道路桥梁设计中结构性设计的探讨

道路桥梁设计中结构性设计的探讨

宋德华

南通市市政工程设计院有限责任公司  江苏南通226000

摘要：进入新时代，在社会发展的影响下，带动了建筑行业的进步。近年来，建筑行业的规模、种类不断增加，结构化设计是道路桥梁设计的重要内容，可以保证道路桥梁工程施工质量。本文分析了道路桥梁设计中结构设计的必要性，研究了结构化设计在道路桥梁施工中的应用原则，最后说明了道路桥梁结构化设计的应用要点，以期更好地促进我国交通运输业的发展。

关键词：结构化设计；道路设计；桥梁设计

引言

近年来，道路桥梁飞速发展、规模不断扩大，是城市与乡村相连接的重要命脉，在推动交通运输发展、满足人们生活需求的同时，也为经济水平的提升奠定了基础。而随着道路桥梁建设规模的扩大，工程涉及内容显著增加。对于道路桥梁建设而言，合理利用结构化设计，能够提高道路桥梁施工建设水平，推动经济发展。因此，研究此项课题具有十分重要的意义。

1结构化设计的内涵

工程设计是一项复杂的系统性工作，经过长期的积累和实践，形成了诸多规律和模式，能够为设计者提供借鉴。在建设过程中，常见的设计结构形式有离散结构、线性结构、树形结构、图形结构等。设计工作的起点是初始条件和设计目标集合，设计过程就是从初始条件引向设计目标，这时便形成了一种离散结构。如果初始条件和设计目标不明确，那么设计过程也会不稳定，当初始条件之间具有主次、先后关系后，那么建筑设计过程便会呈现出一种线性结构，而且在每个阶段、每个环节也呈现出层次化、顺序化等特点。当这些层次化的设计条件作用于设计各阶段，就会将可能出现的结果与设计目标进行比对，从而做出合理选择，这时设计过程便呈现出树形结构。当根据设计条件不能准确预测结果时，可以暂时保留这些可能性，不必立即做出选择，等设计持续深入后再做决定，这时设计过程需要不断地反复和回馈，呈现出图形结构，这样可以有效避免由于经验主义错过最优设计方案。以上4种设计结构具有一定的关联和递进，所谓结构化设计，就是建立在这些基本结构变化之上的设计方法，能够衍生出更多的设计原则和手段，可以说，每个设计过程都有一种特定结构，这种结构由基本结构构成，并遵循基本结构的变化规律。

2道路桥梁设计中结构性设计的探讨

2.1混凝土设计

在对混凝土进行设计时，应注意下列几个方面的问题：首先，要保证混凝土结构的耐久性能；在混凝土的设计中，应将其设计中的耐久性放在首位。因此，在道路和桥梁的设计中，对道路和桥梁的建设起到了至关重要的作用。要使公路和桥梁工程的耐久性设计达到预期目的，就必须对水灰比和水泥用量进行严格的控制，才能保证道路和桥梁的耐久性。第二，道路、大桥等项目的建筑必须要加固。在道路和桥梁建设中，由于采用了水泥基材料，在使用水泥基材料的过程中，不可避免地会产生一些裂纹，而裂纹又是一个需要处理的问题。当道路桥梁工程出现混凝土裂缝时，将会造成外部的污水和杂质渗透到其结构中，从而加速混凝土结构裂缝的断裂，并造成混凝土结构内部的腐蚀。在对其进行设计时，应对其进行适当的加固，以提高其抗裂能力，尽量减少其产生裂缝的可能。第三，要科学合理地配置防腐蚀材料。近几年来，由于施工市场的不断扩大，各种类型的防腐蚀材料被广泛应用。这就要求设计者在选用防腐材料时，要有长期的发展眼光，对道路、桥梁等重要部位，比如钢筋混凝土，在负弯矩区使用防腐材料，这样才能明显地提升其耐久性。

2.2模型构建

道路桥梁结构化设计的应用应注重计算模型的构建，合理控制各项工程设计的参数指标，为提升设计效果提供依据。利用力学原理对道路桥梁结构进行拆分，探索和分析结构内部规律，同时要考虑拆分的部位和顺序，掌握设计中的主要矛盾。通过模型化处理可以细致地展现结构受力情况，预防可能存在的受力问题，这样可以使整个设计更加具体。离散式模型是把道路桥梁整体结构划分成诸多组成部分，得到新的结构化设计模型，这种方式将结构无限自由度转化成有限自由度，整体结构划分成不同模块，通过具体模块数据分析进行针对性设计，有利于简化设计步骤、降低受力分析难度，从而提高设计工作质量和效率。在结构化设计过程中，需要加强对建筑材料的应用分析，假设材料具有理想的弹性和塑形，通过有限参数模拟荷载和自由度，这些有限参数可以是解析式参数，也可以是具有概率性质的参数，简化计算施工使用的材料和荷载，不断优化调整设计方案。

2.3增强防水性能

防水性能是建筑设计结构中的重要内容，只有确保道路桥梁设计结构的防水性能，才能提升道路桥梁结构的质量，延长道路桥梁的使用寿命。一旦道路桥梁表面出现积水问题而未能在第一时间予以解决，就会降低道路桥梁主体结构的防渗能力，严重影响道路桥梁的实用性能和质量。所以，对于道路桥梁工程设计来说，开展结构化设计的主要目的也在于不断提升道路桥梁结构的防水能力和质量水平。在材料选择方面，采购人员应采取审慎的态度，要认识到原材料的选择对工程建设质量的影响，树立责任意识，确保采购的原材料能够满足道路桥梁的施工要求。为提高工程建设的防水性能，可通过增强道路桥梁工程主体结构的密闭性能，提高防渗漏水平。也可在混凝土内部添加适量的配筋网，避免混凝土出现裂缝，降低渗漏的可能性。除此之外，使用复合纤维混凝土材料对解决道路桥梁渗漏问题也有着积极意义。结构化的设计理念对增强道路桥梁防水能力具有促进作用，使其最大限度满足工程建设要求，防止路面出现裂缝、起皮。作为施工人员，为进一步增强路面的延展性，可以将混凝土与路面充分结合，不断提高道路桥梁主体结构的抗拉能力。根据施工图纸结构化设计要求，提高对排水管道合理安装的重视程度，认识到排水管道的合理布局对工程建设的重要影响，防止实际施工时出现水分淤积问题，对混凝土材料造成不利影响，导致混凝土结构强度受损。

2.4扩展基础加固方案的应用

建设人员要对大桥进行加固的调查和设计，并按照具体的情况来制订出一套合理的加固计划，这样才能持续地提升项目的施工效率，确保大桥运营的稳定，同时也能对人们的生命财产进行有效的保障。通常来说，桥梁在经过一段时间的运行之后，就会存在承载能力不够强等问题。在这样的情形之下，就要求技术人员展开了一系列的工作，对其进行全面的管理，全面的改造，对其基础、承载参数展开全面的检测，并对其进行了一次又一次的强化。除此之外，如果是对地基埋深不符合标准的大桥，应该对其进行强化，同时还应该对其进行充分的研究，并利用一套科学的设计方法，对其展开最大程度的改进，从而为其今后的运营工作，奠定一个良好的基础。

2.5增加钢筋保护层厚度

为提高道路桥梁施工质量和施工水平，钢筋的应用尤为重要。若钢筋在施工应用过程中出现腐蚀问题，会对道路桥梁的稳定性和可靠性造成影响。受多种因素的影响，如外部空气环境、地质条件以及温湿度等，钢筋材料易出现腐蚀现象，对道路桥梁主体结构带来不利影响，严重时会降低道路桥梁的耐久性，缩短其的使用寿命。因此，为提高道路桥梁建设质量，通常可以采用增加钢筋保护层厚度的方式，保障钢筋混凝土结构的稳定性和有效性。例如，可利用新型的绿色环保型材料增加钢筋保护层的厚度，尽量避免在温湿度等因素的影响下，钢筋表面出现腐蚀。这一举措也可不断提高钢筋的抗腐蚀能力，确保工程建设能够顺利完成。

结语

结构化设计是一种有序的、开放的设计方法，在基本结构和规律的基础上进行深入挖掘和探索，能够获得更广阔的设计视野，为实际的设计工作创新提供帮助。在道路桥梁结构化设计过程中，设计目标要贯穿始终，在任何环节、任何阶段都不能偏离既定目标，从起始条件出发，不断拓展增加设计条件，对可能出现的结果进行计算预测，通过不断调整获得最优设计方案。

参考文献

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[2]程浩.结构化设计在道路桥梁设计中的应用研究[J].中国新技术新产品，2018（22）：78-79.

[3]管文中,汪舟.道路桥梁设计中结构化设计的应用研究[J].交通建设与管理,2022(3):98-99.