結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究

張丹

摘 要：隨著我國交通工具數量逐漸增多以及道路橋梁使用年限不斷降低，如何提高道路橋梁的使用壽命成為道路橋梁工程需要考慮的重要問題。本文主要講述了結構化設計的意義與原則，并從結構化設計在道路橋梁中的作用入手，對道路橋梁結構化設計具體應用方法進行討論，希望能為相關專業研究提供參考依據。

關鍵詞：結構化設計;道路橋梁;設計應用

中圖分類號：U442.5文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）29-0118-02

Abstract： As the number of vehicles in China gradually increases and the service life of roads and bridges continues to decrease， how to improve the service life of road bridges has become an important issue to be considered in road and bridge engineering. This paper mainly introducesd the significance and principle of structured design， and started from the role of structural design in roads and bridges， discussed the specific methods of road bridge structure design optimization， and hoped to provide reference for relevant professional research.

Keywords： structural design;road bridge;design application

改革開放以來，我國道路橋梁工程發展迅速，其作為我國交通運輸系統的核心要素，為我國經濟發展作出了巨大的貢獻。隨著現代化進程的不斷深入，道路橋梁建設規模不斷擴大，施工難度也在逐漸加大，因此對道路橋梁結構化設計進行研究是非常重要的。

1 結構化設計的意義以及原則

1.1 結構化設計對道路橋梁設計的意義

在道路橋梁傳統結構設計中，相關設計人員最看重的只有橋梁自身的強度，結構設計考慮如何提高道路橋梁耐力與承重力。但是近幾年，道路橋梁事故屢屢發生，大多數都是因為橋梁扭曲、開裂等原因，影響了橋梁的承重能力與使用性能。這表明傳統橋梁設計雖然重視了橋梁的耐久度，卻忽視了橋梁的使用極限。目前，現代橋梁設計越來越復雜，對橋梁的強度與耐用性提出了更高的要求，道路橋梁的結構化設計是在模塊化程度與結構化設計的基礎上發展起來的，對橋梁設計可以進行詳細分化，從而有效提高橋梁的安全性與使用壽命。

1.2 結構化設計的原則

1.2.1 均衡性原則。目前，我國道路橋梁建設的力度與規模不斷增大，橋梁負荷也隨之提升。因此，在建設過程中要堅持均衡性原則，保證道路橋梁的各個部分都能均勻合理受力。只有遵循均衡性原則，才能縮短荷載傳遞路徑，從而有助于道路橋梁的優化，避免材料浪費，為提升橋梁結構穩定性奠定基礎。

1.2.2 合理性原則。在道路橋梁結構化設計過程中，要選擇合理的橋梁結構，重視橋梁橫截面以及結構的配置，充分體現出道路橋梁設計的科學性。此外，還要優化道路橋梁的內部結構，設計科學的橋梁結構。

1.2.3 簡約性原則。隨著時代的進步，道路橋梁設計呈現出簡約化特點。這就要求在道路橋梁結構化設計過程中，既要保證設計路徑的簡化，而且還要均衡分散外部負荷。道路橋梁結構設計簡約化，有利于橋梁結構強度的提升，降低材料成本[1]。

1.2.4 安全性原則。在道路橋梁結構結構化設計時，工作人員要合理利用結構化設計的優勢，保證道路橋梁結構在過載情況下也有足夠的安全性，提高道路橋梁的承重力，保障道路橋梁的質量與安全。

1.2.5 綜合性原則。在道路強梁結構化設計過程中，設計人員要堅持綜合性原則，使道路橋梁每一部分結構都能發揮應有作用。同時，要不斷完善原有設計方案，綜合所有因素，制訂出最適合的施工方案，降低施工成本，取得好的經濟收益。

2 結構化設計在道路橋梁設計中的應用

2.1 道路橋梁防水設計的應用

在道路橋梁結構化設計過程中，橋梁防水是關鍵，橋梁防水性與整個橋梁的質量及使用壽命息息相關。如果道路橋梁沒有做好排水工作，那雨水就會聚集在路面上，進而雨水會滲入道路橋梁內部，侵蝕內部結構，使橋梁內部受到損壞，影響道路橋梁的正常使用。所以，在道路橋梁設計過程中要重視防水設計，采用防水效果較好的防水層。在選擇防水材料時，選擇密實性更好的材料，如使用與結晶材料混合的水泥或復合纖維混凝土，這樣可以提高道路橋梁的防水性。

具體來說，要達到標準的防水層結構，要做到以下幾點要求：第一，路面要具備很好地黏結性，沒有起皮的現象;第二，混凝土要與路面的鋪裝統一;第三，要提升結構的抗拉程度與延展性，設計排水管道，減少雨水對道路橋梁的損壞;第四，要重視排水管道的設計以及排水管道的安裝過程，避免因雨水滲漏對混凝體結構產生的破壞[2]。

2.2 道路橋梁混凝土施工設計的應用

道路橋梁施工的另一個重點內容就是混凝土施工，利用結構化設計能有效地提高混凝土施工質量。施工人員可以用鋼筋混凝土代替傳統的混凝土，在施工中，要設計鋼筋混凝土保護層，防止外界因素對混凝土的腐蝕，從而延長鋼筋混凝土的使用壽命。

很多道路橋梁事故原因都是施工人員沒有按照要求進行混凝土施工，存在偷工減料問題，致使道路橋梁的布局不合理。所以，要想提升混凝土的耐久性，就要對混凝土進行合理的配比。此外，在混凝土施工的結構化設計中，施工人員還要增強構造配筋，否則混凝土就會損壞或者開裂，造成雨水滲入，破壞道路橋梁內部結構，導致事故的發生。所以，在混凝土設計中，要增加構造配筋以對混凝土的開裂問題進行控制，增加混凝土的抗裂縫能力。

2.3 結構化設計在道路橋梁防崩技術施工中的應用

防崩技術在道路橋梁設計中體現在以下幾個方面：第一，在道路橋梁施工中，要精準計算欲拋高度，避免不必要的調整;第二，將合攏段的高差控制在2～3cm;第三，鋼筋加工過程中做好箍筋焊接閉合工作，固定骨架，然后與助板鋼筋焊接在一起，避免道路橋梁底板的鋼筋崩裂，同時還能降低造價成本，并保證鋼筋的整體性;第四，在實際施工中，保證道路橋梁的管道間、管道與混凝土間有一定的距離[3]。

2.4 結構化設計在道路橋梁加固施工中的應用

結構化設計廣泛應用在道路橋梁加固施工中，施工人員要盡量改善道路橋梁的結構性能。一般有兩種方法，即體外預應力加固與橋面補強加固。在施工之前，要充分了解該工程施工結構的特點，然后根據施工特點選擇合適的技術，最大程度地提升混凝土的承重力，從而增加道路橋梁的使用壽命。

3 結構化設計在道路橋梁設計中的應用實例

在道路橋梁設計過程中，設計人員要將結構化設計放在關鍵位置，要根據施工的具體情況靈活運用結構化設計。設計人員必須根據實地情況，精準計算預拱度，盡量減少施工中的調整次數，利用橫隔板減少底板承受能力，科學設計道路橋梁底板。以立交橋的設計為例，在設計過程中，設計人員要利用結構化設計，合理設計橋梁的橋頭搭板，分析各方面的影響因素，準確計算數值，調整搭板的長寬高，使設計更加科學。此外，設計人員還要利用先進的信息技術手段，簡化設計流程，提高計算結果精確度，使之更加符合實際情況，保證施工順利進行[4]。

4 結語

道路橋梁在我國經濟發展過程中扮演著重要角色，其結構設計是一項非常復雜的工作。結構化設計在道路橋梁中的應用，能夠有效提升我國道路橋梁設計的科學性和安全性，降低建設成本，促進我國道路橋梁設計的發展。在設計道路橋梁結構時，要根據實際情況進行觀察、設計，選擇最佳的設計方案，避免道路橋梁事故的發生。

參考文獻：

[1]殷江波，黃紅妹.結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究[J].黑龍江交通科技，2016（3）：102-103.

[2]鄔建偉，樊海平.結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究[J].成功，2017（7）：26.

[3]謝曉亮.結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究[J].智能城市，2017（1）：85-87.

[4]鄭鵬.結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究[J].城市建設理論研究（電子版），2017（24）：103.