结构化设计在道路桥梁设计中的应用李一卓

结构化设计在道路桥梁设计中的应用李一卓

李一卓

中交基础设施养护集团有限公司北京市101399

摘要：现今，伴随我国城市化建设进度持续推进，交通管理相关部门不断提高在公道路桥梁梁建设的投资力度，所修建桥梁与公路的数量不断增多，特别是道路桥梁建设工程占据关键性地位，进行公路建设的同时要跨越河道所以一定要进行桥梁建设。因此，怎样加强桥梁设计与施工工作是极为关键的，这也属于桥梁管理与施工单位需要加强重视的项目内容。除去在施工过程中必须重视施工操作技术与相应人员的组织安排之外，特别是针对道路桥梁的设计工作必须更加重视，具备一个优良的设计方法与理念才可以确保后续施工更为稳定有序，道路桥梁设计重要性便如同一个画家进行创作时的构思灵感，而画家必须在脑子内有勾画的事物才可以创造更优良的作品。所以，要想建设质量更为精良的道道路桥梁梁便一定要加强设计工作，这时设计理念与设计手段便变的非常关键。此文注重在道路桥梁设计中的结构化设计运用问题，对其展开详细的研究分析，下文将针对道路桥梁设计中结构化设计的应用问题分析研究结果展开具体论述：

关键词：结构化设计；道路桥梁设计；应用分析

1道路桥梁设计中结构化设计的必要性

道路桥梁之所以可以派上用场，使人们放心使用，主要就是基于其强大的可靠性。可靠性可体现在多个方面，其中，道路桥梁的结构则是体现可靠性的核心部分。在完整的道桥结构中会有许多构件，这些构件会产生抗力与荷载效应。因此，提高道桥可靠性的关键在于结构设计合理，构件分布均匀，产生的抗力与荷载效应可以充分应对各种情况。在一定的“保质期”内，道桥的运行情况取决于设计质量。如果设计合理，道桥就可以在这一时期内令人“省心”，状态稳定，保证车辆安全运行。实现上述目的的关键就在于结构化设计。结构化设计的本质是保证总抗压能力大于综合荷载效应，进一步提高结构的可靠性。

2在道路桥梁设计中应用结构化设计的根本原则

2.1科学性原则

科学性原则是指，合理选择桥梁结构及桥梁横面的配置，从而保证桥梁的有效性和科学性。同时，在保证桥梁的质量的前提下，对道路桥梁的材料及各种形式进行优化，以降低桥梁结构对自身重量的承受力，促使桥梁的结构设计呈现优质化建设，延长了其使用年限，更好地保证人们的出行安全。

2.2简约化原则

很多时候道路桥梁设计者都会考虑工程的美观性，造成了对实用性有些忽略，这在结构化设计中是必须要注意的一点，要明白，道路桥梁的设计必须以简约实用为基础，在此之上才能考虑美观性。在真正设计的时候要明确道路桥梁的最大应力要求，从而通过结构化设计优化道路桥梁的整体结构，让工程的稳定性得到提高，这样也可以有效节省施工成本和保证施工进度。

2.3综合性原则

综合性原则是指充分将材料和结构的特点进行整合。第一，桥梁结构的不同，位置的作用不同，所需的材料也就有所不同，在实现结构优化的目标的同时，充分考虑具体位置所需的材料特性，选择合适的建筑材料，才能够充分发挥出材料的最佳性能，实现道路桥梁结构的优化。第二，道路桥梁结构化设计时，不同结构的形状导致其受力特点也存在差异。因此，应当结合桥梁结构设计方案，对其相关数据进行统计，以有针对性地进行施工，从而尽可能地完成降低桥梁自身承重力和结构受力均匀的目标，从而保证建筑的质量和人们的出行安全。

2.4整体性原则

除了连续性之外，整体性是又一个保证道道路桥梁梁安全的基本原则，因此在道路桥梁的实际设计过程中，要将结构化设计的优势和特征充分发挥出来，以此让桥梁的整体性得到提高。桥梁的整体性得到提高以后，如果发生过载或者某一处压力突然增加的情况，桥梁可以尽量保证结构的完整，这样安全性就有了很大提升。

3道路桥梁结构化设计的常见模型构建

3.1对结构进行模型化处理

加强道桥结构化设计的宗旨可实现均匀受力，提高结构稳固性，因此，就需要借助模型还原结构，融入力学知识对结构进行定量分析，找到影响结构化设计的因素。通常要对结构进行模型化处理，展现结构的所有细节，将问题与隐患一一清除。

3.2构建离散化结构

构建离散化结构的目的是对道桥结构受力进行综合分析，将整体结构科学分类。利用离散化结构就可以构建结构有限自由度，使受力分析直观展现于模型之中。这种构建方式可实现均匀受力，提高道桥结构的承受能力与可靠性。

3.3材料与荷载的简化

设置假想结构，使材料处于理想化状态之中，目的是降低材料与荷载繁冗的计算过程。通过适当的参数对荷载进行模拟，假想其是无限自由度。这些参数通常有一定的概率性，可为结构化设计提供准确数据，保证材料选择符合要求。

4道路桥梁设计中结构化设计的应用

4.1道路桥梁防水设计方面的应用

道路桥梁通常都是露天使用的，所以道路桥梁防水设计是最为重要的设计环节之一。同时，道路桥梁的使用年限和质量安全与其防水设计也密切相关。若是道路桥梁在阴雨天无法顺利排水，会导致大量的雨水在桥梁路面上聚集，不仅会给行人的出行带来不便，还会侵入桥梁内部并对其进行腐蚀，从而导致桥梁存在安全隐患。因此，设计人员需要提高对道路桥梁防水设计的重视，通过选择高质量的施工材料（如复合纤维混凝土），并将其科学用于防水层之中，实现道路桥梁防水性能的进一步提升。还可以在混凝土施工时将钢筋网添入其中，以增强混凝土的强度，防止其出现开裂造成雨水渗入。另外，道路桥梁的结构化设计过程中，设计人员应当将桥梁路面及混凝土视为一个整体，便于进行合理设计，从而提高道路桥梁的黏结性和延展性，提高其抗拉强度，防止出现脱落等现象，以延长道路桥梁使用年限，保证行人出行安全。

4.2结构化设计在道路桥梁混凝土施工设计中的应用

首先，结构化设计在钢筋混凝土保护层厚度方面的应用。钢筋混凝土属于复合型建筑材料，它是由钢筋和混凝土按照一定比例制备而成，是道路桥梁施工建设过程中应用最为常见的施工材料。在钢筋混凝土结构上层所铺设的保护层，目的是为了避免钢筋被外界各种因素腐蚀，增强整个钢筋混凝土结构的耐久性和安全性。为此，在结构化设计过程中，应该注重适当控制保护层的厚度，确保钢筋混凝土结构不受影响；其次，结构化设计需要符合混凝土耐久性标准。混凝土结构耐久性设计标准，不仅会影响到后期道路桥梁的整体施工质量，而且还会直接影响到整个项目工程投入使用后的寿命，因此在进行混凝土结构化设计过程中，应该将耐久性标准全面考虑到设计方案中，通过设计进一步提升混凝土结构和混凝土自身的耐久性，确保混凝土材料配比科学。

4.3在防爆防震中的应用

为了让道路桥梁工程在可能会出现的爆炸以及地震中尽量保证整体的稳定性，在设计阶段必须要将这项内容考虑在内，这样才能让人们的生命财产安全得到保障。提升桥梁防爆抗震能力可从以下几个方面出发，首先，要控制桥梁的高度，以免因过高而弱化桥梁整体的稳定性。其次，为了保证桥梁在发生爆炸或者地震的时候基础支撑不崩裂，应在钢筋焊接处设置固定用的骨架，同时将骨架和基础焊接在一起，这样不仅保证了性能，还可以有效节省施工成本。再次，要尽量控制实际施工和设计之间的误差。

综上所述，道路桥梁结构化设计的优化对于提升我国道路交通安全至关重要。在设计人员在对桥梁结构进行优化设计时，需要结合道路桥梁工程建设区域的具体情况，添加适量的构造配筋，以防止混凝土出现裂缝，从而更好地避免内部混凝土遭受腐蚀，影响道路桥梁的质量。

参考文献

[1]段元星.结构化设计在道路桥梁设计中的应用研究[J].四川水泥，2019（01）：78.

[2]刘东峰.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].交通世界，2018（33）：136-137.