結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究

趙佳州

摘 要：道路橋梁作為一個地區現代化經濟建設發展的重要支撐，其建設過程中是否能和設計方案一致，確保道路橋梁結構更加符合實際要求，使得整個設計方案更加穩定，能夠更好的指導實際施工建設，為促進城市現代化經濟建設奠定堅實基礎。本文主要論述了道路橋梁設計中結構化設計的應用對策，希望通過本次研究對進一步提高道路橋梁設計合理性有一定幫助。

關鍵詞：道路橋梁;結構化設計;應用

結構化設計具備連續性的特點，在道路橋梁設計方案制定過程中，通過將整個項目工程劃分為一個整體確定整個橋梁的荷載，同時還能夠進一步明確整個項目工程各個結構的受力范圍，減少運送內力，從而進一步節省造價材料投入，降低工程成本。此外，在道路橋梁設計過程中能夠確保應用結構化設計能夠確保整個設計內容符合國家要求，提高項目的安全指數，為接下來的施工作業奠定堅實基礎。

1 道路橋梁設計過程中，結構化設計應用的方式及目標

在過去道路橋梁設計過程中，設計師主要依據自己的實際工作經驗，確定最初的設計方案、橋梁的總體結構布置、結構尺寸、施工工藝、使用材料。然后對整個項目工程的結構和力學體系以及原理進行全面分析，然后確定設計方案可行性。結合施工現場實際情況，對設計方案作出適當修正。在該種設計理念下，所設計出來的施工方案，雖然能夠對設計方案的可行性以及安全性進行有效的驗證，但是不能保證整個設計方案完全符合施工現場的實際情況，施工方案中的很多細節內容并不能有效滿足當前橋梁結構日益復雜化的發展需求，所以將結構化設計理念應用到道路橋梁設計中具有很大的作用。在道路橋梁設計過程中，通過應用結構化設計理念，能夠從上至下進行，逐步細化設計，并以結構化和模塊化方式向前推進，將整個設計方案劃分成相互獨立且具有單一功能的模塊結構，先進行總體設計，然后再進行細節化設計。通過在橋梁設計中應用結構化設計理念，能夠進一步提高設計方案的安全性，確保工程投入使用之后，延長橋梁的使用壽命。

2 道路橋梁設計過程中結構化設計模型構建及計算方法確定

2.1 模型構建

結構化設計模型在構建過程中，主要采用以下幾個種方法進行：首先，離散化結構設計。該種結構設計是指通過，對道路橋梁的整體結構進行細化，將結構無限的自由度轉變為有限的自由度，繼而能夠詳細分析整個道路橋梁工程結構的受力情況，確保分析的準確性，簡化分析過程;其次，模型化結構設計。模型化結構設計主要是從力學角度入手，它是從整個受力角度分析道路橋梁的內在結構受力情況，在整個結構設計過程中，設計人員應該妥善處理好矛盾點，實現結構模型化處理，此外，該種設計模式還能夠具體化結構設計，以提高結構，處理工作效率;最后，材料與荷載結構化設計。該種設計模式就是利用道路橋梁所提供的各種資料，來實現對道路橋梁結構的模擬。把基于實踐角度，通過進一步簡化結構設計過程，提高設計施工的效率。在應用該種結構設計方法進行道路橋梁結構設計過程中要求設計人員從大型計算模型中選擇合理的模型，這樣能夠提高整個設計方案的質量和準確性。

2.2 計算方法確定

結構化設計在道路橋梁設計過程中所選擇的計算方法主要包含以下幾種：首先，圖解計算法。它主要是利用橫縱軸原理，將兩個任意的變量作為橫軸和縱軸標準，結合兩個變量的具體變化情況，在坐標系中繪制出圖形。這里所說的結合變量是指變量含水不等式，通過進行適當計算，能夠獲得坐標系內兩種變量的約束區域，進而能夠求得目標函數的等值線，得出最終的目標函數值。該種計算方法主要適用于道路橋梁的二維結構計算;其次，函數極值計算方法。該種計算方法主要是在結構設計過程中，對設計變量函數不等式作為等式看待，最終求解出整個變量的大小，從而獲得相應的函數極值;再次，同態設計法。該種計算方法和上述函數極值計算方法大同小異，同樣是將函數不等式作為等式看待，最終縮小計算空間目標，進而提高計算效率。現階段該種方法是應用頻率較高的一種計算方法;最后，網絡搜索方法。該種方法就是將道路橋梁結構設計過程中所遇到的各種設計問題實現網絡化，要根據既定的規律，實現變量控制。在應用該種計算方法時，應該根據特定的順序，進行科學計算，以達到計算結果的最優化。

3 結構化設計在道路橋梁設計過程中的應用

3.1 結構化設計在道路橋梁防水設計方面的應用

在道路橋梁設計過程中，防水層結構設計應該選擇密實性最佳的混凝土材料，并且在混凝土材料中加入適當的鋼筋網，這樣能夠有效防范工程投入使用之后表面出現裂紋。混凝土材料一般選擇復合型纖維混凝土，以確保其發揮最佳防水效果。在應用結構化設計開展道路橋梁防水層設計過程中，需要滿足以下幾方面要求：首先，要確保路面具備優質的粘結性，不存在脫落起皮現象;其次，混凝土施工要和路面鋪裝統一起來;再次，施工完畢之后，要確保防滲結構具有很強的抗拉強度和延展性;最后，需要重點關注泄水管道的設計質量，重視泄水管道施工安裝工藝水平選擇，避免管道泄漏直接作用于混凝土表面，而導致出現裂縫。

3.2 結構化設計在道路橋梁混凝土施工設計中的應用

首先，結構化設計在鋼筋混凝土保護層厚度方面的應用。鋼筋混凝土屬于復合型建筑材料，它是由鋼筋和混凝土按照一定比例制備而成，是道路橋梁施工建設過程中應用最為常見的施工材料。在鋼筋混凝土結構上層所鋪設的保護層，目的是為了避免鋼筋被外界各種因素腐蝕，增強整個鋼筋混凝土結構的耐久性和安全性。為此，在結構化設計過程中，應該注重適當控制保護層的厚度，確保鋼筋混凝土結構不受影響;其次，結構化設計需要符合混凝土耐久性標準。混凝土結構耐久性設計標準，不僅會影響到后期道路橋梁的整體施工質量，而且還會直接影響到整個項目工程投入使用后的壽命，因此在進行混凝土結構化設計過程中，應該將耐久性標準全面考慮到設計方案中，通過設計進一步提升混凝土結構和混凝土自身的耐久性，確保混凝土材料配比科學。

參考文獻：

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