结构化设计在道路桥梁设计中的应用齐华恩

结构化设计在道路桥梁设计中的应用齐华恩

齐华恩

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辽宁省交通工程有限公司辽宁沈阳110022

【摘要】随着我国经济和社会的飞速发展，交通事业也获得了长足的进步，随之而来的是交通基础设施建设规模的扩大。其中道路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其设计的科学性、安全性对道路桥梁能否安全通行和保障人们生命财产安全具有重要的意义。本文对结构化设计在道路桥梁设计中的应用进行探讨。

【关键词】结构化设计；道路桥梁设计；应用

一、道路桥梁设计中应用结构化设计的重要意义

1、传统道路桥梁设计步骤

在过去道路桥梁的设计中，一般坚持“三步走”的原则：“设计桥梁雏形、分析桥梁结构以及结构力学分析”。在设计桥梁雏形时，一般道路桥梁的相关设计人员主要依据自身的实践经验，针对实际需求形成简单的桥梁雏形，在这个桥梁雏形中会简单勾画出桥梁即将应用的原材料、大概的结构尺寸以及粗略的桥梁布局等等。然后在此基础上进行桥梁结构的分析，设计人员在这一步往往会通过调查的方式，形成一版初步的方案。在完成前两步的工作之后，就要进行道路桥梁设计中的最关键一步：力学分析。力学分析的结构将直接决定道路桥梁设计方案是否具备可行性。如果力学分析通过，就可以直接采用该方案进行建设，反之，就要结合分析的结果进行设计缺陷的修补工作，直到满足设计要求。

经过这三步之后，才能形成最终的道路桥梁设计方案。而且可以看出，采用该种设计方案的思路，具有明显的优势，是对道路桥梁建设要求的迎合，将道路桥梁建设的可行性和安全性进行了深入的分析。不过，这种方法却没有对其他的因素做过多的考虑，如果遭遇结构非常复杂的道路桥梁，这种传统的方法明显难以适从。因此，采取合适的措施对传统设计方法中的结构性改良就显得非常重要。

2、应用结构化设计的重要意义

在道路桥梁设计中应用的结构化设计方法，具备典型的模块化设计理念。针对道路桥梁中的每一个模块来说，都是相对独立的个体，而且具备单一的功能。当前，在道路桥梁建设中，结构化设计主要应用在对可靠度、混凝土等施工中。结构化设计主要涵盖详细设计和概要设计两种主要的设计，其主要利用结构图将设计描述出来，无论是从道路桥梁设计方面说，还是从整个道路桥梁发展来说，意义都十分重大。

二、结构化设计的必要性

结构化设计不仅能够代替传统设计，还在其基础上进行创新。传统设计中，其材料的选定、工艺技术及设计参数等均通过经验判断进行估算，然后分析整体结构。最后通过检验的方式进行设计检验来确定设计的可行性与合理性。传统设计中对于各项结构设计数据不够明确，设计方法过于老化。与之不同的结构化设计中，首先能够将设计进行兼顾，从各个部位向整体进行掌握。设计中的各个模块设计、结构设计等均通过先进的程序技术进行设计，从单一的结构转向多模块的形式。其设计技能满足日趋复杂的道桥建设，同时也能够带来精细化创新设计。有利于道路桥梁的可持续发展。

三、道路桥梁设计中采用结构化设汁的基本原则及模型的构建

1、结构化设计的基本原则

在实际道路桥梁设计中，结构化设计应遵循最大程度减少结构自身的重量，且不同施工材料刚度的配比都要符合道路桥梁截面要求，在保障道路桥梁设计时一定程度上还要保障道路桥梁施工的顺利进行，在保证道路桥梁质量的前提下，尽量节省材料的使用，从道路桥梁整体结构布局出发，将各工程材料及设备的使用充分发挥在结构化设计中，不仅仅提高了道路桥梁的承载力，更加优化了施工设计方案，减少材料浪费，大大节约了成本，提高了工作效率。

2、结构化设计模型的构建

2.1离散化结构的构建

离散化结构模型的建立主要是指在道路桥梁结构化设计时将原有结构整体设计划分成多个限制组成部分，通过这种方式的划分可以构建出新的结构化设计模型，在进行受力分析时就可以针对每个限制部分进行合理测试分析，这种方法大大提高了施工效率且比较简单，因此被广泛地应用于道路桥梁设计中。

2.2材料及荷载的简化

在道路桥梁设计中进行结构化设计时，往往会对结构材料的可塑性及弹性进行理想化假设，并相应使用有限参数对无线自由度情况下的结构荷载能力进行随机式模拟。一般选择的有限参数具有一定的概率性，当然以解析式得出的参数也是可行的。结构化设计一般会尽量简化材料与荷载等因素，从而方便施工前期进行设计优化。如果想使得结构化设计的方案同道路桥梁实际情况相适应，那么在构架模型及计算时应当仔细慎重，道路桥梁的受力情况在模型上有真实反映。在结构化设计中应用较多的常用算法包括图解法、求函数极限值法、同态设计法以及网络搜索等办法。

四、结构化设计在道路桥梁设计中的应用原则

1、截面形式选择的合理性；结构化设计在道路桥梁中的应用，由于道桥高速的要求，其材料使用量多，因此加重了对于道桥自身的重力。因此，在选择截面形式时，应该选择重量轻，结构符合整体性的截面，例如圆柱截面。

2、避免“走弯路”，造成成本的浪费。在设计过程中要注意支撑力的协调性。不仅有利于力的分布均匀，同时节省了材料，有利于成本的节约。

3、保证道路桥梁结构的连续性；为了使成本降低，增大整体结构的受力范围，结构的设计中需将各个结构相互联系、相互作用，使各个结构均匀受力。

4、注重材料及结构的相互整合。通过对结构的分析，各个结构的形状各不相同，因此其受力的作用强度也不同。结构设计应该将各类材料进行分类，对于受力较大的结构使用相对应的形状和优质的材料；将形状与材料相整合，发挥最优作用，增强对力的支撑作用。

5、全而掌握各个部位特征；在道路桥梁的结构化设计中，通过对工程中各个部位各个特点的掌握，能够正确分析其相对应的设计方案，将完善的设计方案对应适合其特征的道桥建设，不仅有利于对于工程的掌握，还能够在结构化设计中准确做出选择。减少工作量，使道桥建设高效性运作。

五、道路桥梁结构化设计应用的要点

1、道路桥梁防水结构设计的应用

一方面，在道路桥梁防水结构的设计中，应该确保道路桥梁路面的物理性质，通过材料和工艺的控制设计保障材料的黏结性，做到路面不起皮，混凝土不脱落。另一方面，在道路桥梁防水结构的设计中要注意路面的平整性，通过严格设计混凝土施工，将路面和混凝土铺成一个整体，以确保防水的平整。

2、道路桥梁混凝土项目设计的应用

一方面，道路桥梁结构设计中要重视混凝土中钢筋的保护层厚度，应该根据道路桥梁结构的需要和混凝土施工规范，明确道路桥梁混凝土钢筋的保护层厚度，通过保护层来确保钢筋的结构功能和作用，进而实现道路桥梁结构的安全。另一方面，道路桥梁结构设计中应该重视混凝土的耐久性，要在设计中规划好混凝土材料的配比，特别是：水灰比例、水泥使用量、强度级别等，以确保道路桥梁结构的稳定与安全。最后，道路桥梁结构设计要加强构造配筋设计，要通过规范配筋的数量、形式和结构增强混凝土结构的抗裂缝能力，确保道路桥梁结构符合实际与使用的需要。

结束语

结构化设计在道路桥梁设计中的广泛应用，为道路桥梁建设提高了施工效率，节约了成本以及保证了质量。为我国道路桥梁建设事业的发展提供了保障。

参考文献：

[1]李艳晖.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].中国新技术新产品，2013（17）：67.

[2]王景成.浅谈在道路桥梁设计运用中常出现的问题[J].才智，2010，（29）：44.