道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用探討

徐濤

摘? 要：從某種意義上來講，道路橋梁設(shè)計(jì)是影響整個(gè)道路施工作業(yè)質(zhì)量的重要因素，一旦道路橋梁設(shè)計(jì)出現(xiàn)重大問題將直接威脅道路施工的質(zhì)量和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。尤其是近年來，道路橋梁設(shè)計(jì)在施工作業(yè)中所體現(xiàn)出來的問題也越來越明顯，這就要求相關(guān)部門必須引起足夠的重視來加強(qiáng)管理，通過科學(xué)合理的道理橋梁施工設(shè)計(jì)來加強(qiáng)質(zhì)量控制和確保人們的生命安全。下面文章則就道理橋梁設(shè)計(jì)中具體的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)分析和討論，希望通過文章的論述可以為相關(guān)人員提供一定參考意見，并真正意義上推動(dòng)我國(guó)道路橋梁作業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì);道路橋梁;設(shè)計(jì);應(yīng)用;研究

中圖分類號(hào)：U412? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）14-0184-02

Abstract： In a sense， road and bridge design is an important factor affecting the quality of the whole road construction operation. Once there are major problems in road and bridge design， it will directly threaten the quality of road construction and the safety of people's lives and property. Especially in recent years， the problems reflected in the construction operation of road and bridge design are becoming more and more obvious， which requires the relevant departments to pay enough attention to strengthen the management. Through the scientific and reasonable reason bridge construction design to strengthen the quality control and ensure the safety of people's lives. The following article focuses on the practical application of the truth bridge design， in the hope that the discussion of the article can provide some reference for the relevant personnel and truly help promote the development of road and bridge operations in China.

Keywords： structured design; road and bridge; design; application; research

一定意義上來講，質(zhì)量問題作為影響道路施工作業(yè)的重要因素，也是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要因素。任何情況下都必須確保質(zhì)量，對(duì)于道路橋梁施工作業(yè)而言也不例外。這就要求施工作業(yè)人員在實(shí)際施工作業(yè)過程中，尤其是在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)階段就要充分考慮到質(zhì)量問題，將質(zhì)量因素融入至道路橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，這樣才能從根本上保障道路橋梁施工作業(yè)的質(zhì)量，長(zhǎng)久地促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的意義以及原則

1.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)的意義

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁施工作業(yè)設(shè)計(jì)中所體現(xiàn)的重要作用是其他施工作業(yè)所無法替代的。尤其是近年來我國(guó)道路橋梁施工作業(yè)的快速發(fā)展，更是對(duì)道路及橋梁施工作業(yè)的質(zhì)量提出了更高的要求。通過研究分析得知，在一些道路橋梁施工作業(yè)過程中因結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)不合理而出現(xiàn)的道路及橋梁開裂現(xiàn)象是比較常見的一種質(zhì)量問題，施工作業(yè)人員在進(jìn)行施工作業(yè)過程中并不能從道路橋梁施工作業(yè)的自身結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，對(duì)其耐久性不能給予足夠的重視。尤其是在傳統(tǒng)的施工作業(yè)設(shè)計(jì)中，僅憑其經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工作業(yè)設(shè)計(jì)而不能依據(jù)實(shí)際道路橋梁的承載力進(jìn)行檢測(cè)，這就使得設(shè)計(jì)的方案與實(shí)際施工作業(yè)不符，導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)問題。隨著道路橋梁施工作業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的施工作業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)很難適應(yīng)時(shí)代社會(huì)發(fā)展的需求，作為設(shè)計(jì)者必須將各種因素融入至道路橋梁施工設(shè)計(jì)中，通過合理建模，科學(xué)的研究分析才能設(shè)計(jì)出符合需求的施工設(shè)計(jì)，進(jìn)而滿足其施工作業(yè)質(zhì)量。

1.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的原則

（1）均衡性原則。均衡性原則主要是指在道路橋梁設(shè)計(jì)中要注重整體橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化承載力，隨著不同規(guī)模橋梁建設(shè)結(jié)構(gòu)的變化，其承載力也要隨之相應(yīng)發(fā)生改變，以更好地適應(yīng)橋梁施工設(shè)計(jì)的發(fā)展。只有嚴(yán)格按照均衡性的原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)才能夠確保橋梁負(fù)荷的一致性，且會(huì)在一定程度上減少材料的浪費(fèi)，為其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。

（2）合理性原則。在道路橋梁設(shè)計(jì)過程中，作為施工設(shè)計(jì)人員必須優(yōu)先了解道路橋梁的承載力及施工作業(yè)環(huán)境，從實(shí)際角度出發(fā)進(jìn)行施工作業(yè)的合理設(shè)計(jì)。不僅如此，還要依據(jù)設(shè)計(jì)的合理性對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)內(nèi)部進(jìn)行分析，確保道路橋梁設(shè)計(jì)的合理性。

（3）簡(jiǎn)約性原則。道路橋梁設(shè)計(jì)，從某種意義上來講應(yīng)更加注重其實(shí)用性。尤其是隨著時(shí)代的社會(huì)發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)其道路橋梁設(shè)計(jì)的實(shí)用性更加比較看重。所以，施工作業(yè)人員在設(shè)計(jì)過程中要盡量使得道路橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化采取簡(jiǎn)約化的方式，降低材料成本。

（4）安全性原則。安全性是道路橋梁設(shè)計(jì)中比較重要的一個(gè)原則，尤其是對(duì)于工作人員而言，必須增強(qiáng)對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的足夠認(rèn)識(shí)，在確保其整體安全穩(wěn)定性的前提下，進(jìn)行橋梁施工作業(yè)的承重力設(shè)計(jì)。

2 道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用

2.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)計(jì)算模型分析

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)計(jì)算模型在道路橋梁施工作業(yè)中主要體現(xiàn)在以下三種形式中：模型化結(jié)構(gòu)、離散化結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化計(jì)算模型。這三種模型在使用過程中都在橋梁建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。下面則進(jìn)行詳細(xì)分析：

模型化結(jié)構(gòu)：模型化結(jié)構(gòu)重點(diǎn)突出的則是力學(xué)建模。因在道路橋梁施工設(shè)計(jì)中，必須通過前期的數(shù)學(xué)建模分析，針對(duì)橋梁施工作業(yè)可能出現(xiàn)的矛盾及問題進(jìn)行規(guī)律性的研究分析，進(jìn)而模擬出道路橋梁施工作業(yè)的實(shí)際施工作業(yè)情況，通過這種方式的模擬可以大大降低道路橋梁施工作業(yè)中可能出現(xiàn)的問題，對(duì)其實(shí)際施工作業(yè)有著重要的指導(dǎo)意義。

離散化結(jié)構(gòu)：從某種意義上來講，道路橋梁施工作業(yè)既是一個(gè)整體，也是多個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)的個(gè)體。所以在施工作業(yè)過程中要對(duì)整體質(zhì)量進(jìn)行把控，同時(shí)要對(duì)道路橋梁施工作業(yè)各細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分析，使其每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠達(dá)到質(zhì)量要求并對(duì)下一個(gè)施工作業(yè)環(huán)節(jié)有一定的保障性作用，既相互影響又相互作用。

簡(jiǎn)化計(jì)算模型：通過對(duì)荷載及原材料的簡(jiǎn)化來完善道路橋梁施工作業(yè)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，通常情況下都會(huì)先采用假設(shè)性的材料對(duì)其理想施工作業(yè)進(jìn)行參數(shù)分析，通過模擬出荷載的受力情況來判斷道路橋梁施工作業(yè)設(shè)計(jì)的承載力，然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。最后，將其運(yùn)用到實(shí)際的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中，但是往往在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化計(jì)算時(shí)并不能通過簡(jiǎn)化的方式來最大程度的將其呈現(xiàn)。所以在實(shí)際計(jì)算模型的過程中作為設(shè)計(jì)者要充分考慮到道路橋梁設(shè)計(jì)的各種因素，依據(jù)實(shí)際情況和以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來簡(jiǎn)化橋梁的受力計(jì)算。此外，還要盡量減少對(duì)原材料的測(cè)試使用，要合理使用建筑材料，真正意義上通過簡(jiǎn)化的方式來制定出最符合道路橋梁設(shè)計(jì)的模型。

2.2 道路橋梁防水設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

防水設(shè)計(jì)是道路橋梁設(shè)計(jì)中比較常見的一種應(yīng)用，也是對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量有著重要影響的因素之一。在實(shí)際道路橋梁設(shè)計(jì)過程中必須做好防水作業(yè)，才能真正意義上保障道路橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量。從某種意義上來講，防水作業(yè)也是影響道路橋梁使用壽命的重要因素。尤其是在軟土路基或易受腐蝕的施工作業(yè)中，要求施工作業(yè)人員必須通過合理的設(shè)計(jì)并要求施工技術(shù)人員提升操作過程中的施工工藝來加強(qiáng)道路施工作業(yè)質(zhì)量，防止?jié)B水現(xiàn)象的出現(xiàn)。通常情況下，混凝體施工作業(yè)的平整性和安全性是重中之重;其次，要確保道路施工作業(yè)的延展性和抗拉性;最后，則是施工作業(yè)的排水性要符合設(shè)計(jì)需求。

2.3 道路橋梁混凝土施工中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

混凝土施工作業(yè)材料作為道路施工作業(yè)的重要原材料，對(duì)其質(zhì)量有著重要意義且使用廣泛。尤其是在道路橋梁施工作業(yè)設(shè)計(jì)中，混凝土材料更是不可或缺。設(shè)計(jì)中必須確保混凝土的厚度，依據(jù)實(shí)際施工作業(yè)情況的不同，結(jié)合道路橋梁施工作業(yè)的使用壽命，做好混凝土厚度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。此外，混凝土厚度對(duì)橋梁使用的耐久性有著重要影響，是減少裂縫出現(xiàn)的重要因素之一，一旦混凝土經(jīng)常出現(xiàn)開裂的情況，不僅要考慮到整體的施工作業(yè)成本，還要考慮到實(shí)際的施工作業(yè)安全。所以在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中，要求施工作業(yè)人員必須充分考慮結(jié)構(gòu)鋼筋設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的問題，避免裂縫的發(fā)生。

2.4 道路橋梁主梁設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

相比較于整體式簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，裝配式簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)最為突出的特點(diǎn)就是能夠?qū)㈩A(yù)制獨(dú)立構(gòu)件進(jìn)行吊裝和運(yùn)輸，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝和拼接。同時(shí)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化以及自動(dòng)化的施工技術(shù)應(yīng)用，不僅有效提升了施工人員的工作效率，同時(shí)還能夠節(jié)省一定的施工材料，并且還不會(huì)受到天氣方面的影響。主梁作為道路橋梁最為主要的承重部分，其設(shè)計(jì)形式一般分為箱形和T形，箱形結(jié)構(gòu)的主梁主要被應(yīng)用在應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中。除此之外，主梁的細(xì)部尺寸以及高度都需要結(jié)合相關(guān)的荷載計(jì)算方法進(jìn)行確定，如果主梁的堆成布置以及梁身所受荷載呈現(xiàn)對(duì)稱分布的情況，應(yīng)該使用杠桿法來進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也可以使用偏心受壓的計(jì)算方式。兩者相同點(diǎn)就是都會(huì)取最大內(nèi)力值作為控制設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，不過這并不能夠作為主梁結(jié)構(gòu)中各個(gè)截面的受力計(jì)算，主要由于從計(jì)算的原理上來看，其結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中存在著很多的不確定以及不安全的因素。

2.5 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁防崩施工中的應(yīng)用

防崩技術(shù)在道路橋梁設(shè)計(jì)中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，在道路橋梁施工中，要精準(zhǔn)計(jì)算欲拋高度，避免不必要的調(diào)整;第二，將合攏段的高差控制在2～3cm;第三，鋼筋加工過程中做好箍筋焊接閉合工作，固定骨架，然后與助板鋼筋焊接在一起，避免道路橋梁底板的鋼筋崩裂，同時(shí)還能降低造價(jià)成本，并保證鋼筋的整體性;第四，在實(shí)際施工中，保證道路橋梁的管道間、管道與混凝土間有一定的距離。

2.6 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁加固施工中的應(yīng)用

通常情況下，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁中主要是外預(yù)應(yīng)力加固和橋面加固。這就需要施工作業(yè)人員在施工作業(yè)前必須充分了解道路施工作業(yè)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際施工作業(yè)情況進(jìn)行加固方式的施工作業(yè)工藝，進(jìn)而來增強(qiáng)道路橋梁施工作業(yè)的使用壽命。

3 結(jié)束語(yǔ)

從上面的研究分析得知，道路橋梁設(shè)計(jì)作為道路橋梁施工作業(yè)的重要因素，對(duì)其整個(gè)橋梁的施工質(zhì)量及使用壽命都有著不可忽視的重要作用及影響。所以要求施工作業(yè)人員在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，必須充分重視道路橋梁設(shè)計(jì)，尤其是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在施工設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定性。可以通過不斷學(xué)習(xí)及借鑒國(guó)外先進(jìn)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方案結(jié)合我國(guó)實(shí)際橋梁施工作業(yè)現(xiàn)狀，來提升道路橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量，一定程度上不僅僅可以降低成本，更對(duì)道路橋梁的長(zhǎng)久使用有著重要意義。

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