道路桥梁设计中结构化设计的应用

道路桥梁设计中结构化设计的应用

赵磊

保利长大工程有限公司（510640）

摘要：本文从结构化设计的角度出发，通过对结构化设计及其应用于道路桥梁设计中的重要性进行分析，结合结构化设计原则，对结构化设计在具体工程中的应用进行了系统探究，为提高道路桥梁的稳定性和可靠性提供有价值的参考意见。

关键词：道路桥梁设计；结构化设计；应用

一、结构化设计的必要性

1.提升道路桥梁设计结构化的质量

结构化设计方法的利用有效提高道路桥梁结构的质量，弥补传统设计技术应用时的不足之处。采用结构化设计方法对于提升道路桥梁安全质量有很大的帮助，并且提高道路桥梁结构整体的稳定性。设计人员通过软件系统对道路桥梁结构的承载能力和耐久性进行分析，然后科学合理的应用设计技术。过去道路桥梁工程设计的过程中还存在很多的不足之处，与设计人员的综合素质水平有很大的关系。借助结构化设计方法，可以弥补传统设计方法中的不足，从而提高道路桥梁的整体质量。

2.提高了道路桥梁施工的可行性

设计人员根据道路桥梁的雏形，科学合理的使用当地施工材料和施工设备，提高道路桥梁结构的规范化程度。设计人员应该对道路桥梁工程结构的力学性能分析，然后精确的计算相应的力学数据，从而实现对结构改造和优化的目的。随着道路桥梁结构复杂程度的提升，道路桥梁结构设计的难度在不断的增加。结构化设计方法的利用可以有效提高道路桥梁工程结构的稳定性和自身使用的安全性，实现对施工设计方案的优化和改进。采用结构化设计方法还可以有效提高道路桥梁结构的整体强度和耐久性，以精细化管理的方式对每一个模块的细节进行处理，从而提高道路桥梁设计的整体水平。道路桥梁设计阶段，设计人员应该及时与施工人员进行沟通交流，实地了解设计中存在的问题，并做好风险排查工作，优化施工流程。

二、道路桥梁工程设计所遵循的设计原则

1.合理性原则

道路桥梁在城市化建设过程中的作用越来越重要，因此在结构化设计的过程中应牢牢坚持合理性的原则，使设计结构更加优化。在桥梁结构的设计思路中，设计者应从科学的角度出发，尽可能地减少道路桥梁的总质量，对结构性能进行合理的优化。同时，在荷载的设计方面，设计人员应使用简单的方式来传递荷载，从而有效地平衡道路桥梁的整体承载能力。

2.整体性原则

在结构化设计的过程中，设计人员需要具有全局设计的眼光，应从项目工程的长远发展来考虑，不仅要保证项目设计的质量，还应从经济的角度来计算成本的相关内容，从而体现出良好的整体性。例如，设计道路桥梁水密层的尺寸时，设计人员可以将道路设计与混凝土设计作为一个局部性的整体来设计，从而加强两部分的连接性，还可以显著地提升道路桥梁的延展性和质量的可靠性，提高道路桥梁的建设质量。

3.可靠性原则

道路桥梁工程是事关城市发展以及过往车辆与行人生命安全的，因而在设计的过程中应保证道路桥梁的结构能够有效地扩大受力范围，同时还能尽可能地缩短传递路径，全面提高道路桥梁工程的质量。同时，道路桥梁的可靠性设计原则还应体现在结构与材料的可靠性设计中。随着我国材料技术的发展，不同的建筑材料有着不同的性能和使用范围，因此在道路桥梁的结构化设计过程中要处理好两者的关系，在保证良好的结构设计的同时尽量选用成本较低、质量较好，且绿色环保的建筑材料。

三、道路桥梁设计中结构化设计的应用

1.构建设计模型

在道路桥梁的结构化设计中，需结合当前的技术对构建设计模型进行优化，从而满足其建设需求。可以对道路桥梁采用离散化的结构设计，这种结构设计可以优化其自由度，设计人员应将道路桥梁建设工程分为多个不同的对象进行设计，在分解框架的整体结构时得出几种不同的构图，进行三维化模拟，确定每一个模块对应的参数，把握模块之间的联系，充分发挥离散型的特质，以确保其受力的分析数据更加精准；在离散化的过程中，设计人员应从材料和荷载的角度出发，按照参数设计模型确保最终的施工质量能够达到预期要求。

2.防水设计

道路桥梁的结构化设计涉及很多环节，防水设计是必不可少的一部分。但在施工过程中往往会受到外界因素的影响，例如暴雨或持续降雨等恶劣天气，这些情况都会使道路桥梁的施工质量受到影响，可以说防水性能的好坏直接影响到道路桥梁的整体质量。因此，防水设计尤为关键。在设计时，不仅要保证其防水性还要优化工程的时间，以及提高道路桥梁的使用质量。道路桥梁的防水设计分为桥梁排水和防水两方面，若排水设计不合理，会使积水无法排出，导致积水挤压桥梁，使桥梁内部被水侵蚀而受到损害。在道路桥梁中，一旦内部出现侵蚀问题，其内部结构就会出现变形，造成一定的安全隐患。基于此，在道路桥梁的设计时，需要重视防水设计，及时处理道路桥梁路面的积水、积雪等排水工作，避免出现桥梁渗漏的问题。设计人员在结构化设计方案时，应规划出防水施工的具体流程，为其选择防水性较好的材料，主要以晶体材料作为基础，再加上复合型纤维混凝土，从而达到防水效果。如我国南方地区经常会出现连续降雨时，会导致施工环境相对潮湿，因此施工人员应铺设防水保护层，并根据不同的实际环境设计出不同的防水方案，在混凝土施工的过程中，要结合实际状况，适当地加入钢筋网，提升黏合性，减少脱落的问题。通过运用不同的结构化设计，可以确保道路桥梁不受积水损害，从而提升工程安全性。

3.混凝土施工设计

（1）充分考虑混凝土的使用时间，建造道路桥梁的施工时间短则几个月，长则几年，而在后续的使用时间更是高达到几十年。因此，若材料的质量得不到保障，会对整个工程造成影响，钢筋混凝土可以保持很强的耐久性，若使用钢筋混凝土进行施工，应以复合型材料做基础，确保工程稳固耐久。（2）严格控制配合比例。混凝土材料来源广泛且成本低廉，施工过程简单便捷，部分建筑公司为了节约成本，选择使用低强度的混凝土进行施工，最终导致建设质量不达标。而钢筋混凝土作为施工中的重要材料，要严格控制与其他材料的配比，这样才能满足抗腐蚀、抗变形的需求，提升使用寿命。因此，要对混凝土的使用数量、使用情况以及使用过程进行准确测算，避免偷工减料的现象发生，再利用数据对道路桥梁的整体设计进行分析，保证其在不同环境因素的影响下，仍然具有牢固性。（3）在道路桥梁设计时，还需提高整体结构的抵抗性，增加钢筋保护层的厚度，从而满足配筋需求，提升耐久性。为防止混凝土大面积出现裂痕，甚至破碎，应对其应增加保护层的厚度，避免二次加工。在防止病害的基础上，提高混凝土的渗透率，从而解决裂痕问题。此外还需要在施工开始开展预防工作，保证其经济效益。（4）保持混凝土的持续性。在使用混凝土时，应将施工质量和其使用寿命之间的关系进行整合，再将整体的设计进行优化，从而提高混凝土的耐久性，进一步为道路桥梁的质量提供保障。

4.主梁结构的施工设计

在设计过程中，要将道路桥梁的结构控制在能力范围内，缩小其传递性，加大结构与材料之间的可靠性。装配置的简支梁结构有着较强的优越性，可以在独立的吊装与运输下，完成安装和拼凑，降低一定的成本。此外，主梁道路桥梁的承重环节也是需要着重考虑的一部分，应精确计算其荷载，再采用优化杠杆法，找到偏心受压的合理运用方式，获取最大内力取值，以满足建设的标准需求。

参考文献：

[1]张嵩.道路桥梁设计中存在的问题及改善对策[J].科技创新与应用,2020(31)：75-76.

[2]徐锋铭,吕保中.道路桥梁设计中的隐患及解决措施分析[J].工程建设与设计,2020(15)：77-78+87.