結構化設計方法在公路橋梁工程中的應用

李齊利

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 引 言

經濟水平的進一步提升，公路橋梁建設的規模和數量也在不斷的擴大，工程項目的建設也越來越復雜化，如果仍然使用傳統的設計方式，很容易導致公路橋梁出現很多的安全隱患，難以滿足工程項目的具體需求，甚至會影響到公路橋梁的使用壽命。所以，在公路橋梁設計過程中使用結構化設計方式應運而生，也進一步促進了公路橋梁設計到進一步發展。

2 結構化設計在公路橋梁設計中的意義

針對以往的公路橋梁施工效果來看，人們往往更加注重公路橋梁的強度，所以以往的公路橋梁項目，其耐力和承重能力更高，但是容易由于質量問題引發安全事故。通過對公路橋梁事故進行研究，可以發現大多數的事故都是由于公路橋梁出現開裂，或者其他結構性的構建出現損壞，進而發生意外事故。因此在公路橋梁設計過程中，相關工作人員在設計完成以后，一定要采取相應的措施，對設計方案進行嚴格的審查，保證設計方案的可行性。現如今公路橋梁建設的越來越復雜，人們對于公路橋梁的需求也在不斷的上升，要想切實提高公路橋梁設計的合理性，就必須將路橋設計作為一種模塊結構進行細致的分析，這樣設計出來的方案才能夠更好的滿足公路橋梁建設的實際需求，切實提高公路橋梁項目的實用性和安全性。使用結構化設計方法，通常是通過模塊化或者結構化的設計程序進行組合，對整個公路橋梁項目進行科學的設計，簡單來說也就是將一個整體細化成不同分工的各個組成部分，這樣每一個模塊都會有唯一的設計方案。

3 結構化設計的原則

3.1 科學性原則

在進行路橋項目設計過程中，需要根據工程項目建設的具體需求，選擇合適的結構配置，為后續的結構化設計提供可靠支持，保證整個路橋項目的結構不會受到任何影響的同時，對結構化的位置進行相應的調整，保證路橋項目的內部結構更加的和諧，最大限度的減少內部結構出現故障，保證公路橋梁結構更加穩定。

3.2 簡約化及整體性原則

針對公路橋梁項目進行結構化設計是需要保證項目盡量簡單可行，通過簡化相應的路徑提高工程結構的強度，節約施工材料的使用，降低工程項目的成本，進行路橋項目設計過程中應充分利用其優勢，突出結構的整體性。此外，對于一些特殊的路橋路段應進行重點的設計，加大對于設計和施工環節的關注力度，保證結構的穩定性，從總體角度出發，切實提高公路橋梁項目的承載能力。

3.3 連續性原則

現如今，交通運輸量在不斷的增加，人們對于公路橋梁建設的質量也提出了更高的要求，交通行業的發展與公路橋梁建設具有非常緊密的關系，在這樣的情況下，切實提高公路橋梁建設的整體性和穩定性是非常重要的。因此，相關設計人員應對橋梁結構進行科學合理的設計，正確掌握路橋項目的實際發展狀況，保證路橋結構的連續性，在設計過程中需要保證路橋結構具備充足的承受能力，其受力面積也會不斷的增加，盡量減少傳輸途徑，這樣就能夠有效提高路橋項目結構的安全性。

3.4 綜合性原則

在進行路橋項目結構化設計時，需要進行認真的分析，結合施工原材料以及結構設計進行認真的分析。首先需要根據路橋項目建設的具體需求，選擇合適的材料，從根本上提高路橋結構的性能。其次，還應該正確掌握路橋結構的不同受力狀況，根據具體的實際需求，保證魯橋結構設計的合理性，切實提高路橋項目建設的質量，為人們的安全出行提供可靠保障。

4 基于結構化方法的公路橋梁設計解法

4.1 運用于公路橋梁的防水設計

進行路橋結構化設計時，最應該關注的就是路橋項目的防水功能。由于橋梁長期受到水的浸泡會影響其結構的穩定性，降低結構的安全性，也會進一步加大安全事故出現的可能影響公路橋梁的正常使用。所以在進行結構化設計的時候，應利用多種不同的方式解決滲水的問題，首先，應保證路橋結構具備良好的防水層，盡量選擇密度更高的混凝土材料，添加鋼筋網的數量，這樣就能夠有效防止混凝土出現開裂的現象，還可以選擇復合纖維混凝土，這樣也能夠起到有效的防滲作用。第二，路橋結構的整體框架應具備良好的抗拉扯和延展性能。第三，進行路橋項目填裝的時候，需要保證混凝土的平整性。

4.2 同態設計

進行同態設計，主要就是利用對等式的方式進行一系列的變更，這樣就能夠有效縮減原來的空間，在一定程度上降低對路橋結構的負面影響。與其他的設計方式相比，這種設計方法有明顯的區別，一般來說在遇到特殊的狀況，使用這樣的方式型計算有可能會出現無法得到的預期答案，也就是說使用這樣的方式還是具有一定的缺陷。在實際的設計過程中，不可避免的會遇到各種問題，所以設計人員應充分利用同態設計進行科學的處理使用這樣的方式能夠有效簡化路橋工程的設計流程，提高設計環節的準確率。

4.3 圖解法

進行路橋項目結構化設計，使最常用到的方法就是圖解法，這種方法能夠應用于一些多樣化的結構設計過程中。在實際的應用過程中利用提前擬定的變量作為橫坐標，然后將另外一個變量作為縱坐標，確定好坐標數值以后，就能夠進行曲線圖的繪制，然后對路橋結構的上下邊緣區進行明確的辨別，還能夠對該區域進行目標函數曲線的繪制，需要保證等線值和外緣成相切的關系，這樣所得到的端點也就是目標函數需要取的值。

4.4 增強構造配筋

混凝土裂縫問題是所有混凝土結構在應用過程中共同需要面對的難題。在公路橋梁設計過程中，可以通過增加鋼筋數量的方式來提高混凝土結構的防裂性能，能夠有效防止混凝土出現開裂，影響路橋結構受到損失。所以在進行結構化設計的時候，可以根據路橋項目設計的具體情況，添加一定程度的構造配件，以此來提高混凝土的抗裂能力。

5 結束語

綜上所述，我國公路橋梁建設的數量和規模都在不斷的擴大，人們對于公路橋梁建設的質量也提出了更高的要求，在設計環節，使用結構化設計方式能夠將路橋結構作為一個整體提高設計水平，延長公路橋梁的使用壽命。在每一個環節都應該嚴格按照施工現場的具體狀況以及相關的變更因素進行認真的考慮，從而找到最合理的設計方案，針對設計過程中有可能出現的各種問題，采取相應的解決措施，切實提高我國公路橋梁設計的質量。