【摘要】随着社会的进一步发展，交通运输状况对一个国家的经济发展起着相当重要的作用，它代表着国家的发达水平。交通运输包括了海运、陆运和空运，其中陆运中的道路桥梁运输占的比例最大且随着时间的推移而呈上升趋势。因此，道路桥梁建设显得越来越重要。在道路桥梁设计过程中，将产生大量复杂而繁琐的设计计算。CAD以交互式计算机绘图为基础，近年来随着计算机的发展普及，在我国各行业中都有了广泛的运用。本文深入分析了CAD技术在道路桥梁中的运用，并实现了人机交互地快速设计，且使道路得到优化并解决了人为设计时由各种错误而引起的麻烦等。
【关键词】道路；桥梁；CAD技术；设计辅助
【关键词】道路；桥梁；CAD技术；设计辅助
计算机辅助设计（CAD- Computer Aided Design）是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计、信息存储和制图等各项工作。它是随着计算机技术发展起来的一门新型高科技技术，主要使用交互式图形显示软件、cad应用软件和数据管理软件3类软件，随着计算机的普及，其在道路桥梁设计中， 也得到了较广泛的应用研究和实用基础。CAD在道路桥梁中的运用使传统桥梁的设计方法和计算形式从繁复的人工演算中脱离，结束了大量人力导致的设计周期漫长、成本高。出错率高、设计质量差等，极大的促进了交通运输行业的技术进步，成为道路桥梁现代化的主要标志之一。
1、CAD系统研究与运用现状
1.1 CAD在国外道路桥梁中的运用现状
欧美国家在20世纪90年代后才开始出现商品化的道路桥梁CAD软件。且软件开发商一般开发通用结构的分析软件，该软件通常仅能完成结构上的分析，对技术设计环节无法提供足够的支持。但国外在道路桥梁CAD软件方便起步还是比较早的，目前德国、美国、日本等发达国家在道路桥梁CAD领域的技术还是相对成熟的，设计开发了许多道路桥梁CAD商品化软件。如：
1）MIDAS/ Civil桥梁结构分析软件
2）Bridge Designer II 和Bridge Designer Modeler3D集成桥梁CAD 系统
3）桥梁设计自动化系统ADAMS 以及桥梁下部结构的自动设计和制图系统ADAP
1.2 CAD在国内道路桥梁中的运用现状
我国道路桥梁CAD技术在20世纪70年代中后期开始研究，90年代以后，PC机器的性能飞速提升，在微机上开发可视化的道路桥梁CAD 软件成为道路桥梁CAD 发展的必然趋势。我国道路桥梁CAD软件：
1） 高等级公路桥梁CAD 系统JTHBCADS
高等级公路桥梁CAD 系统JTHBCADS 被列为“七五”国家重点科技攻关项目，由同济大学、公路规划设计院、重庆公路科学研究所等单位联合研制开发。系统开发和运行的硬件平台APOLLO 系列和HP- APOLLO 系列图形工作站，软件支撑系统为DOMAIN/AEGIS 操作系统和Calma 公司的DDM DIMENSIONⅢ图形系统。JTHBCADS 由结构布置、结构分析、结构详图和造价分析4 个系统9 大模块组成。
2）拓普桥梁结构分析程序
拓普桥梁结构分析程序是由原上海城建学院于90 年代中期基于个人计算机研制开发的。系统由“桥梁结构线性、非线性综合程序系统”、“桥梁结构线性、非线性施工控制程序系统”、“ 弯、坡、斜桥分析程序系统”、“悬索桥分析专用程序系统”组成。该系统有两个突出特点，使其在广大公路设计部门得以普遍应用。
3)桥梁通
集成化的常规桥梁的计算绘图程序，windows平台，人机交互式输入，图表方式结果输出。
2、CAD软件在道路桥梁上的局限
目前道路桥梁CAD设计的发展虽然比较完善，但其发展在中国仅有二十多年的历史，尚处于初期。由于它是一项计算量很大的工作，尚存在一些问题。具体表现在：
（1）各类道路桥梁CAD 软件在结构分析方面有很大的收获，但对完成立交桥梁一般构造图、普通钢筋图等结构施工图的自动绘制方面的研究还很少，其适应性很差，基本不能完成施工图的自动绘制。
（2）代码复用性差。目前的道路桥梁CAD 软件多数使用面向过程的程序设计语言，代码很难被他人继承复用，然而先进的面向对象的程序设计方法应用得较少。
（3）开发和运行平台相对落后。现存的绝大多数CAD 软件都是基于DOS 平台的，这与今后作为主流的具有图形界面的32 位操作系统不相配。
（4）用户界面及交互功能差。大多数现存的道路桥梁CAD软件中，基本不具备完全的交互功能。只能将数据依次地从数据文件中读入，然后生成绘图文件。这对于异型结构道路桥梁和道路桥梁设计图的局部修改几乎起不到作用。
（5）实体模型的曲线、曲面式样不足。公路桥梁的几何中存在直线、圆曲线、回旋线及平行线和回旋线距离成线性变化的抛物线等线形，而在目前的几何造型系统中一般只提供了直线和圆曲线。
3、CAD在道路桥梁上的未来发展趋势
针对目前道路桥梁软件存在的一些缺陷，道路桥梁CAD软件技术应向以下几方面发展。
（1）由于道路桥梁的开发，图形化操作系统的出现，强大的硬件平台的支持，使道路桥梁计算朝可视化、集成化、智能化方面发展。
（2）道路桥梁CAD软件在绘图方面的开发。工程图作为工程信息的载体和传递媒介，目前一般采用投影变换的方法，将三维的桥梁结构变换成二维形式，其空间立体感差，不能明确反映结构的物理特性和施工特性。
（3）虚拟现实技术。虚拟现实( Virtual Reality) 技术是21 世纪争相研究和开发的一个领域。
4、总结
我国道路桥梁建设当前正处在高速发展阶段，也对道路桥梁设计提出了更高的要求。CAD软件技术的不断发展为我国道路桥梁的未来提供了可能。然而怎样缩短设计周期、加快道路桥梁测试速度、优化设计方案、提高产品质量和设计能力是所有道路桥梁设计工作人员所面临的问题。因此我们必须加快CAD软件的开发，希望在不久的将来能够看到更全面、更完善的道路桥梁CAD系统的出现。
参考文献
[1]程景云，张叔辉.交通行业中的CAD应用.计算机世界报，第9期
[2]符锌砂.公路计算机辅助设计[M].北京:人民交通出版社.1998
[3]王书庆.桥梁CAD系统集成技术研究[D].上海:同济大学,1998
[4]梁鹏.现代桥梁CAD研究与开发[D].西安:长安大学,2001
1、CAD系统研究与运用现状
1.1 CAD在国外道路桥梁中的运用现状
欧美国家在20世纪90年代后才开始出现商品化的道路桥梁CAD软件。且软件开发商一般开发通用结构的分析软件，该软件通常仅能完成结构上的分析，对技术设计环节无法提供足够的支持。但国外在道路桥梁CAD软件方便起步还是比较早的，目前德国、美国、日本等发达国家在道路桥梁CAD领域的技术还是相对成熟的，设计开发了许多道路桥梁CAD商品化软件。如：
1）MIDAS/ Civil桥梁结构分析软件
2）Bridge Designer II 和Bridge Designer Modeler3D集成桥梁CAD 系统
3）桥梁设计自动化系统ADAMS 以及桥梁下部结构的自动设计和制图系统ADAP
1.2 CAD在国内道路桥梁中的运用现状
我国道路桥梁CAD技术在20世纪70年代中后期开始研究，90年代以后，PC机器的性能飞速提升，在微机上开发可视化的道路桥梁CAD 软件成为道路桥梁CAD 发展的必然趋势。我国道路桥梁CAD软件：
1） 高等级公路桥梁CAD 系统JTHBCADS
高等级公路桥梁CAD 系统JTHBCADS 被列为“七五”国家重点科技攻关项目，由同济大学、公路规划设计院、重庆公路科学研究所等单位联合研制开发。系统开发和运行的硬件平台APOLLO 系列和HP- APOLLO 系列图形工作站，软件支撑系统为DOMAIN/AEGIS 操作系统和Calma 公司的DDM DIMENSIONⅢ图形系统。JTHBCADS 由结构布置、结构分析、结构详图和造价分析4 个系统9 大模块组成。
2）拓普桥梁结构分析程序
拓普桥梁结构分析程序是由原上海城建学院于90 年代中期基于个人计算机研制开发的。系统由“桥梁结构线性、非线性综合程序系统”、“桥梁结构线性、非线性施工控制程序系统”、“ 弯、坡、斜桥分析程序系统”、“悬索桥分析专用程序系统”组成。该系统有两个突出特点，使其在广大公路设计部门得以普遍应用。
3)桥梁通
集成化的常规桥梁的计算绘图程序，windows平台，人机交互式输入，图表方式结果输出。
2、CAD软件在道路桥梁上的局限
目前道路桥梁CAD设计的发展虽然比较完善，但其发展在中国仅有二十多年的历史，尚处于初期。由于它是一项计算量很大的工作，尚存在一些问题。具体表现在：
（1）各类道路桥梁CAD 软件在结构分析方面有很大的收获，但对完成立交桥梁一般构造图、普通钢筋图等结构施工图的自动绘制方面的研究还很少，其适应性很差，基本不能完成施工图的自动绘制。
（2）代码复用性差。目前的道路桥梁CAD 软件多数使用面向过程的程序设计语言，代码很难被他人继承复用，然而先进的面向对象的程序设计方法应用得较少。
（3）开发和运行平台相对落后。现存的绝大多数CAD 软件都是基于DOS 平台的，这与今后作为主流的具有图形界面的32 位操作系统不相配。
（4）用户界面及交互功能差。大多数现存的道路桥梁CAD软件中，基本不具备完全的交互功能。只能将数据依次地从数据文件中读入，然后生成绘图文件。这对于异型结构道路桥梁和道路桥梁设计图的局部修改几乎起不到作用。
（5）实体模型的曲线、曲面式样不足。公路桥梁的几何中存在直线、圆曲线、回旋线及平行线和回旋线距离成线性变化的抛物线等线形，而在目前的几何造型系统中一般只提供了直线和圆曲线。
3、CAD在道路桥梁上的未来发展趋势
针对目前道路桥梁软件存在的一些缺陷，道路桥梁CAD软件技术应向以下几方面发展。
（1）由于道路桥梁的开发，图形化操作系统的出现，强大的硬件平台的支持，使道路桥梁计算朝可视化、集成化、智能化方面发展。
（2）道路桥梁CAD软件在绘图方面的开发。工程图作为工程信息的载体和传递媒介，目前一般采用投影变换的方法，将三维的桥梁结构变换成二维形式，其空间立体感差，不能明确反映结构的物理特性和施工特性。
（3）虚拟现实技术。虚拟现实( Virtual Reality) 技术是21 世纪争相研究和开发的一个领域。
4、总结
我国道路桥梁建设当前正处在高速发展阶段，也对道路桥梁设计提出了更高的要求。CAD软件技术的不断发展为我国道路桥梁的未来提供了可能。然而怎样缩短设计周期、加快道路桥梁测试速度、优化设计方案、提高产品质量和设计能力是所有道路桥梁设计工作人员所面临的问题。因此我们必须加快CAD软件的开发，希望在不久的将来能够看到更全面、更完善的道路桥梁CAD系统的出现。
参考文献
[1]程景云，张叔辉.交通行业中的CAD应用.计算机世界报，第9期
[2]符锌砂.公路计算机辅助设计[M].北京:人民交通出版社.1998
[3]王书庆.桥梁CAD系统集成技术研究[D].上海:同济大学,1998
[4]梁鹏.现代桥梁CAD研究与开发[D].西安:长安大学,2001
