淺析現(xiàn)代路橋設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用

侯文靜

摘 要：伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)也發(fā)生了巨大的變化，路橋作為交通運(yùn)輸業(yè)的一個基礎(chǔ)，不僅在一定程度上緩解了交通壓力，同時也促進(jìn)了我國城市化的發(fā)展。雖然我國的路橋工程也在現(xiàn)代化的發(fā)展中不斷完善，但是路橋設(shè)計(jì)施工中也存在著很多的問題需要加以重視。文章主要是對橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的必要性和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代路橋設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

引言

在路橋設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)行路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，這就需要設(shè)計(jì)人員不僅要考慮到路橋設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)相關(guān)的穩(wěn)定性也要考慮到更好的設(shè)計(jì)來滿足路橋發(fā)展的需要。現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念來說更加的安全實(shí)用并且具有創(chuàng)新性，能夠更好地解決現(xiàn)實(shí)中的一些問題。因此將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用到路橋設(shè)計(jì)中可以有效地解決現(xiàn)存的一些問題，并且能夠更好地保障路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性，保障路橋的使用壽命，促進(jìn)我國交通事業(yè)健康發(fā)展。

1 橋梁中進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的必要性

1.1 現(xiàn)代化建設(shè)需要結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的路橋設(shè)計(jì)開展首先是設(shè)計(jì)人員通過對原有經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)根據(jù)實(shí)際施工應(yīng)用的施工材料和工藝來確定大致的路橋結(jié)構(gòu)框架。然后根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)分析來進(jìn)行詳細(xì)的路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，保障整個路橋施工的穩(wěn)定使用。現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅是基于實(shí)際施工的要求來開展設(shè)計(jì)，同時對于后期的路橋工程的優(yōu)化方案也是有充分的準(zhǔn)備，這和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案比較起來更加能保證路橋施工的質(zhì)量和工程進(jìn)度的順利性。同時現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也對整個路橋工程的可行性和安全性進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，這樣路橋工程無論是在使用價(jià)值還是在經(jīng)濟(jì)價(jià)值上都能夠達(dá)到一個最佳的狀態(tài)。所以將現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用到路橋設(shè)計(jì)中是非常必要的。

1.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是橋梁設(shè)計(jì)方法的最優(yōu)選擇

與傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)方法相比而言，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法主要是由自動向下細(xì)化、模塊化和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)等程序化設(shè)計(jì)發(fā)展演變而來的，其主要思路是將設(shè)計(jì)分為具有單一功能且相互獨(dú)立的模塊結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中主要有兩種設(shè)計(jì)方法，一種是詳細(xì)設(shè)計(jì)，一種是概要設(shè)計(jì)，而這兩種設(shè)計(jì)方法都是通過結(jié)構(gòu)圖對設(shè)計(jì)階段進(jìn)行描述的。例如，橋頭搭板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在橋梁工程應(yīng)用過程中，不僅對搭板寬度、厚度和長度進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對搭板埋設(shè)的深度也進(jìn)行了科學(xué)的計(jì)算和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)相對優(yōu)越的橋頭搭板結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)通過充分利用電腦計(jì)算機(jī)對橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以更加簡便地運(yùn)算出結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且計(jì)算機(jī)計(jì)算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度較高，促使設(shè)計(jì)的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)中的實(shí)物更加接近，從而保證道路橋梁設(shè)計(jì)不會出現(xiàn)可避免的錯誤。在現(xiàn)代化橋梁設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)不僅能夠滿足橋梁快速發(fā)展的需求，也是橋梁設(shè)計(jì)方法的唯一最優(yōu)選擇。

2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

第一，在路橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法就要盡可能地降低整個路橋的結(jié)構(gòu)重量，這就需要配置好路橋的剛度和整個路橋的截面形式，同時也要做好位移和路橋自身內(nèi)力的調(diào)控設(shè)計(jì)。第二，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中要充分考慮到力的傳遞路線，對于這一路線要做明確地說明，這樣能夠保證施工過程中材料使用量的準(zhǔn)確度也能平衡外界的負(fù)荷。第三，在路橋結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中要保證各個結(jié)構(gòu)的整體性。保證路橋的各個結(jié)構(gòu)不是分散的而是一個完整的整體，這樣能夠加強(qiáng)路橋的承受力，簡單化的傳遞路徑也能降低成本。第四，在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中要對路橋受力的各個構(gòu)件進(jìn)行更進(jìn)一步地設(shè)計(jì)從而能夠?qū)⒏鱾€構(gòu)架的承受力發(fā)揮到最大，這樣也能更好地促進(jìn)路橋發(fā)揮一個整體的承受力。

3 優(yōu)化路橋結(jié)構(gòu)相關(guān)策略

3.1 優(yōu)化橋位選擇

路橋位置的選擇時非常重要的，對路橋的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益都有很大的影響。在優(yōu)化橋位選擇的過程中要遵循自然環(huán)境，要以自然條件為先。比較特殊的就是在靠山沿溪的地理位置建設(shè)路橋，在選定路橋位置后們，搭建要避開水，順著山的趨勢來開路，同時也要注意施工對河流的污染問題以及后期路橋排水的問題。

3.2 優(yōu)化橋長設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)路橋橋長的過程中要進(jìn)行全方位的考慮，比如路橋位置、路橋面積、路橋模型等。一般橋長是與路橋所在位置的面積成正比的，按照路橋模型等比例的進(jìn)行建設(shè)，這樣才能保證路橋橋長與其他因素的合理配比。

3.3 優(yōu)化橋型設(shè)計(jì)

路橋橋型直接關(guān)系到路橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因此要做好路橋的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)就要做好路橋橋型的優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如石拱橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通常在大拱的兩邊都要設(shè)計(jì)兩個小拱，這樣整個石拱橋在外形上是對稱的，在整體的承重力量上會相對分散一些，分散整個石拱橋的承重力。同時小拱橋也能夠在雨季的時候起到泄洪的作用，從而降低雨水對整個石拱橋的沖擊。在石拱橋確定的位置如果是梯形的石頭在施工的時候要注意將石頭的大面在外面，小面在里面。這樣石頭能夠緩解整個橋面承受的壓力，整個路橋結(jié)構(gòu)承壓力也會增強(qiáng)。

3.4 加強(qiáng)路橋結(jié)構(gòu)的耐久性優(yōu)化

路橋的耐久性直接關(guān)系到整個路橋的使用壽命，因此要保證路橋的使用期限就要不斷地優(yōu)化路橋的耐久性設(shè)計(jì)。但是路橋的耐久性設(shè)計(jì)直接關(guān)系到路橋工程的經(jīng)濟(jì)投入問題，因此要把握好路橋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與路橋經(jīng)濟(jì)投入的關(guān)系，盡可能在最小的經(jīng)濟(jì)投入中獲得更優(yōu)化的路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡可能地延長路橋的使用壽命。在進(jìn)行路橋耐久性設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中還要綜合地考慮到路橋施工的各方面因素，要不斷的創(chuàng)新思維，要采用現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)思維來保證路橋的使用質(zhì)量和壽命。

3.5 優(yōu)化細(xì)節(jié)問題的處理

這里所說的細(xì)節(jié)處理問題主要是指斜腹桿的混凝土受到拉力導(dǎo)致開裂問題的處理、泥巖地基問題的處理與橋墩的抗推問題處理。通常情況下是采用局部預(yù)應(yīng)力方法來解決混凝土因拉力開裂的問題，置入冷拉級的預(yù)應(yīng)力鋼筋到斜腹桿里，以拱片預(yù)制成型為基礎(chǔ)，實(shí)施張拉錨固，同時降低斜腹桿拉應(yīng)力和混凝土大寬度裂縫的危害。在解決泥巖地基的問題時候一般是采用巖面防水封閉技術(shù)。當(dāng)?shù)鼗墓こ贪凑諛?biāo)準(zhǔn)完成后，將整個泥巖地基的基底進(jìn)行平整化后，在地基上澆筑一層防水的混凝土這樣就會預(yù)防這個地基表層發(fā)生膨化的現(xiàn)象。在解決橋墩坑推問題的時候一般要在墩頂增加一個水平拉桿，這樣使橋墩基底的應(yīng)力符合國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從而極大地提升整個路橋的抗滑穩(wěn)定的性能。

除了以上幾種優(yōu)化策略之外還存在其他的優(yōu)化策略，例如控制路橋超載問題，降低危險(xiǎn)性，確保路橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不被破壞，承載力符合要求。不僅如此，還要充分考慮路橋的疲勞損傷問題，由于交通壓力越來越大，路橋結(jié)構(gòu)對車輛荷載的承受也越來越大，各種荷載在會在路橋結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生應(yīng)力，出現(xiàn)震動結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，最終使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生積累性的疲勞損傷。故而要充分做好養(yǎng)護(hù)工作，積極地檢查在早期出現(xiàn)的疲勞損傷，能夠最大限度地減少疲勞損傷，消除發(fā)生事故的可能性。

4 結(jié)束語

路橋建設(shè)對我國交通事業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也是有著良好的促進(jìn)作用的，所以做好路橋設(shè)計(jì)施工建設(shè)也是勢在必行的。要保證路橋建設(shè)的質(zhì)量就要從路橋的設(shè)計(jì)到最終的施工使用都要經(jīng)得起考驗(yàn)，這樣才能保證路橋使用壽命和安全性，也能更好地促進(jìn)我國交通事業(yè)健康發(fā)展。在路橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)不僅能夠提升路橋建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低成本，同時對路橋的安全性也是一大保障，所以在今后的路橋設(shè)計(jì)中要大力推廣應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。

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