結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究

程浩

摘 要：隨著我國社會經濟的快速發展，人們對交通行業的需求程度和質量要求也越來越高，交通事業的發展對我國經濟有著不可或缺的重要作用。作為交通運輸行業最基礎的組成部分，我國道橋的設計近年來受到越來越多人的關注，眾所周知，道路橋梁的設計水平是整個道橋施工工程的重要影響因素，因此在對道路和橋梁進行結構化設計時必須要遵循一定的原則，擁有科學合理的結構化設計方法就可以提高道橋的結構強度，在一定程度上可以提高道路和橋梁的耐久性，從而延長其使用壽命。本文闡述了結構化設計在道路橋梁設計中的重要性和重要意義，并簡述了結構化設計應用于道橋設計中的主要原則，接著分析了結構化設計的計算模型，最后列舉了結構化設計在道橋設計中的具體應用。

關鍵詞：結構化設計；道路橋梁；設計；應用；研究

中圖分類號：U44 文獻標志碼：A

0 引言

現階段，我國城市化建設速度不斷加快，各相關部門對道路和橋梁設計的重視程度逐漸增強，道路和橋梁的設計施工是一項較為系統的工程，需要對道路原有情況和建設現狀進行具體勘察，結合當地的實際情況和基本的設計參數進行設計分析，這樣才能保證具體的設計情況符合相關的設計要求。結構化設計是一種新型的施工設計理念，它是在傳統設計方法上進行更新和改良后的結果。通過以往的設計施工經驗證明，結構化設計在道路和橋梁設計中具有較大的優勢，因此加強道橋設計中的結構化設計方案具有重要的意義。

1 結構化設計在道路橋梁設計中的重要性和意義

1.1 結構化設計在道路橋梁設計中的重要性

在過去的施工設計中，設計的一般過程是相關人員首先根據自身的工作經驗制定出一套最初的方案，最初的設計方案包括工程的材料選擇、工程的施工技術、工程的具體工期和工程的整體布局等；其次對工程的結構進行分析審核，依據最初的設計圖紙對工程結構的合理性和科學性進行審核，只有符合相應的標準才能進行下一步工序；最后對設計的工程結構進行力學模擬處理，觀察方案是否具備力學上的可行性，并根據處理結果進行調整和更改。從傳統設計方案的流程上分析，設計中更注重工程的安全性和可行性，但是卻忽略了工程的施工質量，這無疑不滿足現階段人們對道路和橋梁的設計需求，因此我們亟待尋找一種更為合理的工程設計方式。

結構化設計是指自上而下對道路和橋梁進行細化設計，它主要的設計理念是將施工工程劃分為若干個相對獨立的結構模塊。這種設計模式一方面是滿足了現今道路和橋梁設計的發展需要，另一方面有利于促進施工工程達到設計最優狀態。

1.2 結構化設計在道路橋梁設計中的意義

從過去道橋施工工程中看，傳統的道橋施工工程更加重視道路和橋梁本身的強度，過去道路和橋梁本身承重能力和耐力都很好，但是近年來因道路和橋梁質量存在問題而發生事故的現象時有發生。通過分析具體事故可知，很多都是因為道路和橋梁開裂，橋梁扭曲等結構性構件損壞導致公路和橋梁的使用功能受到影響進而引發事故發生，這都是因為在對公路和橋梁進行設計時雖然對其本身的強度進行了加固，但是沒有對耐久性等問題進行重視導致的。在傳統的道橋工程設計中，設計者在確定了某個設計方案之后都會采取一定的方法和措施對設計方案的合理性和可行性進行檢測，這種檢測篩選的方法雖然得到了實際可行的設計方案，但是并沒有在多個設計方案中優中選優，隨著當前道橋建筑的復雜程度的增加和要求的增加，這種方式已經滿足不了道橋工程在設計上的需求，為了更好地設計篩選出最佳設計方案應該將道橋的設計看作一個個模塊結構，對每一個模塊再進行具體的設計，這樣組合起來的方案可以最大程度地增強公路和橋梁的使用壽命，提高其安全系數。

2 結構化設計應用于道橋設計中的主要原則

2.1 科學性原則

在對道路和橋梁進行結構化設計的時候應該遵循科學化的原則，對道橋的結構部分應該進行合理的設計，尤其要重視橫截面與道橋結構的配置，并在合理的范圍內改變調整道橋結構內力的分配，最大程度地減輕道橋本身的自重，確保設計方案的科學化。

2.2 簡約化原則

第二要在道橋結構化的設計中確保設計方案的簡約化，盡量用簡約的設計方式實現道路和橋梁中受力均勻直接傳遞，這樣道路和橋梁受到的外部同行車輛的負荷就可以更加均勻的分散開，另外還在一定程度上增強了道橋自身的結構強度，最后由于建筑材料得到了簡化，一方面減輕了道橋的自重，另一方面降低了工程的施工成本，增加了道橋工程的經濟效益。

2.3 連續性原則

當前的道橋結構的負載能力越來越大，同時自重也越來越大，為了適應這一趨勢并加以改善就需要在道路橋梁設計規劃中重視構造的連續性問題，以確保道路橋梁在受到應力時可以增加有效受力面積，分散道路和橋梁局部受到的應力，從而提高道路和橋梁的穩定性。

2.4 整體性原則

最后對道路和橋梁進行設計時應該重視和強調設計結構上的整體性原則，加大道路和橋梁的統一性和全局效果，這樣當有超載等意外情況發生時能夠更好地保證道橋的整體安全。

3 結構化設計在道橋設計中的應用

3.1 結構化設計在道橋防水設計中的應用

在道橋設計工程中，道路和橋梁的防水設計是一項十分重要的內容，道路和橋梁防水性能的好壞直接影響到其整體質量和使用壽命。在多雨的季節如果道路和橋梁的防水和排水效果欠佳，就會導致積水不能及時的排出，大量雨水積壓在道路和橋梁的表面，久而久之就會造成雨水滲漏到道路和橋梁的結構內部，對道路橋梁的內部結構造成腐蝕，影響其正常使用。因此在對道橋結構進行設計時應該充分的重視防水設計，將防水層的設計結合到道橋的結構化設計之中，首先要增強道路和橋梁防水層的性能，在設計材料上選擇防水性能更好的結晶材料混凝土或者復合纖維混凝土，這樣可以增強防水層的密實性，有效提高道路橋梁的防水性能。另外在設計中可以加入鋼筋網以增強混凝土的強度，防止混凝土開裂，有效地阻止雨水通過混凝土進入道路橋梁的內部結構。在對防水層進行結構化設計時，主要思想是將混凝土的設計和路面的設計看作一個整體，從而增加道路橋梁的黏合性，減少雨水等對表面的危害。

3.2 結構化設計在混凝土施工設計中的應用

道路和橋梁施工的另一個十分重要的內容就是混凝土的施工工程，在實際的工程中可以采用鋼筋混凝土代替傳統普通的混凝土以增強混凝土本身的質量，由于鋼筋混凝土是一種較為復雜的混合型材料，極易受到外界環境和因素的腐蝕，所以在施工設計中應該對鋼筋混凝土加以保護層設計，加大對鋼筋混凝土的保護延長其使用壽命，因此有效地將結構化設計應用到混凝土施工中，可以很大程度地提升混凝土的穩定性和耐久性。另外，除了要增加混凝土的穩定性和耐久性之外，還應該對混凝土的斷裂現象加以控制增強混凝土的結構抗裂能力，我們可以通過增強構造配筋得以實現。

總體來說，當今道路和橋梁在社會發展中有重要的地位，它不僅促進了社會的經濟發展，更促進了社會生產的發展，因此我們要做好對道路和橋梁的設計工作以確保工程能夠順利完工投入使用，綜合以上的內容可知，在對道橋進行設計時應該運用結構化設計方式保證設計工程的可行性和合理性，在確保道路橋梁結構合理、功能完善的基礎上，達到對道路橋梁設計的綜合性目標。

參考文獻

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