó)內(nèi)大部分設(shè)計(jì)人員僅能將這種技術(shù)用于項(xiàng)目的基本設(shè)計(jì)范圍中，比如：規(guī)劃出簡(jiǎn)易型數(shù)據(jù)庫(kù)及設(shè)計(jì)圖等，對(duì)數(shù)字技術(shù)潛在的處理功能及其他輔助功能的應(yīng)用力度明顯不足。以上這個(gè)問(wèn)題在數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)工作后就被探查到了，但是卻沒(méi)有得到全面改進(jìn)及完善，主要是因?yàn)椴糠衷O(shè)計(jì)人員為了實(shí)現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)效益的最大化，而沒(méi)有大力支持?jǐn)?shù)字技術(shù)的應(yīng)用，沒(méi)有全面提升數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用水平及進(jìn)行實(shí)地模擬訓(xùn)練等，外加數(shù)字技術(shù)應(yīng)用時(shí)沒(méi)有配置完善的設(shè)備工具等，以致很多設(shè)計(jì)人員應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)被迫陷入“巧婦難為無(wú)米之炊”的境遇，埋沒(méi)數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，影響路橋工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.2意義

現(xiàn)代路橋工程建設(shè)有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及的工種繁多、專(zhuān)業(yè)化水平高及對(duì)設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度要求高等特征，故而對(duì)路橋工程設(shè)計(jì)質(zhì)量也提出更高的要求。路橋工程的設(shè)計(jì)不僅要考慮視線自身結(jié)構(gòu)的合理性，也要充分考慮周邊環(huán)境因素對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量形成的影響，將其整合至設(shè)計(jì)工作范疇內(nèi)，并且也要嚴(yán)加控制整個(gè)工程的實(shí)際運(yùn)行成本。以上這些繁多的設(shè)計(jì)要求使路橋工程設(shè)計(jì)工作難度顯著增加，為確保工程設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性，就應(yīng)主動(dòng)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，最大限度地提升數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)度，進(jìn)而使路橋工程設(shè)計(jì)的合理性得到保障。

首先，路橋工程設(shè)計(jì)中計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)及成本控制時(shí)，數(shù)字技術(shù)輔助進(jìn)行能顯著提高計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)度，為施工工期及建材用量管理提供可靠的數(shù)據(jù)參照，進(jìn)而在確保路橋施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少建設(shè)成本。其次，在數(shù)字技術(shù)的協(xié)助下，能夠利用可視化模式直觀的表達(dá)出抽象化數(shù)據(jù)，進(jìn)而協(xié)助參建方對(duì)設(shè)計(jì)方案有更加直觀、全面的了解，有益于做出科學(xué)決策。最后，數(shù)字技術(shù)自帶存儲(chǔ)、分析及共享設(shè)計(jì)方案的功能，這樣幫助設(shè)計(jì)人員在分析數(shù)據(jù)過(guò)程中，及時(shí)探查到設(shè)計(jì)內(nèi)不完善、不合理之處，通過(guò)參考及借鑒既往成功案例的形式，有針對(duì)性的完善當(dāng)下的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，在路橋建設(shè)中使設(shè)計(jì)方案將自身價(jià)值發(fā)揮到最大化。

3數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用

3.1信息采集

采集信息是現(xiàn)代路橋工程設(shè)計(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)工作內(nèi)容，前期形成的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地、測(cè)量信息是后期高質(zhì)、高效設(shè)計(jì)工作推進(jìn)的基礎(chǔ)。大部分路橋工程是在露天環(huán)境下建造的，地形、氣候條件及周?chē)h(huán)境等均影響項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，前期采集工程相關(guān)信息時(shí)，設(shè)計(jì)人員一定要高度重視以上因素對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作質(zhì)量、效率形成的影響?？梢圆捎脭?shù)字技術(shù)執(zhí)行信息采集工作，例如：應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)拍攝以上信息，將其存儲(chǔ)成數(shù)據(jù)信息，并且能夠完整地傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，借此方式確保工程現(xiàn)狀信息的真實(shí)度。也可以應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)等設(shè)施拍攝擬建路橋的環(huán)境，將其轉(zhuǎn)型成數(shù)據(jù)信息被輸入至計(jì)算機(jī)內(nèi)，在計(jì)算機(jī)軟件的協(xié)助下加工信息，制作并生成動(dòng)畫(huà)形式的信息樣本輸出，借此方式使工程現(xiàn)狀信息的可獲取性得到更大的保障。

在科學(xué)技術(shù)日異月新的背景下，移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)水平呈現(xiàn)出不斷提升趨勢(shì)，信息采集工作推進(jìn)過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)工作人員的現(xiàn)場(chǎng)勘察行為的依賴(lài)性不斷降低，可以結(jié)合需求調(diào)用行業(yè)大數(shù)據(jù)內(nèi)的部分信息，或者比較實(shí)地勘察數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的信息，用于檢測(cè)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。一些路橋單位將數(shù)字化系統(tǒng)用于路橋工程設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，督導(dǎo)設(shè)計(jì)人員依照系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)化信息采集模板更加高效、精準(zhǔn)的開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)勘察工作?？傊?，利用數(shù)字技術(shù)采集路橋工程相關(guān)設(shè)計(jì)信息，使設(shè)計(jì)單位采集信息時(shí)實(shí)現(xiàn)了真正意義的標(biāo)準(zhǔn)化，為后期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及同類(lèi)項(xiàng)目大數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建提供可靠支持，給設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)工作中預(yù)覽與調(diào)取部分?jǐn)?shù)據(jù)創(chuàng)造了很多便利條件。

3.2建模

路橋工程現(xiàn)場(chǎng)采集工作結(jié)束后，項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)方案隨之生成，在以上過(guò)程中要合理應(yīng)用前期采集到的信息建設(shè)模型。過(guò)往路橋設(shè)計(jì)實(shí)踐中，常規(guī)做法是應(yīng)用AutoCAD軟件繪制二維模型繪制，3D Stdio MAX等數(shù)字化技術(shù)輔助建立三維立體模型。路橋工程的設(shè)計(jì)工作推進(jìn)過(guò)程中，需要綜合考慮地理方位、地形地貌等諸多因素，建模時(shí)可以嘗試應(yīng)用北斗定位、遙感通信、地理信息系統(tǒng)等數(shù)字技術(shù)。PTV-VISSIM為近些年發(fā)展起來(lái)的一款實(shí)用性較強(qiáng)的交通仿真軟件，其能清晰地模擬出城市交通內(nèi)微觀的、基于時(shí)間維度的交通狀況及駕駛行為隔的交通情況和駕駛行為，對(duì)市政路橋模型能起到良好的仿真作用，幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)路橋施工現(xiàn)場(chǎng)細(xì)節(jié)問(wèn)題有更全面的了解，繼而有針對(duì)性的完善工程設(shè)計(jì)方案。EICAD系統(tǒng)適用于立交以及交互式道路設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)，在復(fù)雜道路工程建模中發(fā)揮較大的輔助作用。在數(shù)字技術(shù)的協(xié)助，于路橋模型內(nèi)能智能計(jì)算及核實(shí)各種平、縱面接線情況，從宏觀層面上管理所有參數(shù)與指標(biāo)，于Windows界面下快捷的整改工程設(shè)計(jì)方案。比如：設(shè)計(jì)人員可以交互式動(dòng)態(tài)拉坡和繪圖處理路橋工程的縱橫面，具體是采用緯地道路輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（HintCAD4.6）科學(xué)調(diào)整坡點(diǎn)的方位、高程、豎曲線半徑等參數(shù)。

3.3圖紙的導(dǎo)出和保存

導(dǎo)出設(shè)計(jì)圖紙是路橋設(shè)計(jì)工作中的重要一步驟，參照導(dǎo)出的圖紙，能為路橋現(xiàn)場(chǎng)施工提示可靠依據(jù)。在Autodesk Revit等軟件軟件的協(xié)助下，能把三維模型自動(dòng)分解成二維圖形，包括平面圖、立面圖和截面圖等，并結(jié)合工程功能要求、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特征等，快速繪制出帶有明確標(biāo)識(shí)的細(xì)分構(gòu)造圖，便于參建工人閱覽及應(yīng)用。合理應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，一方面規(guī)避了既往設(shè)計(jì)人員重復(fù)執(zhí)行同一工作內(nèi)容的情況，另一方面也能協(xié)助設(shè)計(jì)單位減少支出。設(shè)計(jì)圖紙的保存始終是路橋設(shè)計(jì)工作中的重難點(diǎn)之一，因?yàn)楣こ淌┕ぶ写嬖谥T多building可控因素，設(shè)計(jì)圖紙的版本更新較快，部分設(shè)計(jì)人員沒(méi)有養(yǎng)成完整保存各個(gè)版本圖紙的良好習(xí)慣，通過(guò)合理應(yīng)用企業(yè)既有云盤(pán)等數(shù)字技術(shù)，能夠快速把各個(gè)版本的圖紙傳送至云盤(pán)或設(shè)置電腦與云盤(pán)兩者的實(shí)時(shí)同步。如果圖紙版本部分內(nèi)容發(fā)生改動(dòng)，企業(yè)云盤(pán)系統(tǒng)便能自動(dòng)保存并清晰地呈現(xiàn)出版本的信息，如果改動(dòng)后的內(nèi)容存在錯(cuò)差，那么可以快速對(duì)版本進(jìn)行回滾操作，有益于提升路橋設(shè)計(jì)圖紙的完善性及保存效率。

3.4計(jì)算與統(tǒng)計(jì)工程量

路橋建設(shè)材料用量的核算及工期計(jì)算均是工程設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，故而做好計(jì)算與統(tǒng)計(jì)工作具有很大現(xiàn)實(shí)意義。近些年中很多路橋誰(shuí)單位引進(jìn)了建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM），利用該技術(shù)存儲(chǔ)路橋工程涉及的所有信息，利用前期建設(shè)的模型數(shù)據(jù)庫(kù)提升工程量計(jì)算及統(tǒng)計(jì)結(jié)果的精準(zhǔn)度。也可以采用大數(shù)據(jù)技術(shù)輔助工程量計(jì)算工作，或者應(yīng)用同類(lèi)路橋工程形成的大數(shù)據(jù)，在對(duì)比分析中判斷工程量計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)度，協(xié)助設(shè)計(jì)人員盡早修正部分內(nèi)容。

3.5協(xié)同化設(shè)計(jì)

路橋設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，會(huì)涉及到眾多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，需要團(tuán)隊(duì)進(jìn)行科學(xué)分工及密切合作。BIM云平臺(tái)在路橋工程的協(xié)同設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，為項(xiàng)目的全生命周期管提供了可靠的技術(shù)支持，為路橋不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員之間交流與協(xié)作創(chuàng)造了很多便利條件，其能精準(zhǔn)區(qū)分不同專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)界限，減少音界限模糊而形成的工作摩擦，使工程的協(xié)同設(shè)計(jì)工作推進(jìn)過(guò)程中有更穩(wěn)定的基礎(chǔ)。BIM云平臺(tái)還能復(fù)用一些相同結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成果，進(jìn)而使項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量得到跟大的保障，凸顯協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)用性。

4結(jié)語(yǔ)

數(shù)字技術(shù)是路橋設(shè)計(jì)由既往計(jì)算機(jī)輔助繪圖過(guò)渡至計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的可靠形式，將該項(xiàng)技術(shù)用于路橋設(shè)計(jì)實(shí)踐中，不僅能顯著提升設(shè)計(jì)工作效率，規(guī)避傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中不合理因素，還能加速路橋設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化進(jìn)程，進(jìn)而創(chuàng)造出更理想的工程效益，引領(lǐng)我國(guó)路橋工程建設(shè)事業(yè)獲得更大的發(fā)展。

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