道路橋梁設計中結構化設計的具體應用探討

徐濤

摘? 要：從某種意義上來講，道路橋梁設計是影響整個道路施工作業(yè)質量的重要因素，一旦道路橋梁設計出現(xiàn)重大問題將直接威脅道路施工的質量和人們的生命財產(chǎn)安全。尤其是近年來，道路橋梁設計在施工作業(yè)中所體現(xiàn)出來的問題也越來越明顯，這就要求相關部門必須引起足夠的重視來加強管理，通過科學合理的道理橋梁施工設計來加強質量控制和確保人們的生命安全。下面文章則就道理橋梁設計中具體的實際應用進行重點分析和討論，希望通過文章的論述可以為相關人員提供一定參考意見，并真正意義上推動我國道路橋梁作業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：結構化設計;道路橋梁;設計;應用;研究

中圖分類號：U412? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）14-0184-02

Abstract： In a sense， road and bridge design is an important factor affecting the quality of the whole road construction operation. Once there are major problems in road and bridge design， it will directly threaten the quality of road construction and the safety of people's lives and property. Especially in recent years， the problems reflected in the construction operation of road and bridge design are becoming more and more obvious， which requires the relevant departments to pay enough attention to strengthen the management. Through the scientific and reasonable reason bridge construction design to strengthen the quality control and ensure the safety of people's lives. The following article focuses on the practical application of the truth bridge design， in the hope that the discussion of the article can provide some reference for the relevant personnel and truly help promote the development of road and bridge operations in China.

Keywords： structured design; road and bridge; design; application; research

一定意義上來講，質量問題作為影響道路施工作業(yè)的重要因素，也是關乎國計民生的重要因素。任何情況下都必須確保質量，對于道路橋梁施工作業(yè)而言也不例外。這就要求施工作業(yè)人員在實際施工作業(yè)過程中，尤其是在結構優(yōu)化設計階段就要充分考慮到質量問題，將質量因素融入至道路橋梁結構優(yōu)化設計中，這樣才能從根本上保障道路橋梁施工作業(yè)的質量，長久地促進我國國民經(jīng)濟建設的可持續(xù)發(fā)展。

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

結構化設計在道路橋梁施工作業(yè)設計中所體現(xiàn)的重要作用是其他施工作業(yè)所無法替代的。尤其是近年來我國道路橋梁施工作業(yè)的快速發(fā)展，更是對道路及橋梁施工作業(yè)的質量提出了更高的要求。通過研究分析得知，在一些道路橋梁施工作業(yè)過程中因結構化設計不合理而出現(xiàn)的道路及橋梁開裂現(xiàn)象是比較常見的一種質量問題，施工作業(yè)人員在進行施工作業(yè)過程中并不能從道路橋梁施工作業(yè)的自身結構化設計進行研究分析，對其耐久性不能給予足夠的重視。尤其是在傳統(tǒng)的施工作業(yè)設計中，僅憑其經(jīng)驗進行施工作業(yè)設計而不能依據(jù)實際道路橋梁的承載力進行檢測，這就使得設計的方案與實際施工作業(yè)不符，導致道路橋梁出現(xiàn)問題。隨著道路橋梁施工作業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的施工作業(yè)設計已經(jīng)很難適應時代社會發(fā)展的需求，作為設計者必須將各種因素融入至道路橋梁施工設計中，通過合理建模，科學的研究分析才能設計出符合需求的施工設計，進而滿足其施工作業(yè)質量。

1.2 結構化設計的原則

（1）均衡性原則。均衡性原則主要是指在道路橋梁設計中要注重整體橋梁設計的結構優(yōu)化承載力，隨著不同規(guī)模橋梁建設結構的變化，其承載力也要隨之相應發(fā)生改變，以更好地適應橋梁施工設計的發(fā)展。只有嚴格按照均衡性的原則進行結構優(yōu)化設計才能夠確保橋梁負荷的一致性，且會在一定程度上減少材料的浪費，為其結構的穩(wěn)定性奠定基礎。

（2）合理性原則。在道路橋梁設計過程中，作為施工設計人員必須優(yōu)先了解道路橋梁的承載力及施工作業(yè)環(huán)境，從實際角度出發(fā)進行施工作業(yè)的合理設計。不僅如此，還要依據(jù)設計的合理性對道路橋梁設計內(nèi)部進行分析，確保道路橋梁設計的合理性。

（3）簡約性原則。道路橋梁設計，從某種意義上來講應更加注重其實用性。尤其是隨著時代的社會發(fā)展進步，人們對其道路橋梁設計的實用性更加比較看重。所以，施工作業(yè)人員在設計過程中要盡量使得道路橋梁設計的結構化采取簡約化的方式，降低材料成本。

（4）安全性原則。安全性是道路橋梁設計中比較重要的一個原則，尤其是對于工作人員而言，必須增強對道路橋梁結構設計的足夠認識，在確保其整體安全穩(wěn)定性的前提下，進行橋梁施工作業(yè)的承重力設計。

2 道路橋梁設計中結構化設計的具體應用

2.1 結構化設計計算模型分析

結構化設計計算模型在道路橋梁施工作業(yè)中主要體現(xiàn)在以下三種形式中：模型化結構、離散化結構、簡化計算模型。這三種模型在使用過程中都在橋梁建設中發(fā)揮著不可替代的重要作用。下面則進行詳細分析：

模型化結構：模型化結構重點突出的則是力學建模。因在道路橋梁施工設計中，必須通過前期的數(shù)學建模分析，針對橋梁施工作業(yè)可能出現(xiàn)的矛盾及問題進行規(guī)律性的研究分析，進而模擬出道路橋梁施工作業(yè)的實際施工作業(yè)情況，通過這種方式的模擬可以大大降低道路橋梁施工作業(yè)中可能出現(xiàn)的問題，對其實際施工作業(yè)有著重要的指導意義。

離散化結構：從某種意義上來講，道路橋梁施工作業(yè)既是一個整體，也是多個獨立結構的個體。所以在施工作業(yè)過程中要對整體質量進行把控，同時要對道路橋梁施工作業(yè)各細節(jié)結構進行合理分析，使其每個環(huán)節(jié)都能夠達到質量要求并對下一個施工作業(yè)環(huán)節(jié)有一定的保障性作用，既相互影響又相互作用。

簡化計算模型：通過對荷載及原材料的簡化來完善道路橋梁施工作業(yè)。在結構設計過程中，通常情況下都會先采用假設性的材料對其理想施工作業(yè)進行參數(shù)分析，通過模擬出荷載的受力情況來判斷道路橋梁施工作業(yè)設計的承載力，然后將這些數(shù)據(jù)進行整合。最后，將其運用到實際的結構化設計中，但是往往在進行結構化計算時并不能通過簡化的方式來最大程度的將其呈現(xiàn)。所以在實際計算模型的過程中作為設計者要充分考慮到道路橋梁設計的各種因素，依據(jù)實際情況和以往的設計經(jīng)驗來簡化橋梁的受力計算。此外，還要盡量減少對原材料的測試使用，要合理使用建筑材料，真正意義上通過簡化的方式來制定出最符合道路橋梁設計的模型。

2.2 道路橋梁防水設計中結構化設計的應用

防水設計是道路橋梁設計中比較常見的一種應用，也是對道路橋梁設計質量有著重要影響的因素之一。在實際道路橋梁設計過程中必須做好防水作業(yè)，才能真正意義上保障道路橋梁設計的質量。從某種意義上來講，防水作業(yè)也是影響道路橋梁使用壽命的重要因素。尤其是在軟土路基或易受腐蝕的施工作業(yè)中，要求施工作業(yè)人員必須通過合理的設計并要求施工技術人員提升操作過程中的施工工藝來加強道路施工作業(yè)質量，防止?jié)B水現(xiàn)象的出現(xiàn)。通常情況下，混凝體施工作業(yè)的平整性和安全性是重中之重;其次，要確保道路施工作業(yè)的延展性和抗拉性;最后，則是施工作業(yè)的排水性要符合設計需求。

2.3 道路橋梁混凝土施工中結構化設計的應用

混凝土施工作業(yè)材料作為道路施工作業(yè)的重要原材料，對其質量有著重要意義且使用廣泛。尤其是在道路橋梁施工作業(yè)設計中，混凝土材料更是不可或缺。設計中必須確保混凝土的厚度，依據(jù)實際施工作業(yè)情況的不同，結合道路橋梁施工作業(yè)的使用壽命，做好混凝土厚度的結構優(yōu)化。此外，混凝土厚度對橋梁使用的耐久性有著重要影響，是減少裂縫出現(xiàn)的重要因素之一，一旦混凝土經(jīng)常出現(xiàn)開裂的情況，不僅要考慮到整體的施工作業(yè)成本，還要考慮到實際的施工作業(yè)安全。所以在結構化設計中，要求施工作業(yè)人員必須充分考慮結構鋼筋設計可能出現(xiàn)的問題，避免裂縫的發(fā)生。

2.4 道路橋梁主梁設計中的結構化設計應用

相比較于整體式簡支梁結構，裝配式簡支梁結構最為突出的特點就是能夠將預制獨立構件進行吊裝和運輸，然后在現(xiàn)場進行安裝和拼接。同時，在實際的設計過程中實現(xiàn)機械化以及自動化的施工技術應用，不僅有效提升了施工人員的工作效率，同時還能夠節(jié)省一定的施工材料，并且還不會受到天氣方面的影響。主梁作為道路橋梁最為主要的承重部分，其設計形式一般分為箱形和T形，箱形結構的主梁主要被應用在應力混凝土結構中。除此之外，主梁的細部尺寸以及高度都需要結合相關的荷載計算方法進行確定，如果主梁的堆成布置以及梁身所受荷載呈現(xiàn)對稱分布的情況，應該使用杠桿法來進行計算，同時也可以使用偏心受壓的計算方式。兩者相同點就是都會取最大內(nèi)力值作為控制設計的標準，不過這并不能夠作為主梁結構中各個截面的受力計算，主要由于從計算的原理上來看，其結構計算過程中存在著很多的不確定以及不安全的因素。

2.5 結構化設計在道路橋梁防崩施工中的應用

防崩技術在道路橋梁設計中體現(xiàn)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。

2.6 結構化設計在道路橋梁加固施工中的應用

通常情況下，結構化設計在道路橋梁中主要是外預應力加固和橋面加固。這就需要施工作業(yè)人員在施工作業(yè)前必須充分了解道路施工作業(yè)的結構特點，根據(jù)實際施工作業(yè)情況進行加固方式的施工作業(yè)工藝，進而來增強道路橋梁施工作業(yè)的使用壽命。

3 結束語

從上面的研究分析得知，道路橋梁設計作為道路橋梁施工作業(yè)的重要因素，對其整個橋梁的施工質量及使用壽命都有著不可忽視的重要作用及影響。所以要求施工作業(yè)人員在進行施工作業(yè)時，必須充分重視道路橋梁設計，尤其是結構化設計在施工設計中的穩(wěn)定性。可以通過不斷學習及借鑒國外先進的結構化設計方案結合我國實際橋梁施工作業(yè)現(xiàn)狀，來提升道路橋梁設計質量，一定程度上不僅僅可以降低成本，更對道路橋梁的長久使用有著重要意義。

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