淺析計算機技術(shù)在公路與橋梁工程施工中的應(yīng)用

1、淺析計算機技術(shù)在公路與橋梁工程施工中的應(yīng)用王煥強（中國水利水電第七工程局第六分局，四川 彭山 620860）摘 要：本文簡要論述計算機技術(shù)在錦屏公路、石忠高速公路工程的施工管理過程中的一些具體的應(yīng)用，內(nèi)容涉及到三維處理、數(shù)據(jù)庫與相關(guān)程序設(shè)計的鏈接與嵌入技術(shù)。通過在施工中實際操作實例分析，重點敘述程序設(shè)計的應(yīng)用，以求將公路與橋梁施工中大量的、重復(fù)性的、有邏輯性的工作通過計算機進行處理，以達到事半功倍的效果。關(guān)鍵詞：計算機；公路；橋梁；施工；應(yīng)用1.概述隨著計算機技術(shù)的縱深發(fā)展，現(xiàn)代公路與橋梁工程設(shè)計和施工已經(jīng)廣泛地應(yīng)用計算機管理程序、計算機輔助設(shè)計等先進的技術(shù)手段，為設(shè)計、施工、管理進行服務(wù)。利

2、用計算機進行橋梁、隧道、涵洞結(jié)構(gòu)、水利水文計算、土石方計算與調(diào)配、工程費用及預(yù)算、統(tǒng)計車輛通過量等；利用集成計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Desin）軟件繪制橋梁、涵洞和隧道工程圖、路線平面圖、路線縱橫斷面圖等。本文結(jié)合公路與橋梁工程施工管理實際工作，將通過具體的應(yīng)用實例闡述計算機技術(shù)在工程施工建設(shè)中的應(yīng)用情況。2.應(yīng)用計算機進行結(jié)構(gòu)物工程量的復(fù)核計算2.1拱橋側(cè)墻體積計算錦屏公路第、標(biāo)段共有4座拱橋（懸鏈線拱），拱橋的側(cè)墻體積是整座橋計算過程最復(fù)雜的部位，同時，也是設(shè)計單位最容易出現(xiàn)差錯的地方。通過復(fù)核計算結(jié)果證明，4座拱橋的側(cè)墻設(shè)計工程量比實際少130.86m3。計算公式：

3、Vcf1L1(shKK)/K(m1)f12L1m1(0.5shKchK1.5K)/2K(m1)2 1VF0.5f1B2C2f1m2(K1K3)f1m2(K12K32)×(W2K3f1m3)2V側(cè)墻4V2VF 3利用CASIO4500PA計算器計算側(cè)墻體積為131 .50m3；計算機三維建模求積計算：通過AutoCAD2002平臺軟件進行橋梁的三維建模，創(chuàng)建橋梁結(jié)構(gòu)三維立體圖形，對SOLIDS對象進行布爾運算，利用MASSPROP命令求積，最后在計算機顯示器上顯示AutoCAD Text Window：-SOLIDS- 見圖1：Mass： .6787Volume：.6787以上計算分別

4、是質(zhì)量計算和體積計算，因為建模單位是，將其進行換算：.67873/106134.315323m3；原施工設(shè)計圖紙工程量中側(cè)墻體積：101.60m3，為設(shè)計錯誤；通過以上計算結(jié)果顯示，利用三維建模計算不規(guī)則結(jié)構(gòu)體積在精度、速度及直觀性方面有著無法相比的優(yōu)勢。 圖1 三維建模計算體積2.2路基土石方復(fù)核計算在路基土石方復(fù)核計算工作中，因無相關(guān)專業(yè)的計算軟件，所以只能結(jié)合實際，利用多方已有應(yīng)用軟件進行綜合嵌入，以下將介紹利用Access、AutoCAD、Excel軟件共同完成路基土石方工程量的復(fù)核計算工作原理。土石方計算公式（棱臺法）： nV1/3×（Ai1Ai）Li1 mi/(1mi)4

5、 i1其中miAi1/Ai (Ai1Ai)在路基斷面測量工作中通常采用坐標(biāo)法，如圖2，即將公路每個樁號的斷面上的轉(zhuǎn)折點（xi，yi）首尾相接成為一個封閉的截面，這就是所測斷面的面積： nA1/2×（xiyi1xi1yi）5 i1其中3ni1圖2 坐標(biāo)法示意圖根據(jù)以上計算公式將合同段內(nèi)全部的所測斷面樁號與每個斷面上的（xi，yi）輸入計算機Access數(shù)據(jù)庫進行綜合數(shù)據(jù)處理，形成數(shù)據(jù)庫文件，便可以將Access數(shù)據(jù)庫與AutoCAD平臺進行數(shù)據(jù)鏈接嵌入，這樣每個樁號斷面上的測點坐標(biāo)將會自動以POINT形式批量生成元素，依次首尾連接各點進行閉合，然后即可應(yīng)用平臺自動計算每個樁號斷面面積。

6、最后從數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出到Excel，應(yīng)用其內(nèi)部函數(shù)按照棱臺公式編制土石方計算表，輸入樁號，然后以樁號為映射將所求面積導(dǎo)入，通過電子表格的公式與函數(shù)的自動計算功能，最后疊加所得數(shù)據(jù)即是復(fù)核計算的土石方工程量。至此便是數(shù)據(jù)庫與相關(guān)應(yīng)用軟件的鏈接與嵌入技術(shù)計算土石方工程量的全部計算工作程序原理。 1 計算機應(yīng)用程序編程語言進行二次開發(fā)程序設(shè)計高速公路施工路線復(fù)測及竣工測量工作中，在沒有專業(yè)軟件輔助的情況下，繪制公路縱斷面圖是非常繁瑣的工作，需要進行大量的、重復(fù)的操作，既費神，又容易出錯。特別在公路進場復(fù)測階段以及竣工測量階段，需要在短時間內(nèi)將所測量的中樁高程轉(zhuǎn)化成縱斷面圖上的地面線，才可以進行路線復(fù)核。利

7、用Microsoft Excel、AutoCAD都提供的VBA功能，編制程序進行繪制，即把Microsoft Excel表格中的樁號、地面高程等信息讀取出來，在AutoCAD文件里以文字、線條的方式寫出來，就可以快速繪制公路縱斷面地面線。3.1應(yīng)用程序編程語言Visual Basic for Application簡介Visual Basic for Application（VBA）是Microsoft面向最終用戶的應(yīng)用程序編程語言。Office產(chǎn)品的組件、AutoCAD均支持VBA作為二次開發(fā)工具。VBA最大特點和最大優(yōu)點是利用面向?qū)ο螅∣OP）的ActiveX Automation技術(shù)，使

8、語言的引擎在技術(shù)上與開發(fā)環(huán)境分離。它的功能在很大程度上依賴于它的客戶顯露的Automation接口。同時，由于VBA是基于ActiveX Automation技術(shù)，它可以使用任何Automation技術(shù)的應(yīng)用程序共同工作。基于AutoCAD的VBA應(yīng)用程序就是高級程序語言的計算功能與AutoCAD的繪圖功能結(jié)合，使用VBA程序語句來控制對AutoCAD圖形的操作。VBA作為一個集成的開發(fā)環(huán)境，它提供了高質(zhì)量的用戶化編程能力，能夠使AutoCAD數(shù)據(jù)與其它的VBA應(yīng)用程序，如Excel軟件，直接共享，實現(xiàn)無縫連接，順利進行數(shù)據(jù)交換。3.2程序設(shè)計算法分析在Microsoft Excel中，與表對

9、應(yīng)的對象是工作表（Sheet或Worksheet），與每一個表格方格對應(yīng)的對象是單元格區(qū)域（range），它可以僅包括一個單元格（cell），也可以由多個單元格合并而成。工作表對象中的cells屬性，在單元格的選擇方面可以達到與range相同的效果，它是以行（row）和列（gol）作為參數(shù)的，對于行和列的選擇可以采用變量的形式。在本例中，可設(shè)定工作表（Worksheet）的每一行第一列（cells（i,1）為中樁樁號，每一行第二列（cells（i,2）為對應(yīng)的地面高程。在AutoCAD中，沒有與表對應(yīng)的對象，但可以根據(jù)表中前后樁號定義水平距離，根據(jù)地面高程定義垂直距離，將表中數(shù)據(jù)理解為線條與文

10、字對象的集合。這樣，通過讀取Microsoft Excel文件中的最小對象單元格區(qū)域（cells（i,j）的主要信息，利用VBA建立AutoCAD與Excel的通信，然后在AutoCAD文件里指定的圖層、位置畫線條，書寫文字。通過循環(huán)，遍歷所有單元格區(qū)域（cells（i,j），邊讀邊寫，最終完成縱斷面地面線的繪制及樁號、地面高程的書寫。3.3程序具體實現(xiàn)步驟3.3.1 在AutoCAD中創(chuàng)建Excel應(yīng)用程序要編寫存取Excel的應(yīng)用程序，必須通過VBA將Excel中的對象能夠讓操作者使用，這就需要參考 Excel對象的數(shù)據(jù)庫。其步驟如下：1.打開AutoCAD的VBA編輯器（命令：

11、VBAIDE）；2.選擇“工具”“引用”項，在彈出的“引用”對話框的“可使用的引用”列表框內(nèi)，選擇“Microsoft Excel 2002 Object Library”項；3.單擊“確定”按鈕；4.接下來使用下列代碼可創(chuàng)建完整的應(yīng)用程序?qū)ο髮嵗篋im Excel As Excel.Application'激活要與之通信的Excel應(yīng)用程序On Error Resume Next Set Excel = GetObject(, "Excel.Application") If Err <> 0 Then Set Excel = CreateObject

12、("Excel.Application") End If3.3.2讀入坐標(biāo)點畫地面線1.設(shè)定工作表（Worksheet）的每一行第一列（cells（i,1）為中樁樁號，每一行第二列（cells（i,2）為對應(yīng)的地面高程。由于公路路線縱斷面圖水平方向比例為1:2000，垂直方向比例為1:200，故讀入時，y坐標(biāo)應(yīng)乘以10倍。2.以（0，0，0）為原點，以樁號里程為x坐標(biāo)，以10倍所對應(yīng)的地面高程為y坐標(biāo)，0為z坐標(biāo)，定義某一樁號對應(yīng)的地面點坐標(biāo)；然后循環(huán)讀取各里程樁號數(shù)據(jù)信息，定義各樁號所對應(yīng)的地面點坐標(biāo)；最后以直線段連接各地面點坐標(biāo)，則為地面線。3.3.3樁號及高程的寫入1

13、.定義文字的插入位置 以樁號里程為x坐標(biāo)，0為y坐標(biāo)，0為z坐標(biāo)，確定文字的插入點。2.以單行文字形式創(chuàng)建樁號及高程文字，定義文字的格式、字體、高度、傾斜角度。插入后的文字應(yīng)逆時針旋轉(zhuǎn)90度。3.3.4輔助網(wǎng)格線的繪制1.輔助網(wǎng)格線能較為直觀地表示樁號及地面高程的對應(yīng)關(guān)系，有助于縱坡拉坡；2.以樁號里程為x坐標(biāo)，0為y坐標(biāo)，0為z坐標(biāo)，確定網(wǎng)格線第一點；以樁號里程為x坐標(biāo)，10倍所對應(yīng)的地面高程為y坐標(biāo)，0為z坐標(biāo)，確定網(wǎng)格線第二點；兩點連線，則為網(wǎng)格線。2 結(jié)論通過以上幾個計算機技術(shù)在道路與橋梁工程施工中的簡單的應(yīng)用實例，主要闡述了現(xiàn)代公路橋梁施工中很多繁雜的計算工作將會逐漸的由計算機進行，我們所追求的高質(zhì)量、高效率、高精度計算成果會在瞬間完成，這就為我們的施工管理工作贏得了寶貴的時間和財富。參考文獻：1美David S.Cohn. The Compl