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

馬海榮

摘? ? 要：現(xiàn)如今，我國的經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，人們出行方式的多樣化在很大程度上推動了我國交通建設(shè)的發(fā)展，尤其是作為交通建設(shè)比較常見的一種出行方式道路建設(shè)更是取得了較好的成績。為了可持續(xù)長久的推動我國道路行業(yè)的發(fā)展建設(shè)，相關(guān)部門必須加大對道路建設(shè)的施工投入，從根本上對道路橋梁建設(shè)的質(zhì)量問題進(jìn)行控制。從某種意義上來講，道路橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)必須正確理解結(jié)構(gòu)化設(shè)計的意義，只有切實(shí)可行的設(shè)計方案來指導(dǎo)道路橋梁建設(shè)才能更好地推動我國交通事業(yè)的發(fā)展壯大。下面文章重點(diǎn)從道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計的要點(diǎn)入手，希望通過文章的論述可以為相關(guān)人員提供一定參考建議。

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

1? 引言

在道路橋梁設(shè)計中因只考慮道路橋梁的承受能力、強(qiáng)度以及使用壽命，在一定程度上忽視了道路橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和適用性，導(dǎo)致道路橋梁在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了裂縫或扭曲的現(xiàn)象，從而影響道路橋梁的正常使用，甚至還會造成很嚴(yán)重的安全事故。所以，一定要完善道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計，并重視道路橋梁的耐久性和適用性設(shè)計，使其能夠確保道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計的安全。

2? 何為結(jié)構(gòu)化設(shè)計

結(jié)構(gòu)化設(shè)計顧名思義，是將工程整體視為設(shè)計對象的方法。其更為科學(xué)的解釋為，在有限的環(huán)境中存在許多制約條件，設(shè)計為達(dá)到某種既定的目標(biāo)，譬如建造成本低，承重能力強(qiáng)等，而產(chǎn)生的最佳方案。該定義與運(yùn)籌學(xué)的原則相似，旨在找到符合要求的最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)化設(shè)計常被用于建設(shè)投入資金多，工期較長，對于安全性要求較高的工程項目中，因此其遵循五個原則：①整體功能性原則，在道路橋梁工程中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計完成既定要求的同時，不能舍棄建造項目的基本功能，要有全局的眼光。②經(jīng)濟(jì)適應(yīng)原則，結(jié)構(gòu)化設(shè)計最終達(dá)到的結(jié)果一定是最佳的，資金投入也應(yīng)該是其中考慮到的一部分。③安全性原則，結(jié)構(gòu)化設(shè)計的終極目標(biāo)就是確保道路橋梁工程的整體質(zhì)量。④環(huán)境保護(hù)原則，目前所倡導(dǎo)的生態(tài)文明建設(shè)也是結(jié)構(gòu)化設(shè)計中不容忽視的細(xì)節(jié)。⑤構(gòu)件特殊性原則，道路橋梁工程中不同的組成構(gòu)件對于安全性的規(guī)定也需要融入到結(jié)構(gòu)化設(shè)計中。

3? 道路橋梁設(shè)計中結(jié)構(gòu)化設(shè)計的具體應(yīng)用探討

3.1? 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在混凝土施工設(shè)計中的應(yīng)用

道路橋梁的結(jié)構(gòu)主體通常都是由鋼筋混凝土構(gòu)成，混凝土的設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中很重要。混凝土的材料要選擇合理，結(jié)合道路橋梁性能要求，選用不同性能的混凝土，如早強(qiáng)型、抗凍型、防水型等。再加上鋼筋混凝土是一種性能比較特殊的混合材料，很容易受到外界環(huán)境的影響，在施工設(shè)計中應(yīng)該對鋼筋混凝土加以保護(hù)層設(shè)計，加大對鋼筋混凝土的保護(hù)，延長其使用壽命。有效地將結(jié)構(gòu)化設(shè)計應(yīng)用到混凝土施工中，可以很大程度地提升混凝土的穩(wěn)定性和耐久性。另外，除了要增加混凝土的穩(wěn)定性和耐久性，還應(yīng)該對混凝土的斷裂現(xiàn)象加以控制，增強(qiáng)混凝土的結(jié)構(gòu)抗裂能力。

3.2? 在材料選擇與使用方面的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)化設(shè)計在材料選擇與使用方面的應(yīng)用多體現(xiàn)于混凝土材料。混凝土是道路橋梁結(jié)構(gòu)的填充物，直接決定了工程的質(zhì)量。結(jié)構(gòu)化設(shè)計中對于混凝土施工技術(shù)的設(shè)計主要是針對材料的選擇和使用兩個部分。對材料的選擇而言，混凝土這種材料相對特殊，是通過制造得到的，因此結(jié)構(gòu)化設(shè)計就針對其制備提出一部分剛性要求。第一步是按照配比確定原材料的用量和車輛的重量，同時固定水泥、砂、石的磅秤標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計中規(guī)定一定不能忽視骨料中含水率的測定，因為這是確定準(zhǔn)確用水量的關(guān)鍵。第二步是按照裝料的順序進(jìn)行裝車，設(shè)計中指出一般是先裝石子，然后是裝水泥，最后裝砂子。結(jié)構(gòu)化設(shè)計中提到摻合料要隨水泥一同裝車，外加劑通常是按照用量進(jìn)行分裝，使用時與粗細(xì)骨料一同加入。第三步是按照要求攪拌，攪拌一定要遵循結(jié)構(gòu)化設(shè)計要求，如需摻入外加劑，要注意調(diào)整攪拌時間。另外，結(jié)構(gòu)化設(shè)計為保障混凝土的制備質(zhì)量，描述細(xì)節(jié)時提出攪拌過程開始前要經(jīng)過相關(guān)人員的坍落度和易性等鑒定。對材料使用而言，混凝土的使用需要符合道路橋梁工程對于承重能力、安全性能和使用期限的要求，結(jié)構(gòu)化設(shè)計中指出鋼筋混凝土具有其特殊的化學(xué)屬性，一旦出現(xiàn)腐蝕狀況，就會導(dǎo)致整個工程項目的質(zhì)量受到威脅，承重能力大幅度降低，安全性能直線下降，道路橋梁的使用期限也相對縮減。因此，在現(xiàn)場施工的過程中可以采取增加保護(hù)層的思路來解決問題。

3.3? 重視疲勞損傷設(shè)計

在運(yùn)營期間，橋梁所承受的荷載會呈現(xiàn)出循環(huán)變化的應(yīng)力，這種應(yīng)力會觸發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)的振動，長時間的作用下就會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷，而這種損傷累積到一定程度之后，就會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。橋梁結(jié)構(gòu)的早期疲勞對結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的破壞能力，一旦造成損害就會出現(xiàn)很嚴(yán)重的后果，橋梁坍塌事故的一個重要起因就是由于結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞損傷導(dǎo)致的。因此在進(jìn)行橋梁設(shè)計時要對結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問題格外注意，防止出現(xiàn)疲勞損傷。

3.4? 結(jié)構(gòu)化設(shè)計—防水設(shè)計

在道路橋梁設(shè)計中，防水設(shè)計也是一項非常重要的內(nèi)容，它在一定程度上關(guān)乎著道路橋梁的使用壽命和質(zhì)量，因此，在設(shè)計過程中一定要重視道路橋梁的防水設(shè)計。若是無法在短時間內(nèi)將道路表面的積水排除或者道路橋梁自身防滲漏功能比較差，那么將會縮短道路橋梁的使用壽命，甚至還會影響交通安全。所以，在道路橋梁設(shè)計中要強(qiáng)化道路防水設(shè)計，選用密封性比較好的混凝土材料進(jìn)行施工，并在混凝土中添加配筋網(wǎng)，使其能夠有效減少道路橋梁開裂的現(xiàn)象，而且采用復(fù)合纖維混凝土有效增強(qiáng)道路橋梁的防水性。在開展道路橋梁防水作業(yè)時，一定要嚴(yán)格按照各項要求標(biāo)準(zhǔn)施工，防止路面道路橋梁出現(xiàn)起皮或脫落的現(xiàn)象。再者，施工人員要將路面和混凝土攤鋪成一個整體，使其能夠確保道路橋梁的延展性，同時還能夠有效提升道路橋梁的抗拉性能。在施工過程中一定要嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行施工，合理設(shè)計排水管道，對道路橋梁排水位置進(jìn)行有效的考量和設(shè)計，防止水分淤積在混凝土內(nèi)部，縮短道路橋梁的使用年限。

3.5? 在工程性能方面的應(yīng)用

道路與橋梁工程面臨的在大難題就是如何應(yīng)對陰雨天氣，這些外界因素很可能會對工程的質(zhì)量造成影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計在該方面的應(yīng)用發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢。提高道路橋梁抵御不良外界環(huán)境的能力要從其建造材料入手，結(jié)構(gòu)化設(shè)計中考慮到這一點(diǎn)，明確指出應(yīng)該選擇高密閉性的混凝土材料，以免積水滲透對整個工程結(jié)構(gòu)造成威脅。除此之外，結(jié)構(gòu)化設(shè)計指導(dǎo)進(jìn)行的防水性能檢測中，要求施工人員重視路面狀況，觀察其是否粘結(jié)完好，是否出現(xiàn)起皮脫皮的現(xiàn)象。同時還要關(guān)注排水管道的布局，避免松散布局導(dǎo)致雨水滲透到道路橋梁的結(jié)構(gòu)之中而產(chǎn)生不良后果。

4? 結(jié)語

總的來說，道路橋梁設(shè)計采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計模式是發(fā)展推動的結(jié)果。結(jié)構(gòu)化設(shè)計采用由整到分的大致思路，然后進(jìn)行模塊的劃分，針對不同的模塊產(chǎn)生不一樣的設(shè)計方案，概括的方案用于對整個道路橋梁工程項目的展望，詳細(xì)的方案用于對施工過程的指導(dǎo)和規(guī)范。道路橋梁工程是國家重點(diǎn)惠民工程，其安全性能是最不容小覷的，結(jié)構(gòu)化設(shè)計是符合要求的，且具備人性化特點(diǎn)，是建筑設(shè)計單位的不二之選。

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