結構化設計在橋梁設計中的應用分析

付 超

遵義市建筑規劃設計院有限責任公司（563000）

路橋系統對我國社會經濟發展具有重要作用。橋梁是路橋系統的重要組成部分，其設計、施工質量直接影響著路橋系統的整體質量。在橋梁設計中，不僅要考慮橋梁的實用性，還要考慮其安全性。由于橋梁工程的設計流程和設計內容較為繁雜，相關部門應積極采用現代化的結構化設計方法，不斷提高其設計水平。

1 結構化設計在路橋設計中的應用原則

1.1 簡單化

在橋梁的設計過程中，應盡可能地對結構進行優化，在不影響橋梁整體質量的前提下進行相應的設計。用最簡單的結構實現結構原理的傳遞，使整個橋梁結構能夠分散外荷載和內應力，以有效保證橋梁的整體結構強度、減少建筑材料的使用量，從而降低工程成本、提高工程效益。

1.2 整體性

在橋梁結構設計過程中，為保證整體結構優勢得以發揮，應當注重突出橋梁結構的整體性，確保橋梁結構合理、穩定、安全。這就需要設計人員在開展設計工作時，從橋梁工程整體的結構承載力、結構穩定性入手，優化設計，為確保工程質量奠定基礎。

1.3 科學性

在施工前，需要選擇合適的數據和參考指標進行橋梁結構施工組織設計，以實現科學施工，避免出現施工質量問題。為此，設計者必須對橋梁結構進行優化設計，使其達到最優化的效果，為橋梁建設奠定基礎。

1.4 連續性

在橋梁結構設計中，應充分考慮未來社會發展和路橋結構連續性的要求，以保證路橋系統的完整性和橋梁施工質量的穩定性。

1.5 全面性

在橋梁結構設計過程中，設計人員必須全面考慮工程各方面情況。結構的位置不同，所需建筑材料也不同，這就需要綜合考慮材料的性質，從橋梁結構需求出發，對其進行合理選擇和設計。除此之外，設計人員還需要保證橋梁結構在形狀、承載力方面符合要求，做到設計合理，進而保證橋梁的使用安全性。

2 結構設計在路橋設計中的重要價值

在實踐中，采用結構化設計的主要目的是改進和評估整體的數據結構和程序結構設計過程。運用結構化設計方法，可以從不同角度設計橋梁模型，選擇最佳設計方案；實現對設計過程中一些客觀因素的有效分析，保證客觀的處理結果，提高橋梁的整體安全性。傳統中的橋梁設計，需要充分結合設計經驗，編制初步設計方案，主要包括橋梁的材料、結構、尺寸和總體布局，以充分契合橋梁結構和施工機械的特點，不斷完善和提高橋梁的實用價值。在現代路橋設計中采用結構化設計非常重要，因為傳統的橋梁設計方法只能檢驗實際施工方案的可行性，難以滿足優化設計的客觀要求。

基于模塊化設計理念，結構化設計中的每個模塊都是一個相對獨立的個體，具有獨特的功能。橋梁設計需要以外觀設計和詳細設計為中心的結構化設計，通過結構圖對整體設計進行詳細總結，這在整個橋梁設計過程中具有重要價值。

3 結構化設計在橋梁設計中的實際應用

3.1 結構化設計在橋梁模型計算分析方面的應用

橋梁設計主要包括建模結構、離散結構和簡化計算模型等階段。具體來說，離散結構是將整個路橋結構分割成幾個相對獨立的結構，并對這些結構進行受力分析，其在施工和設計方面表現出一定的便利性。在設計過程中必須對橋梁進行力學分析，可以通過橋梁模型進行深度分析并顯示特定圖像，實現對整體路橋建設的引導和優化。一般而言，在橋梁結構的設計過程中，假設所用材料具有理想的塑性和彈性，并使用適當的參數模擬概率無限自由度載荷[1]；其中，有效參數具有較強的概率特征。結合載荷和材料的計算，可以實現更好的結構設計。在橋梁設計過程中，計算模型的選擇必須充分考慮各種情況，始終保持認真的態度完成橋梁的準確計算，最終制定出較為合理的計算模型。

3.2 結構化設計在橋梁防水結構設計中的應用

在橋梁設計中，與防水有關的設計問題直接影響橋梁的使用壽命。如果橋梁防水結構設計不合理，橋梁上的積水就難以及時排出，從而影響橋梁的正常使用。防水設計必須滿足以下要求：優化和完善排水管道設計，保證橋梁結構設計的安全性。

3.3 結構化設計在橋梁混凝土施工中的應用

混凝土的耐久性關系到橋梁的使用壽命。一些施工單位為了眼前利益而使用一些不合格的混凝土材料，這對橋梁質量產生了嚴重的影響。在橋梁建設中，必須充分考慮混凝土的耐久性，防止混凝土開裂，這就要求設計者充分重視整體結構鋼筋的設計[2]。

3.4 結構化設計在橋梁主梁設計中的應用

與傳統結構相比，裝配式簡單支撐梁結構在吊裝、運輸和現場預制獨立構件等方面具有更突出的優勢。同時，機械化、自動化施工技術的應用，不僅可以有效提高施工效率，還可以節約施工材料、克服天氣影響。梁的形式以T形和箱形為主，作為橋梁的主要承重部件，受力混凝土結構中廣泛使用的主梁結構通常為箱形。主梁結構尺寸和高度的計算要基于適當的計算準則。在計算橋梁的應力值時，必須考慮一些不確定的風險因素，綜合計算各方面的值。

3.5 結構化設計在橋梁中的設計特點

在橋梁設計工作當中，結構化設計的核心內容就在于將某一種巨大的功能進行模塊化處理，將其進一步劃分為多個小型工程方案，確保這些小型工程方案能夠實現最簡單的功能，還要降低不同方案之間所具備的耦合性，這就需要同時對多種模塊方案展開科學合理的設計，穩步提高設計人員的設計效率以及設計質量。因此，在實際建設階段中就要選擇對應的道路橋梁結構，穩步提升橋梁自身的負載能力，降低各類風險問題的發生概率。文中所提到的簡約化原則，則是要求在橋梁的設計方案中，應當對橋梁的受力方式以及力的傳遞方式進行簡化處理，確保橋梁能夠將壓力負荷進行分散承擔，在選擇各種施工材料的過程中，同樣也要遵循基本的簡約化原則，在滿足橋梁工程施工基本要求的同時，穩步降低相應的預算成本，進一步提高施工效率；而連續性原則，要求橋梁設計過程中綜合考慮到未來使用階段中可能承載的車輛數量，在這種情況來對橋梁的受力結構進行優化設計，選擇對應的建設材料來加大橋梁的受力面積，科學合理的縮短橋梁的基本傳遞力路徑；而綜合性原則更是要求施工方案的設計人員，在對具體的設計階段中應當充分考慮到建筑材料與結構之間的兼容性，明確材料在使用過程中能夠有效體現出自身作用，利用綜合性原則來高效發揮出施工材料自身所具備的性能，并通過不同建筑材料之間的結合來發揮出更加優異的性能。

3.6 結構化設計注意事項

橋梁結構設計要充分體現簡單實用的原則。應進一步優化橋梁的整體結構，有效降低其整體重量，宜選擇輕量化的復合整體結構。為保證橋梁整體結構的連續性，應采用結構化設計，以提高橋梁結構的穩定性和使用安全性、節約橋梁施工材料。還要注意橋梁材料與整體結構的融合，對材料進行分類。如果結構承受較大的力，則應考慮更合適的材料和形狀，以充分體現其作用。最后，在設計橋梁防水方案的實際過程當中，其所采用的通常都是具備著較高密實性的混凝土材料，而為了避免雨水對道路橋梁產生腐蝕等嚴重問題，降低裂紋等質量問題的發生概率，就要在選擇混凝土材料的過程中，保證橋梁路面的基本黏結性，杜絕道路起皮問題出現，而在實際施工建設階段，還要提升橋梁路面的抗拉性以及抗壓性，避免雨水直接滲透至橋梁的鋼筋結構當中，大幅度降低腐蝕問題的發生概率[3]。

4 結語

總之，隨著我國橋梁建設規模的不斷擴大，設計單位應積極創新橋梁結構設計方法，為保證橋梁的施工質量和整體安全奠定基礎，推動橋梁建設事業穩定發展。