郑州市交通规划勘察设计研究院河南省郑州市450001
摘要:道路工程和桥梁工程作为我国经济发展的基础越来越受到重视,我国在基础设施建设的投入逐渐增大,各项中大型的基础建设项目在各地区纷纷展开,在这些基础建设项目中道路工程和桥梁工程占了很大比例。这就使得路桥设计对设计人员提出了更为严格的要求。而传统的路桥设计已无法满足现阶段路桥建设的需求,各种新技术的出现解决了这些问题,同时也为设计人员提供了便捷。
关键词:新技术;路桥设计;应用
引言:由于交通工程的建设受到地貌地形以及城市交通拥堵状况的影响,很多地区都会建设大量的路桥来解决相关问题、缓解城市内部交通堵塞状况,与此同时,路桥的建设可以优化我国交通网络,推动交通运输业的快速发展,从而拉动国内经济增长。因此,在路桥设计中运用新技术提高路桥质量就变得尤为重要。基于此,文章主要阐述了路桥设计的原则,分析了新技术在路桥设计中的应用。
1路桥设计原则
在路桥设计时,设计人员要根据本地区的自然条件、材料来源、地质情况、施工特点和使用要求,遵循技术可行、经济合理的原则。同时,桥型的选择及布设不仅考虑结构本身的合理性与协调性,还应注重景观协调。另外,桥梁结构的安全性设计应引起重视,根据已建项目的经验和教训,桥梁上部结构尽可能采用预应力结构,并加强对钢筋混凝土结构裂缝宽度的严格控制。
除此之外,在路桥设计中尽量采用连续结构,以利于桥面平整,行车舒适。在经济性方面,对于大部分无净空要求的桥梁,尽量采用施工经验比较成熟的、经济的、预制安装的标准化结构,以提高工程质量、降低工程造价、加快工程进度。注重桥梁高跨比的选择,在无特殊要求时尽量采用经济跨径。跨线桥结合地形、地物及周围环境,并且在典型路段,应该考虑选用结构新颖、造型美观、经济合理的桥型结构。
2新技术在路桥设计中的应用
2.1GPS技术在路桥设计中的运用
2.1.1GPS技术在道路设计中的应用
道路设计中GPS技术的应用主要体现在以下方面:第一,目前,GPS-RTK技术彻底使公路测量模式得到改变,该技术能够使所在地区的空间三维坐标实现实时的获取,同时GPS-RTK技术在路线、桥、隧的勘察应用较多,另外,它还能实地实时进行放样、中桩测量、点位测量等;第二,高等级公路在进行选线时多是借助比例尺(1:1000或1:2000)的带状地形网。而传统的测绘方法,第一步是要确定一个控制点,然后对部分进行测量,从而把大比例尺地形图绘制出。该方法工作效率低,速度慢,耗时长。而采用实时动态测量的方法可以克服这个缺点,只停留在每一个点断2分钟左右,即可得到点的坐标和高程;第三,GPS技术在测量中精度高,室外作业时适应环境能力强,有利于环保,可应用于山岭丘陵、水文条件特殊的地区或是大型工程的测量上,比如,国家级公路干线在山区丘陵地带的施工时,GPS高程测量能够完全凸显出它的优势。另外,GPS技术的应用能够使野外砍伐工作量得以减少,从而保护生态环境。
2.1.2GPS技术在桥梁设计中的应用
在桥梁设计中,GPS技术的应用通常表现在以下两个方面:第一,静态相对定位,通常情况下,GPS静态相对定位是指将1台GPS信号接收机固定安放在坐标已知的地面标记点上,另1台或者多台GPS接收机固定安放在坐标未知的地面标记点上,保证各个GPS信号接收器不能移动,然后全天观测相同的GPS卫星,从而求出未知点相对于已知点的坐标增值,进而通过已知点坐标推导求出各个未知点坐标的方法。为了使定位精度较高,可以通过全天候地连续观测,得到足够的观测;第二,动态相对定位,GPS动态相对定位技术在桥梁设计中主要是借助数字回声技术进行测深,它能够使江海、湖泊等地形图测绘工作高效地完成,从而使内业与外业测量实现自动化以及成果实现数字化,进而提高了工作的精度。另一方面,GPS技术能够通过实时监测准确地得到桥梁的沉降变形情况并及时发现其沉降原因,进而为桥梁的动静结合监测提供了有效的途径。
2.2路桥设计中计算机技术的应用
2.2.1计算机技术在道路设计中的应用
传统的道路设计软件,如国内常用的纬地道路、鸿业市政、海地公路等,都在很大程度上提高了道路的设计效率及质量,其中,纬地道路辅助设计系统通过利用实时拖动技术,实现路线与互通式立交的动态可视化设计与修改,并且智能化地完成各种平纵面接线计算,通过宏观的控制各参数与指标,能够直接在Windows图形界面下轻松地完成项目的设计与修改,这为路桥设计人员提供了极大的便利。
2.2.2计算机技术在桥梁设计中的应用
计算机技术在桥梁设计中也得到了广泛的应用,例如国内普遍使用的桥梁通软件,该软件具有桥梁下部计算、设计、制图等功能,使用者可以方便地通过人机交互方式进行设计,使得设计成果能够实时地体现在界面上。桥梁结构分析软件,例如桥梁博士,该软件集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体,系统全部输入数据都是采用标准界面人机交互进行的。该软件系统重点在于结构分析计算,具有强大的数据编辑和自动生成工具,使原始数据的输入更加方便,并且在数据输入的容错性方面作了大量的工作,使用户不会因一时的失误而造成不必要的工作损失。
2.3路桥设计中新结构与高性能材料的应用
近年来,我国在路桥新结构研究和应用方面取得了一些积极的进展。首先,在主梁结构方面,钢箱梁、钢桁梁、钢-混凝土叠合梁、钢-混凝土混合梁等结构形式都取得了不断创新并得到推广应用。在桥塔结构方面,成功建设了300m高的混凝土桥塔,提出了内置式钢锚箱、钢锚梁等钢混组合索塔锚固结构,并且发展和应用了钢桥塔和钢外壳与混凝土内壁组合的桥塔结构。其次,在拱肋结构方面,混凝土拱肋、钢箱拱肋、钢桁拱肋、钢管及劲性骨架组合拱肋等结构型式均得到广泛应用,并保持着各类型拱桥跨径的世界纪录。我国在桥梁高性能材料的研发和应用方面也取得了明显进步。最后,在混凝土方面,C50、C60混凝土得到广泛应用。C80以上高强混凝土在局部部位开始使用,纤维混凝土、轻质混凝土等也得到了研究与应用,同时,近年来,桥梁建设企业越来越重视通过提高混凝土材料性能来改善结构性能,并且多功能混凝土添加剂的发展也为高性能混凝土的应用提供了支撑。另外,在复合材料方面,FRP等复合材料在桥梁修复、加固等方面得到了应用,且在缆索方面的应用研究也已开展。
2.4管理技术创新对设计的影响
在实际施工中,设计质量对工程施工进度也具有一定的影响,设计的合理性主要可以通过以下几点实现:第一,加强相关部门之间的配合,积极进行信息交流,这样不仅能保证设计的合理性,还能有效地解决设计过程中的问题,保证设计的可行性;第二,不断完善相关的设计责任机制,加强设计中细节的处理,同时,还要积极借鉴国外的设计方案,进而提高设计水平。
结束语:综上所述,为了使我国路桥设计的质量有更大的提高,经济能够更好地发展,设计人员应当科学、合理地将新的技术应用于路桥设计中。由于传统的路桥设计方案已经无法满足社会发展的需求,因此,设计部门应吸取国外好的路桥设计经验,完善路桥建设过程中的不足,从而提高路桥工程建设的整体质量,促进我国经济的全面发展。
参考文献
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