結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王潤(rùn)澤

【摘 要】目前我國(guó)交通系統(tǒng)的建設(shè)，在不斷完善，而道路橋梁，是交通系統(tǒng)中的不可缺少的一部分，而結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是道路橋梁建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文對(duì)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)槲覈?guó)交通系統(tǒng)建設(shè)的更加完善，提供一些理論上的依據(jù)。

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

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展的背景下，隨之不斷被完善的還有交通系統(tǒng)的建設(shè)，而道路橋梁，是交通系統(tǒng)中的不可缺少的一部分，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是道路橋梁建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文對(duì)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的必要性、設(shè)計(jì)原則、計(jì)算方法、模型建立以及應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)閺氖逻@項(xiàng)工作的相關(guān)人員提供一些理論上的幫助。

一、必要性

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展的背景下，隨之不斷被完善的還有交通系統(tǒng)建設(shè)，通常情況下，傳統(tǒng)的道路橋梁設(shè)計(jì)工作，初步的設(shè)計(jì)方案，要由基本經(jīng)驗(yàn)而制定，接下來(lái)要分析研究結(jié)構(gòu)，在道路橋梁設(shè)計(jì)中，加入結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用，這樣不止可以滿(mǎn)足道路橋梁發(fā)展的需要，對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)方法來(lái)說(shuō)，也是最佳的選擇。

二、設(shè)計(jì)原則

（一）科學(xué)性

道路橋梁結(jié)構(gòu)，對(duì)于進(jìn)行道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)工作時(shí)，要做到合理選擇，對(duì)橫截面與道路橋梁結(jié)構(gòu)的配置，要格外注意，在科學(xué)有效的進(jìn)行設(shè)計(jì)工作作為基礎(chǔ)保證的前提下，對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)的位置，進(jìn)行合理的調(diào)整，盡量降低道路橋梁結(jié)構(gòu)的重量，從而使道路橋梁結(jié)構(gòu)的科學(xué)化，得以實(shí)現(xiàn)。

（二）簡(jiǎn)約化

道路橋梁結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)約化，在道路橋梁結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)中，要得到保證，道路橋梁結(jié)構(gòu)力的直接、簡(jiǎn)單傳遞，盡可能利用簡(jiǎn)化的路徑實(shí)現(xiàn)，從而使得外部負(fù)荷，能夠被道路橋梁結(jié)構(gòu)平衡地分散，這樣能夠使道路橋梁結(jié)構(gòu)的自重，得到保證，使其強(qiáng)度，得到提高，還可以節(jié)約其施工材料，進(jìn)而對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)施工效率的提高，發(fā)揮著重要的作用。

（三）連續(xù)性

對(duì)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和一體性，在道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中將其實(shí)現(xiàn)，從而使得受力情況下的道路橋梁結(jié)構(gòu)，保證其有效的受力面積的擴(kuò)大，道路橋梁受力傳遞的路徑縮短，道路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、連續(xù)性，可以通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和降低材料而提高。

（四）統(tǒng)合性

統(tǒng)和材料和結(jié)構(gòu)，是道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中，兩個(gè)重要的部分，科學(xué)設(shè)計(jì)材料應(yīng)用和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，要在設(shè)計(jì)中同時(shí)考慮，不僅如此，統(tǒng)和道路橋梁結(jié)構(gòu)，可以對(duì)不同形狀受力和功能以及不同結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行利用，進(jìn)而使穩(wěn)定、受力和重量等結(jié)構(gòu)特性目標(biāo)，得以實(shí)現(xiàn)。

（五）整體性

我們要對(duì)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)加以利用，對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)的整體性，要進(jìn)行突出標(biāo)記，尤其是道路橋梁結(jié)構(gòu)整體性和安全性的設(shè)計(jì)，通過(guò)做好過(guò)載和特殊情況，而給予保證;總體用料的節(jié)約，可以利用承重力和整體效果的提高，而實(shí)現(xiàn);道路橋梁施工質(zhì)量，在得到保證的同時(shí)，路橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本，也可以降低。

三、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法

（一）同態(tài)設(shè)計(jì)

將函數(shù)不等式變?yōu)榈仁剑峭瑧B(tài)設(shè)計(jì)的方法，這樣可以使設(shè)計(jì)空間縮小，更容易進(jìn)行計(jì)算，然而，同態(tài)設(shè)計(jì)法所得到的值，無(wú)法與原值進(jìn)行相比較。

（二）圖解

圖解法的應(yīng)用原理，主要是橫縱坐標(biāo)，分別是兩個(gè)不同的設(shè)計(jì)變量，對(duì)于坐標(biāo)系中的圖形，根據(jù)變量的影響情況，進(jìn)行制作，目前應(yīng)用比較普遍的，是圖解法在道路橋梁的二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（三）網(wǎng)絡(luò)搜索

我們這里說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)搜索方法，目前為止還是較為原始的一種方法，其可以找到道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的最優(yōu)解。

（四）求解函數(shù)極值

將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)變量函數(shù)不等式，變?yōu)榈仁剑呛瘮?shù)極值的求解方法，這種方法需要對(duì)變量的大小進(jìn)行求解，最終得出函數(shù)的極值。

四、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的模型

（一）離散化結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)道路橋梁需要將設(shè)計(jì)中無(wú)限的自由度轉(zhuǎn)為有限，就是把整體結(jié)構(gòu)拆分為多個(gè)有限部分。這樣一來(lái)多個(gè)離散化結(jié)構(gòu)的分析以及受力情況的計(jì)算等問(wèn)題難度會(huì)大大降低，從而降低設(shè)計(jì)施工等時(shí)間以及資金上的成本。

（二）模型化結(jié)構(gòu)

在道路橋梁的施工中，需要靈活運(yùn)用力學(xué)原理對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行分析歸納，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行模型化的處理方式。這種處理方式可以讓整體設(shè)計(jì)變得更加簡(jiǎn)單明了，有便于施工的順利開(kāi)展。

（三）簡(jiǎn)化的材料和荷載結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

運(yùn)用簡(jiǎn)單的材料來(lái)模擬道路橋梁的設(shè)計(jì)構(gòu)件從而使設(shè)計(jì)參數(shù)合理以及明顯的概率性特性。這樣使得材料及荷載在模擬時(shí)有具體的參考數(shù)值。從而在保證質(zhì)量的前提下簡(jiǎn)化整體設(shè)計(jì)有利于設(shè)計(jì)精度的保證以及實(shí)用效果的增加。

五、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）在道路橋梁防水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

防水性能在道路橋梁的使用過(guò)程中嚴(yán)重影響著橋梁的施工質(zhì)量以及后期使用壽命。如果排水防水工作沒(méi)有做好，對(duì)橋梁的整體載荷以及腐蝕程度會(huì)大大增加。進(jìn)行防水設(shè)計(jì)時(shí)，要加強(qiáng)防水涂層的材料以及設(shè)計(jì)，選擇更好的復(fù)合纖維混凝土等混合的水泥，以及排水管路的優(yōu)化等問(wèn)題需要著重考慮。要確保道路橋梁的防水效果做到最好。也可以在混凝土澆筑的過(guò)程中添加鋼筋網(wǎng)，可以有效防止橋體開(kāi)裂等混入雨水而帶來(lái)的侵蝕效果。

（二）道路橋梁混凝土項(xiàng)目設(shè)計(jì)的應(yīng)用

對(duì)于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注重鋼筋材料的保護(hù)層的厚度，需要根據(jù)道路橋梁結(jié)構(gòu)的要修規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)。鋼筋的保護(hù)程度可以直接關(guān)系到整體橋梁的使用壽命。對(duì)于混凝土的耐久性也要著重考慮，做好混凝土材料的最適宜配比，仔細(xì)計(jì)算。最后還要對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋的材質(zhì)、數(shù)量以及形式進(jìn)行縝密計(jì)算，可以增加整體道路橋梁的抗裂能力，從而確保道路橋梁在滿(mǎn)足人們的通性需求的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)其使用壽命以及降低后期維修成本。

結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家的發(fā)展，科技的進(jìn)步，各種新式道路橋梁結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)技術(shù)日益增多。堅(jiān)持結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，吧中心落實(shí)在道路橋梁的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。在確保道路橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全、合理、完善的基礎(chǔ)上，明顯增加道路橋梁的荷載能力以及施工成本。

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