道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計要點(diǎn)分析

蘭昌凱 劉兵

黔東南州交通勘察設(shè)計院 貴州 凱里 556000

引言

結(jié)構(gòu)化設(shè)計是道路橋梁設(shè)計工作中所應(yīng)用的一種具有專業(yè)特征的技術(shù)，為了確保結(jié)構(gòu)化設(shè)計的實(shí)際效果，不僅要把握住設(shè)計原則，在設(shè)計工作的不同環(huán)節(jié)也要明確設(shè)計的側(cè)重點(diǎn)。

1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的總體概述

所謂的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，是指整體的設(shè)計工作開展都是在數(shù)據(jù)信息支持下進(jìn)行的一種設(shè)計方式，在這種設(shè)計模式下，設(shè)計工作的開展在層次性和系統(tǒng)性上更強(qiáng)，這意味著整個設(shè)計工作的針對性和規(guī)范性同步得到了提高，這也是結(jié)構(gòu)化設(shè)計在現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計中得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用的主要原因[1]。另外，從技術(shù)的先進(jìn)性角度分析，結(jié)構(gòu)化設(shè)計模式與傳統(tǒng)的道路橋梁設(shè)計工作相比具有非常顯著的技術(shù)先進(jìn)性，這也是設(shè)計工作取得更好效果的重要原因。

2 設(shè)計工作開展的基本原則

對于道路橋梁工程來說，結(jié)構(gòu)化設(shè)計方式的應(yīng)用需要把握幾項基本的原則，只有結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計工作有明確的目標(biāo)和原則，進(jìn)一步的具體設(shè)計工作才能更為有效地開展。

①完整性原則。這一點(diǎn)主要是指設(shè)計工作的開展必須全面考慮道路橋梁工程施工建設(shè)階段和實(shí)際運(yùn)行階段中各個環(huán)節(jié)因素的影響。將設(shè)計工作看成是一個宏觀上需要協(xié)同進(jìn)行的工作，注重設(shè)計效果在整體上的呈現(xiàn)狀態(tài)，避免單一地追求功能特征和安全保障，而使得整個項目的運(yùn)行出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象[2]。另外，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計的完整性能夠解決傳統(tǒng)道路橋梁設(shè)計過程中，橋梁主體的承重能力局限性問題，達(dá)到提高承重能力，優(yōu)化工程建設(shè)實(shí)際質(zhì)量的目的。②協(xié)同性原則。所謂的協(xié)同性，主要是指設(shè)計過程中各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定運(yùn)行，不同的設(shè)計階段和涉及區(qū)域在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式方法上都存在差異，所注重的設(shè)計側(cè)重點(diǎn)和設(shè)計基數(shù)也有所不同。但在開展結(jié)構(gòu)化設(shè)計的過程中，設(shè)計人員仍然要注重各個設(shè)計環(huán)節(jié)的協(xié)同運(yùn)行狀態(tài)。做好各個設(shè)計環(huán)節(jié)在實(shí)際應(yīng)用中的功能銜接，確保設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用切實(shí)發(fā)揮應(yīng)有的作用。③簡潔性原則。關(guān)于簡潔性原則的提出，不僅是為了給整體設(shè)計工作的開展提供一定的便利條件，更是為了降低整體工程設(shè)計的成本，而且簡潔明快的設(shè)計形式從感官上來講也更加具有美觀性和實(shí)用性。是符合現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計要求的一種設(shè)計模式。

3 道路橋梁工程結(jié)構(gòu)化設(shè)計要點(diǎn)分析

基于設(shè)計工作的整體性要求，不同的設(shè)計環(huán)節(jié)都需要把握住相應(yīng)的設(shè)計工作要點(diǎn)，一方面充分發(fā)揮出結(jié)構(gòu)化設(shè)計的優(yōu)勢。另一方面也規(guī)范整體的設(shè)計流程。①注重前期的模型構(gòu)建。結(jié)構(gòu)化設(shè)計的背景下，整體設(shè)計模型的構(gòu)建是進(jìn)一步開展設(shè)計工作的必要條件。從結(jié)構(gòu)化設(shè)計專業(yè)的角度上觀察，現(xiàn)階段能夠用于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的模型類型包括兩種。一是離散型結(jié)構(gòu)，即結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際要求。首先，將工程建設(shè)的設(shè)計工作分成不同的步驟和環(huán)節(jié)進(jìn)行具體的劃分，隨后有針對性地開展各個環(huán)節(jié)相對獨(dú)立的設(shè)計工作，對于不同的設(shè)計環(huán)節(jié)來講，這種設(shè)計方式有利于提高每個不同的設(shè)計環(huán)節(jié)的精確性和有效性，但需要強(qiáng)調(diào)的是，在根據(jù)不同的環(huán)節(jié)進(jìn)行相對獨(dú)立的設(shè)計時，要注重各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，為取得更好的整體設(shè)計效果提供保障。二是模型化結(jié)構(gòu)。在應(yīng)用力學(xué)的原理支持下，路橋工程的各個節(jié)點(diǎn)可結(jié)合整體的模型形式進(jìn)行具體的分析和設(shè)計，按照不同的原材料類型，模型結(jié)構(gòu)又可以劃分為薄壁結(jié)構(gòu)和鋼架結(jié)構(gòu)兩種，對于不同種類結(jié)構(gòu)的觀察和分析，需要設(shè)計人員結(jié)合具體的設(shè)計圖紙進(jìn)行，圖紙的顯示狀態(tài)更加清晰全面，便于設(shè)計人員對整體的設(shè)計效果進(jìn)行觀察[3]。②注重材料和荷載效果的觀察設(shè)計。不同的原材料類型運(yùn)用不同的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計，所取得的荷載效果有所不同。在設(shè)計工作開展的過程中，除了要從外形結(jié)構(gòu)的角度對道路橋梁工程設(shè)計效果進(jìn)行控制外，原材料的質(zhì)量和相關(guān)參數(shù)水平的控制也是設(shè)計工作中需要重視的關(guān)鍵性問題。為了保證設(shè)計效果的有效性，在正式開展設(shè)計工作前，需要重點(diǎn)針對原材料的彈性指標(biāo)和塑性指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)和控制，具體來講，需要在自由度無限的情況下模擬彈性與塑性效果。另外，設(shè)計中針對荷載情況的計算環(huán)節(jié)，需要實(shí)現(xiàn)計算流程本身的簡化，一方面提高計算工作的效率，另一方面為計算結(jié)果的準(zhǔn)確性提供更好地保障。從實(shí)際應(yīng)用的角度上來說，這方面的設(shè)計要點(diǎn)把控對于提升道路橋梁工程的荷載能力，準(zhǔn)確分析道路橋梁不同區(qū)域的受力情況有重要的作用。

4 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的具體應(yīng)用分析

①應(yīng)用于混凝土施工?；炷潦┕きh(huán)節(jié)是結(jié)構(gòu)化設(shè)計工作開展中需要重視的一個核心環(huán)節(jié)。有了結(jié)構(gòu)化設(shè)計的支持，混凝土原材料的裂縫問題就會得到有效的緩解。結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體實(shí)踐中，可以通過強(qiáng)化配筋設(shè)計的方式提高混凝土原材料的強(qiáng)度，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計效果的目的。②應(yīng)用于防水系統(tǒng)的設(shè)計。路橋工程的防水系統(tǒng)施工對于整個工程項目的穩(wěn)定運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用。關(guān)于防水層的施工設(shè)計，應(yīng)當(dāng)本著整體性原則，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的系統(tǒng)性。在防水層建設(shè)原材料的選擇上，也應(yīng)當(dāng)重視其實(shí)際性能[4]。另外，防水設(shè)計中還應(yīng)當(dāng)對排水管道和排水環(huán)境進(jìn)行合理的設(shè)計和控制，確保在不同的天氣情況下，防水系統(tǒng)能夠及時有效地發(fā)揮作用。

5 結(jié)束語

總體來說，道路橋梁工程的結(jié)構(gòu)化設(shè)計工作有利于提升整個工程的設(shè)計水準(zhǔn)和質(zhì)量，需要設(shè)計人員結(jié)合實(shí)際把握好設(shè)計工作要點(diǎn)，并且同步考慮好設(shè)計方案的實(shí)施效果，最大化地發(fā)揮結(jié)構(gòu)化設(shè)計的積極作用。