淺談結構化設計在道路橋梁設計中的應用

戴曉東++戴劍平

摘 要：隨著科學和信息技術的不斷進步，近年來我國在積極進行道路橋梁建設的過程中，對道路橋梁設計提出了更高的要求，各種先進的設計理念和方法被應用于道路橋梁的設計中，結構化設計就是關鍵設計方法之一，通過結構化設計，有助于安全性、經濟性和適用性在道路橋梁中得以充分體現。鑒于此，該文從橋梁結構化設計的必要性入手，對橋梁結構化設計原則進行了全面分析，最后對道路橋梁結構化設計應用的要點展開了探討，希望為我國相關領域的發展奠定一定理論基礎。

關鍵詞：結構化設計 道路橋梁設計 應用

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0075-02

值得注意的是適用性、安全性和經濟性是道路橋梁設計中的重要原則，定值設計法是以往我國進行橋梁設計過程中最常采用的方式，盡管該設計方法有助于實現相應設計規范，但是部分橋梁結構設計中的因素無法實現，最終導致道路橋梁設計與施工無法滿足以上建設原則。結構化設計的產生和應用，極大地彌補了傳統設計方法中的缺陷，在這種情況下，積極加強結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究具有重要意義。

1 橋梁結構化設計的必要性

在道路橋梁設計中合理應用結構化設計法，可以通過多種計算方法，最終確定最為科學的設計方案。在橋梁設計中，應用結構化設計，可以在設計階段對各種橋梁建設過程中的不確定因素進行全面掌握，并及時采取有效措施解決各種影響橋梁建設的因素，最終提升橋梁工程的可靠性和安全性。

我國以往的道路橋梁設計工作開展過程中，編制設計方案的工作是建立在大量橋梁設計和建設經驗的基礎之上，通常情況下，選擇橋梁材料、布置橋梁總體以及確定橋梁結構尺寸等方面共同構成了設計方案[1]。接下來，設計人員需要對道路橋梁的結構和橋梁力學進行分析，有針對性地修改設計方案。

而結構化設計在使用過程中，可以在分析結構的過程中構建數據流圖，同時將其進行映射，構建軟件體系結構。該設計方法注重模塊化和信息隱蔽性，通常由兩個環節組成，分別為詳細設計和概要設計。前者需要進行道路橋梁的細化設計，主要設計方法為結構化程序設計；后者指的是整體設計軟件系統，設計中需要對結構化設計法進行應用，將整個道路橋梁劃分成多個系統，并對不同系統的功能進行確定[2]。從長遠的角度來看，結構化設計已經成為道路橋梁設計過程中的重要設計方法之一。

2 橋梁結構化設計原則

2.1 連續性原則

現階段，我國在進行現代化建設的過程中，加大了道路橋梁的建設力度，道路橋梁工程規模不斷擴大，實際施工過程中的難度也有所提升，不僅增大了橋梁負荷，同時也提升了橋梁自身重量[3]。在這種情況下實施橋梁結構化設計，實現連續性是根本條件之一，只有在滿足連續性原則的基礎上，才能夠不斷擴大橋梁的有效受力面積，提升橋梁的使用安全性和穩定性，同時，在這一過程中還能夠縮短橋梁在受力過程中的傳遞路徑，這不僅有助于橋梁結構的優化，也有助于橋梁建設材料的節約，為提升橋梁工程結構的穩定性和連續性奠定了良好的基礎。

2.2 科學性原則

在進行道路橋梁結構化設計的過程中，必須合理選擇橋梁結構，設計人員應給予結構配置和橋梁橫截面以高度的重視，確保科學性能夠在橋梁設計中充分體現出來。在這一基礎上，還應當有效優化橋梁的內部結構，促使重量在橋梁結構中得到有效降低，科學地展開橋梁結構設計。

2.3 簡約化原則

在時代不斷進步的情況下，我國在進行道路橋梁的設計和建設過程中，應努力實現橋梁結構的簡約化。在實際設計中，要確保設計路徑的簡化，并構建簡單的橋梁結構力，確保其可以得到及時傳遞，這樣一來，橋梁就可以平衡地分散相應的外部負荷[4]。在簡約化的橋梁結構設計中，有助于促進橋梁結構強度的提升，還可以有效地實現施工材料的節約，在降低工程成本方面擁有重要的功能。

3 道路橋梁結構化設計應用的要點

3.1 在道路橋梁防水結構設計中應用結構化設計

首先，在設計防水結構的過程中，必須促使物理性質在道路橋梁路面中得到充分體現，要想促使相關材料的粘結性得到保障，設計人員必須嚴格控制施工工藝以及材料的性質，只有這樣，才能夠保證實際施工以及道路橋梁的后期使用過程中，不會產生路面起皮的現象，更不會產生脫落的混凝土。

其次，在設計防水結構的過程中，平整的路面也是影響設計的關鍵因素之一。對混凝土施工環節進行科學的設計，必須從整體的角度出發來體現混凝土與路面之間的關系，只有這樣，才能夠促使平整性在防水結構中得以充分體現[5]。同時，整體性較強的道路橋梁防水結構，在實際施工過程中，相關施工材料必須呈現出較強的抗拉力和延展性，整體性較強的防水結構是建立在施工工藝科學合理的基礎之上的。

最后，在設計集水管道和排水管線的過程中，必須提升規范性，在實際施工中，應保證各個環節的安裝規范有序，嚴禁腐蝕、滲透等現象產生在混凝土施工和道路橋梁結構當中，只有這樣才能夠保證保道路橋梁結構的穩定性。

3.2 在道路橋梁混凝土項目設計中應用結構化設計

首先，在設計道路橋梁結構時，保護層在鋼筋處的厚度必須引起設計人員的高度重視。設計者必須在嚴格遵守混凝土施工要求的基礎上，從整體的道路橋梁結構條件入手對鋼筋保護層厚度進行確定。只有保證這一厚度的合理性，才能夠促使功能在鋼筋結構中充分發揮出來，促使道路橋梁在使用過程中呈現出較強的安全性和適用性。

其次，將結構化設計應用于道路橋梁中，必須確保較強的耐久性體現在混凝土中，設計人員在日常工作中，應對各種型號的混凝土材料性質進行充分掌握，合理配比，對使用水泥的量、水泥的強度要求和水灰比例等條件進行嚴格控制，只有這樣，才能夠促使安全性和穩定性在道路橋梁結構中充分體現出來[6]。

最后，在將結構化設計應用于道路橋梁結構設計中時，設計者還必須對構造配筋設計給予高度的重視，在日常工作中，從形式、數量以及結構等角度出發，對配筋進行規范，促使抗裂縫能力在混凝土結構中得以提升，最終提升道路橋梁的使用性能。

4 結語

綜上所述，近年來，在社會經濟不斷進步的前景下，我國加大了交通運輸基礎設施的建設力度，道路橋梁工程隨之增加，工程規模也有所擴大。然而，要想實現道路橋梁工程的適用性、經濟性和安全性，就必須不斷地探索出更加先進的道路橋梁設計方法，結構化設計就是在這種情況下產生，并廣泛應用于道路橋梁設計中的。目前，我國相關工作人員在將結構化設計應用于防水結構設計和混凝土項目設計中時，已經取得了良好的設計效果，對于我國道路橋梁建設領域的發展起到了促進作用。

參考文獻

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[5] 彭衛兵，任愛珠，徐峰，等.基于案例推理和神經元網絡的橋梁知識的復用[J].計算機工程，2016，33（23）：202-204，207.

[6] 劉佳鈺，張軍.有關減隔震技術在橋梁結構設計中的應用淺析[J].城市道橋與防洪，2014（11）：99-101.