導(dǎo)語：橋梁工程中CAD應(yīng)用研討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

ComputerAidedDesign作為一門新型學(xué)科，已經(jīng)被各個(gè)專業(yè)的工作人員所熟識(shí)，它可以用來進(jìn)行各種設(shè)計(jì)，在道路橋梁工程中也毫不例外地充當(dāng)著重要的角色，從1979年開始，同濟(jì)大學(xué)、長安大學(xué)、重慶交通學(xué)院、重慶公路科學(xué)研究所、交通部第二勘察設(shè)．計(jì)院等單位先后對(duì)公路的縱斷面優(yōu)化技術(shù)、平面及空間線形優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了研究，開發(fā)了各自的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序。20世紀(jì)80年代以來，許多院校、交通設(shè)計(jì)院相繼開發(fā)了公路路線微機(jī)輔助設(shè)計(jì)，公路中小橋cad系統(tǒng)、涵洞CAD系統(tǒng)、立交CAD系統(tǒng)等公路設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)覆蓋了路線、路基、路面、橋梁、涵洞、立交、擋土墻、交通工程、城鎮(zhèn)規(guī)劃、預(yù)可行性研究報(bào)告、工程可行性研究報(bào)告、成本效益分析、概預(yù)算、后評(píng)估、工程項(xiàng)目管理、監(jiān)理和公路數(shù)據(jù)庫等方面。不僅功能齊全，而且實(shí)用性極強(qiáng)，普及面廣泛，在公路工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各個(gè)階段都能淋漓盡致地發(fā)揮其作用，提高了公路設(shè)計(jì)的質(zhì)量，加快了設(shè)計(jì)速度，并且使公路建設(shè)項(xiàng)目達(dá)到方案優(yōu)、投資省、工期短、效益好的要求。在地面數(shù)據(jù)采集方面，GPS、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、遙感地質(zhì)解譯使得公路設(shè)計(jì)所必需的原始數(shù)據(jù)采集變得自動(dòng)化，從而使公路CAD輔助設(shè)計(jì)成為自動(dòng)化設(shè)計(jì)。隨之利用它進(jìn)行人機(jī)交互地快速設(shè)計(jì)。

1CAD在路線設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

一般路線CAD包括：a)通過各種測(cè)量儀器(全站儀、GPS、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、E500、測(cè)圖精靈等)的接口處理程序進(jìn)行原始數(shù)據(jù)輸入及其處理。b)縱斷面圖的設(shè)計(jì)及繪制。C)土方_T程(如堤壩、河道、溝渠、路基等)的橫斷面圖(橫斷面圖中可任意選取繪制原狀線、設(shè)計(jì)線、竣工線)，自動(dòng)生成設(shè)計(jì)工程量表、竣工工程量表和鋪工放樣表。d)繪制平面圖，包括平面圖處理功能、平面地形圖上自動(dòng)切剖面、平面展點(diǎn)、平面布樁、平面坐標(biāo)標(biāo)注，根據(jù)鋪工表數(shù)據(jù)計(jì)算工程平面坐標(biāo)，繪制工程輪廓線、坡腳線、開挖線等。在CAD中可以解決人工設(shè)計(jì)解決不了的問題：a)通過已存數(shù)據(jù)和輸入的新數(shù)據(jù)來進(jìn)行路線平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖的設(shè)計(jì)、修改ob)可以用多種方式來進(jìn)行部分或整個(gè)路線的土石方量查詢、計(jì)算。c)通過設(shè)置路線的斷鏈，系統(tǒng)可以自動(dòng)根據(jù)所設(shè)置的情況精確地計(jì)算出整個(gè)路線的土石方量數(shù)據(jù)。d)利用方便的土石方表格設(shè)置功能，輕松根據(jù)所需信息隨意地設(shè)置報(bào)表欄目；任意范圍內(nèi)的土石方數(shù)量計(jì)算與報(bào)表輸出自動(dòng)化、一體化。e)對(duì)于曲線的繪制，手工程序很麻煩，但在CAD中實(shí)現(xiàn)了線路緩和曲線的自動(dòng)繪制。f)另外還可以進(jìn)行里程樁、水準(zhǔn)點(diǎn)的繪制標(biāo)注，既簡單又快捷。g)可進(jìn)行平、縱、橫三視圖動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，非常直觀，以及可生成三維模型，瀏覽公路線形的動(dòng)態(tài)三維造型，以檢驗(yàn)公路的平縱橫設(shè)計(jì)組合，解決了人為進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)由于各種錯(cuò)誤而引起的反復(fù)設(shè)計(jì)的麻煩等等。它集計(jì)算、制圖、編輯、統(tǒng)計(jì)工具于一體，大大簡化了公路路線的測(cè)繪。通過利用AutoCAD的多視區(qū)功能和多文檔界面功能實(shí)現(xiàn)了路線平、縱、橫斷面的一體化設(shè)計(jì)和路線的三維實(shí)體造型。在這些過程中最核心和關(guān)鍵的是路線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度。

2在路基、路面設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

CAD在路基橫斷面圖、路面結(jié)構(gòu)圖的繪制中，以及防護(hù)構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)圖繪制都能發(fā)揮出神奇的作用，可以實(shí)現(xiàn)在人為設(shè)計(jì)路基路面中所遇到的棘手問題的輕盈解決。

2．1用途方面

a)可以快速準(zhǔn)確地進(jìn)行挖方、填方、半填半挖、土石分界的橫斷面及路面結(jié)構(gòu)層的繪制。b)通過靈活的橫斷面設(shè)計(jì)模板解釋器可以進(jìn)行含截水溝、排水溝、路面超高、加寬的橫斷面施工圖的繪制。c)進(jìn)行任意樁號(hào)范圍土石方量計(jì)算、土石方調(diào)配及自動(dòng)生成土石方數(shù)量表、路基寬度與填挖高度表、路基邊坡及填挖高度表。

2．2操作方面

現(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷革新，CAD繪圖操作越來越簡單：a)可以逐樁手工輸入地面線、路基設(shè)計(jì)線數(shù)據(jù)繪制圖形。b)可以自行手工編寫數(shù)據(jù)文件，用文本文件形式存儲(chǔ)，批量導(dǎo)人繪制圖形。c)可根據(jù)實(shí)際需求任意調(diào)整圖形比例大小。d)自由選擇所需要的圖形標(biāo)注，如是否標(biāo)注設(shè)計(jì)坡度線等。

2．3軟件程式方面

實(shí)用的軟件程式設(shè)計(jì)提供了面積、寬高、字符等實(shí)用工具，方便查詢、修改，用途也越來越豐富：a)可以在一張圖紙上繪制一個(gè)或多個(gè)橫斷面施工圖，并可隨意設(shè)置圖紙上圖形排列的行列數(shù)目。b)可以進(jìn)行精確完整的造價(jià)分析。

3在橋梁設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

各類橋梁CAD軟件為我們進(jìn)行橋梁的設(shè)計(jì)提供了極大的便利，首先在立面、平面、橫斷面圖的繪制方面可以使用橋型布置CAD系統(tǒng)QXCAD，能進(jìn)行各類橋型的設(shè)計(jì)，清晰快捷地表明出橋梁的型式、跨徑、孔數(shù)、總體尺寸、各主要構(gòu)件的相互位置關(guān)系、橋梁各部分的標(biāo)高、材料數(shù)量及總的技術(shù)說明。其次通過橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)可以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，確定橋梁的上部結(jié)構(gòu)類型及下部結(jié)構(gòu)的類型和基礎(chǔ)類型，在AutoCAD中繪制橋梁結(jié)構(gòu)圖和內(nèi)力、應(yīng)力、位移、影響線圖，更加明確所選結(jié)構(gòu)類型準(zhǔn)確性與規(guī)范性。第三，在橋梁CAD軟件中，橋梁普通鋼筋自動(dòng)布修改，使橋梁設(shè)計(jì)在方案設(shè)計(jì)階段得以優(yōu)化并趨向合理；橋梁工程造價(jià)CAD在橋梁設(shè)計(jì)階段對(duì)其造價(jià)進(jìn)行細(xì)致分析，使工程在各項(xiàng)費(fèi)用計(jì)劃方面進(jìn)行優(yōu)化。橋梁專家BridgeExpert系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和功能包括施工同步模擬形成多層組合界面構(gòu)件，結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)多種取值方式的優(yōu)化強(qiáng)迫調(diào)整，考慮鋼筋影響的多層混凝土組合界面的收縮徐變分析，同時(shí)考慮非線性的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)施工狀態(tài)的自動(dòng)控制，結(jié)構(gòu)分體施工逐步組合，多階段模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋作用，廣義的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換工程模型等。

4CAD技術(shù)的發(fā)展與局限性

4．1CAD與其他軟件的結(jié)合

CAD技術(shù)的二次開發(fā)也給道路橋梁的設(shè)計(jì)帶來了生機(jī)與活力，AutoCAD和Excel軟件完美地配合，使之有效地直接應(yīng)用于公路路線設(shè)計(jì)方面；利用VB對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了VB讀取Excel數(shù)據(jù)并在AutoCAD中繪制橫斷面地面線，可為設(shè)計(jì)節(jié)省時(shí)間，大大提高繪圖的效率，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橫斷面填挖方信息提取方法在CAD系統(tǒng)中開發(fā)實(shí)現(xiàn)，提高了勘測(cè)設(shè)計(jì)自動(dòng)化、智能化水平；三維GIS{地理信息系統(tǒng)(GeographicalInfor—mationSystem，GIS)}與230公路CAD的集成是把公路設(shè)計(jì)或施工過程中的幾何模型數(shù)據(jù)、屬性信息與周圍地形數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來進(jìn)行管理和表達(dá)，建立起公路三維GIS，展現(xiàn)公路沿線的三維虛擬場景，有利于檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量、輔助施工管理、服務(wù)公路建成后的養(yǎng)護(hù)維護(hù)。CAD軟件在道路橋梁工程中的潛力是無窮的，還有待路橋?qū)I(yè)的學(xué)術(shù)人員和開發(fā)計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的工程師去進(jìn)一步開發(fā)與探索。

4．2CAD技術(shù)的不足之處及改進(jìn)

在道路橋梁中CAD的廣泛應(yīng)用提高了設(shè)計(jì)速度、設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快了出圖速度，但是在某些方面也存在不足之處。譬如：a)在橋梁CAD中對(duì)于大跨徑橋梁的自動(dòng)布筋和繪圖方面研究不夠，CAD技術(shù)還不是很成熟，需要做進(jìn)一步的完善和補(bǔ)充，能更加精確地完成配筋設(shè)計(jì)與鋼筋布置；b)在計(jì)算機(jī)處理過程中受力分析與配筋設(shè)計(jì)軟件的結(jié)果不能直接用于工程CAD軟件，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，造成了計(jì)算機(jī)處理過程的脫節(jié)；C)CAD軟件不易維護(hù)與擴(kuò)充，開發(fā)效率不高，在設(shè)計(jì)中容易出錯(cuò)，而且代碼復(fù)用性差，需要補(bǔ)充CAD軟件的維護(hù)與修復(fù)輔助軟件，并使用面向?qū)ο蟮亩皇敲嫦蜻^程的程序設(shè)計(jì)方法；d)CAD軟件的交互功能需要進(jìn)一步提高，更新運(yùn)行平臺(tái)，提高數(shù)據(jù)使用的有效性與高效性，改善用戶界面。置CAD系統(tǒng)能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的布筋設(shè)計(jì)，避免了因普通鋼筋種類繁多、形狀各異、數(shù)量龐大、規(guī)律性差等缺點(diǎn)對(duì)橋梁設(shè)計(jì)速度和質(zhì)量的不利影響。第四，橋梁三維CAD技術(shù)在橋梁初步設(shè)計(jì)方案中將設(shè)計(jì)方案制作成三維模型，以顯示其立體效果，找出設(shè)計(jì)方案中不合理的地方，并對(duì)缺陷進(jìn)行逐次。