梁桥施工控制可视化研究

【摘要】： 随着我国公路和铁路交通事业的高速发展，为了跨越大江、大河、海湾等障碍，必须修建各种类型的大跨度桥梁。梁桥近年来得到了较快的发展。梁桥的施工多采用分节段施工方法，桥梁结构的最终形成需要经历多个施工阶段，其中包括结构体系的转换。为了保证成桥状态的内力和线形与设计相符，必须进行施工控制。施工过程的结构分析可以反映施工过程中的结构行为，同时还可以确定结构各个阶段的合理状态，以便为桥梁施工过程中的预测和监控提供依据。但是，桥梁是一个比较复杂的结构，结构分析过程中要产生大量的数值结果，必须阅读大量繁琐的数据才能了解桥梁的应力、应变和结构位移情况。数据的阅读和分析要花费设计人员大量的时间和精力，降低了工作效率。科学计算的可视化作为高效处理和解释数据的手段，将平淡不直观的数据结果转换成形象、准确、可见的图像，让人们从繁琐的数据阅读中解放出来。 本文采用面向对象的软件开发技术，用VC++开发了梁桥施工控制软件系统，将桥梁结构计算的数值结果转换成图形，显示桥梁在各个施工阶段的合理状态以及结构行为，为梁桥施工控制结构分析提供了有效的手段。 本文第1章首先论述了论文研究的目的和意义，回顾了计算机图形学和国内外桥梁CAD的发展情况，以及可视化技术在桥梁施工控制中的发展状况，并且总结了论文研究的主要工作。第2章阐述了梁桥施工控制的基本理论。第3章分析了软件工程遇到的困难和传统软件开发方法的缺陷，着重阐述了面向对象的基本原理和其他可视化软件开发技术。第4章是本文研究的核心部分，主要采用面向对象的方法对梁桥施工控制系统进行分析，建立梁桥结构分析的对象模型，实现了梁桥施工控制系统的类库，完成系统的数据结构设计和界面设计，介绍了系统图形程序的实现方法，是本论文具有创新意义工作的体现。第5章是文章的结束语，对论文进行了总结，并且指出了论文的不足之处以及将来进一步的工作。