淺議結構化設計在道路橋梁設計的應用

文/ 朱明義　山東通達路橋規劃設計有限公司　山東煙臺　264000

1、開展結構化設計的原因簡述

在以往開展橋梁設計工作的時候，人們的思想存在很多誤區，比如過于看重它自身的強度，而忽略了它的持久性；看重強度的時候卻沒有意識到它的適用范圍；重視結構布局的時候，忽略了維護工作的重要性，很顯然這種錯誤的思想會導致結構存在很多潛在的安全問題。在以往開展設計工作的時候，一般是按照如下步驟開展的。首先，依據經驗明確方案，此處牽扯到使用的材料以及構造和工藝等內容；然后，分析結構；第三，借助力學分析法進行結構設計，并且要結合具體情況不斷修改。此法的缺點在于，只可以明確方案的安全性等要素，無法使得方案最為優化，不符合設計的發展所需，因此結構化設計理念就開始逐漸被人們所接受。結構化設計的方法一般是以從上向下細化、模塊化及結構化等程序來發展起來的，總體來說是將設計看作一個單獨且單一的模塊結構，做具體設計及概略設計。通過分析可知，今后很長一段時間道橋設計工作將會朝著結構化方向發展，它是大勢所趨，是目前最為優秀的設計方法。

2、結構化設計應用的優勢

2.1　道路橋梁的傳統設計方式

在傳統的道路橋梁設計方式中，主要是依據已有的道路橋梁設計方式與設計經驗，其中包括工程總體結構的設計、結構尺寸的設定、施工技術的適用、工程材料的選擇等等。然后對當前道路橋梁工程設計進行對比，對道路橋梁整體結構的適用性和經濟性進行科學合理的分析，最后再結合道路橋梁工程施工現場的環境、施工的具體流程，對設計方案做出相應的修改與調整。這種類似的、傳統的道路橋梁工程設計方式有其一定的可取性，但是在工程實際應用過程中，會受到很多方面因素的影響，無法達到工程設計方案的最高水準，并且在對于一部分環境惡劣、結構復雜等情況下的道路橋梁工程設計時難度很大。

2.2　結構化設計應用的優勢

隨著我國經濟的不斷發展、科技力量的逐漸增加，在道路橋梁的工程技術與工程質量也不斷得到提升，其中結構化設計給道路橋梁工程建設帶來了很大的驅動力，結構化設計在道路橋梁工程中的應用幫助解決了傳統設計方式中存在的缺陷與弊端，不僅是在工程質量與工程技術上有所進步，也在道路橋梁的適用程度與適用范圍上有所進步，同時依然也保持著道路橋梁工程的經濟性和科學性。結構化設計的運用方式具有便捷性、直觀性、科學性等現代化標準。相較于傳統的設計方式，結構化設計可以非常便捷的為道路橋梁工程建設提供先進的設計理念和設計方式，結構化設計通過數據圖表的展示方式也顯得更加直觀，而結構化設計通過對歷史道路橋梁工程的分析，對新的工程進行修改與完善，可見這種設計方式比傳統設計方式更加科學合理。

3、結構化設計在道路橋梁設計中的應用

3.1　結構化設計中常用的解法分析

在開展路橋項目設計工作的時候，一般使用如下的幾種解法。

3.1.1　網絡搜索

該方法較之于別的方法來講，更加直觀易懂。具體來講，它是把范圍之中的問題合理的劃分，此時它們就會以很多網格點的形式存在，而這些點分別對應一個設計，此時我們就可以依據設定好的規律以及步驟搜索了。使用該方法能夠確保我們以最短的時間獲取所需的網格點。在使用該方法的時候，先要將其中的一個變量固定好，然后依據從大到小的次序分析其他的變量，此時就可以確保全部網格點都能夠符合規定，進而幫助我們更好的獲取所需的數據，獲得最佳解。

3.1.2　求解函數

假如想獲知函數的極數值的話，就要把之前的不等式轉變為等式，而且按照特定方法將其中的變量消掉，此舉能夠將目標函數轉變為僅僅包含單一函數的等式，進而運算目標函數，此時就能夠得知函數中的極限數值了，該方法的優勢較為明顯，因此被大范圍使用。

3.1.3　圖解

該方法的使用頻率非常高，尤其是被大量的用到二維橋梁設計工作之中，在具體的設計的過程中其牽扯到兩個變量。具體來講，它是把一個變量看成是豎向坐標，另外的看成是橫向坐標，結合兩點就能夠制作出有著特定約束性質的圖形了。而且能夠依次得出這兩個界限被約束的范圍，進而在這一范圍內做出這一函數的等值線。這時設計者看到所做出的等值線和所約束范圍的邊線之間存在著相切的關系，并且這一目標函數就是等值線和范圍邊界的切點。

3.2　同態設計法在道路橋梁設計中的應用

把設計中原本的不等式約束變換成等式約束，這樣做的主要目的是為了縮小設計空間的可行性。從總體上來看，該方法獲取的解較之于原解有著很多不完善的地方，不過它仍舊被大量的運用到當前的道橋工程設計工作之中。這主要是因為在設計時使用此種算法的話可以確保運算更加簡單。

3.3　結構化設計在道路橋梁設計中的應用實例分析

對于一個設計人員來講，要想從總體上功能把控結構化設計的內涵，就應該認真分析它在橋梁工程中的存在意義。在開展具體的設計工作的時候，身為設計人員，要認真分析設計思想，合理使用計算方法。同時，還要結合項目建設時期的具體需要，合理運用結構化設計理念。

結語：

綜上所述，道路橋梁的結構化設計應用相較于傳統的設計方式有很多方面的優勢，對我國道路橋梁工程技術有很大的幫助，也對我國道路橋梁工程建設有著非常顯著的貢獻，但同時也無法完全舍棄傳統的設計方式，很多基礎設計仍然要沿用到傳統的設計方法。因此，想要在道路橋梁的結構化設計中取得更加傲人的成績，就需要以傳統設計方式為參考，結合現代化科技發展對道路橋梁結構化設計的應用，對結構化設計理念做出科學合理的創新。

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