在道路橋梁設計中結構化設計的運用

楊麗梅

黑龍江省公路勘察設計院

在道路橋梁設計中結構化設計的運用

楊麗梅

黑龍江省公路勘察設計院

道路橋梁是交通網絡的重要組成部分，經過多年的建設，我國的道路橋梁總數量及質量都有了較大的提高，并為我國的經濟建設貢獻了巨大的力量，然而在發過的過程中還存在著或大或小的問題亟待解決，只有通過提高道路橋梁設計及建造技術才能有效的解決這一問題，從而使得道路橋梁建設兼具安全性與經濟性。本文首先介紹了在道路橋梁建設中使用結構化設計的必要性，并針結構化設計原則及具體應用進行了詳細的分析和研究。

道路；橋梁；結構化設計

在我國的道路橋梁設計中，原有的設計過程通常是按照定制設計的方法來完成相關設計的，這種結構設計方法無法準確的描述并處理道路橋梁結構中的不確定因素，也就無法精準的滿足具體的施工要求，從而使得施工安全性及質量無法得到可靠保障，施工成本也可能會增加，道路橋梁坍塌事故或局部損壞事故經常出現在各種媒體的報導中，造成這些事故的原因中，主要是都是道路橋梁構件承載能力低，使其性能不能滿足真正的使用需求。要想提高道路橋梁的質量、保證使用安全性、延長使用壽命，就要做好道路橋梁的結構設計，從而降低安全事故的發生，減少經濟損失，更好的保證人們出行安全。

一、結構化設計的必要性

傳統的橋梁設計流程首先是根據經驗判斷制定初始的設計方案，包括材料的選擇、總體的布置、制造的工藝和結構尺寸等方面；接著是對結構進行分析；最后進行力學分析，檢驗設計結構是否可行，并根據不同情況進行修改。這種設計方法，只是對施工方案的可行性與安全性進行檢驗，不能夠做到最優的設計，很難滿足對橋梁結構設計需求日益復雜的要求，因此，結構化設計變得尤為必要。結構化設計的方法主要是基于自頂向下細化、模塊化和結構化程序設計等程序設計技術發展而來的，主要的思想就是把設計分為具有單一功能且相互獨立的模塊結構，主要包括詳細設計和概要設計。

二、結構化設計應用于道路橋梁設計中的主要原則

1.在對道路橋梁的整體剛度及相應的截面形式進行設計時，要在保證其理論使用性能的前提下，選擇質量最輕的結構設計方案，同時也要做好位移及內力分布位置等的安排布置工作，使得整體結構設計得到優化。此外，在結構材料的選取上，也要使材料的剛度滿足相關的國家及行業標準。

2.在進行結構設計時，對于力的傳遞會有固定路線，因此要注重對其進行簡化，這樣能夠使外部荷載得以平衡，且使結構重量變輕，既方便施工，還節約材料，減少浪費，降低成本。

3.設計方案要具備連續性。在設計過程中，盡量使結構各個部分相互連接從而形成統一整體，這樣能夠簡化力的傳遞路線，擴大受力范圍，從而使結構整體承受內力得以降低，降低了材料消耗量。

4.在進行道橋結構化設計時，要綜合考慮道橋結構的受力特點及具體形狀，挖掘建筑材料的優良性能，并將各種材料的優良特別進行組合，從而更好的滿足道橋結構及剛度要求，且達到質量最輕的目的。

三、結構化設計在道路橋梁設計中的具體運用

1.運用于道路橋梁的防水設計

道路橋梁設計中最重要的設計內容之一就是防水設計，因為道路經過長時間的浸泡，其結構強度及質量都會有所下降，從而增加了意外事故的發生機率，降低了安全系數，嚴重影響道路的使用，因此要在結構設計中采取具體的措施解決相就的排滲水問題。首先，強化對防水層的設計，在選擇材料時，要選擇具有較高密實性能的混凝土材料，并且還要增設鋼筋網，這樣可以有效避免混凝土出現開裂現象。此外，還要選擇復合纖維混凝土，亦或將水泥基結晶材料摻入其中，這樣也會起到良好的防滲效果。測定防水層是否合格時，要注意以下要點：（1）路面粘結性較好，沒有脫落以及起皮現象；（2）鋪裝混凝土時，要保證其與路面合為一體；（3）結構整體要具備足夠的抗拉強度以及延伸性。

2.運用于道路橋梁的混凝土設計

2.1 在當今的道路橋梁建造中，多使用鋼筋混凝土結構，因此在對道路橋梁進行結構化設計時，要使設計滿足混凝土的耐久性要求。混凝土的耐久性，是混凝土結構質量的重要評價指標之一，這影響著道路橋梁的質量及使用年限，因此要對該項指標給予足夠的重視。為了追求利潤的最大化，很多施工單位在道橋施工中沒有充分考慮其整體結構特點，偷工減料等違規操作十分常見，這都對建筑工程埋下了安全隱患，嚴重影響了混凝土的耐久性。因此在做好結構設計的同時，更要考慮混凝土的耐久性。

2.2 在結構設計中要注重鋼筋混凝土層保護層的厚度是否滿足使用要求。在道橋的設計中，通常會在鋼筋混凝土之上安置相應的保護層結構，從而起到隔離保護的作用，使鋼筋混凝土結構免于受損，不易被腐蝕，從而提高該結構的使用安全，延長使用壽命。

2.3 要加強構造配筋。對于混凝土而言，發生最頻繁的問題是裂縫，會進一步導致結構其他部位出現損壞。一旦產生裂縫現象，當遇到雨水天氣時，雨水便會滲入結構中，致使裂縫變得更大，從而導致內部結構被腐蝕。因此，在結構化設計中也要加強其結構配筋，以提升混凝士抗裂性能。

2.4 注重防腐材料的使用。在局部位置要應用防腐材料，例如鋼筋混凝土負彎矩區。這樣一來便能夠使混凝土耐久性能提到提升，增強其抗腐蝕性能。

結語：

綜上所述，道路橋梁建設在我國的交通設計中占有非常大的比重，其建設質量及數量都直接的影響著我國社會的發展，因此要提高道路橋梁設計技術水平，從源頭上進行掌控。在道路橋梁建設過程中，只有做好前期的建造方案，才能有效的控制工程造價，保證施工質量。因此從事道路橋梁設計的專業人員，要重視相關的設計工作，注重結構化設計在道路橋梁設計中的應用，并結合道橋建設特點及施工要求，綜合的制定出設計方案，從而使得設計方案不僅具有較高的安全系數及適用性，并能夠得到較為滿意的經濟效益，提高道路橋梁建設工程的社會滿意度。

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