結構化設計在道路橋梁設計中的應用

王潤澤

【摘 要】目前我國交通系統的建設，在不斷完善，而道路橋梁，是交通系統中的不可缺少的一部分，而結構化設計是道路橋梁建設的關鍵環節，本文對結構化設計在道路橋梁設計中的應用進行了分析，希望能夠為我國交通系統建設的更加完善，提供一些理論上的依據。

【關鍵詞】結構化設計;道路橋梁;應用

在社會經濟的迅速發展的背景下，隨之不斷被完善的還有交通系統的建設，而道路橋梁，是交通系統中的不可缺少的一部分，結構化設計是道路橋梁建設的關鍵環節，本文對結構化設計在道路橋梁設計中的必要性、設計原則、計算方法、模型建立以及應用進行了分析，希望能夠為從事這項工作的相關人員提供一些理論上的幫助。

一、必要性

在社會經濟的迅速發展的背景下，隨之不斷被完善的還有交通系統建設，通常情況下，傳統的道路橋梁設計工作，初步的設計方案，要由基本經驗而制定，接下來要分析研究結構，在道路橋梁設計中，加入結構化設計的應用，這樣不止可以滿足道路橋梁發展的需要，對道路橋梁設計方法來說，也是最佳的選擇。

二、設計原則

（一）科學性

道路橋梁結構，對于進行道路橋梁結構化設計工作時，要做到合理選擇，對橫截面與道路橋梁結構的配置，要格外注意，在科學有效的進行設計工作作為基礎保證的前提下，對道路橋梁結構的位置，進行合理的調整，盡量降低道路橋梁結構的重量，從而使道路橋梁結構的科學化，得以實現。

（二）簡約化

道路橋梁結構的簡約化，在道路橋梁結構化的設計中，要得到保證，道路橋梁結構力的直接、簡單傳遞，盡可能利用簡化的路徑實現，從而使得外部負荷，能夠被道路橋梁結構平衡地分散，這樣能夠使道路橋梁結構的自重，得到保證，使其強度，得到提高，還可以節約其施工材料，進而對道路橋梁結構施工效率的提高，發揮著重要的作用。

（三）連續性

對結構的連續性和一體性，在道路橋梁結構化設計中將其實現，從而使得受力情況下的道路橋梁結構，保證其有效的受力面積的擴大，道路橋梁受力傳遞的路徑縮短，道路橋梁結構的穩定性、連續性，可以通過優化結構和降低材料而提高。

（四）統合性

統和材料和結構，是道路橋梁結構化設計中，兩個重要的部分，科學設計材料應用和優化結構，要在設計中同時考慮，不僅如此，統和道路橋梁結構，可以對不同形狀受力和功能以及不同結構的特點進行利用，進而使穩定、受力和重量等結構特性目標，得以實現。

（五）整體性

我們要對結構化設計的優勢加以利用，對道路橋梁結構的整體性，要進行突出標記，尤其是道路橋梁結構整體性和安全性的設計，通過做好過載和特殊情況，而給予保證;總體用料的節約，可以利用承重力和整體效果的提高，而實現;道路橋梁施工質量，在得到保證的同時，路橋梁結構的建設成本，也可以降低。

三、結構化設計的計算方法

（一）同態設計

將函數不等式變為等式，是同態設計的方法，這樣可以使設計空間縮小，更容易進行計算，然而，同態設計法所得到的值，無法與原值進行相比較。

（二）圖解

圖解法的應用原理，主要是橫縱坐標，分別是兩個不同的設計變量，對于坐標系中的圖形，根據變量的影響情況，進行制作，目前應用比較普遍的，是圖解法在道路橋梁的二維結構設計。

（三）網絡搜索

我們這里說的網絡搜索方法，目前為止還是較為原始的一種方法，其可以找到道路橋梁結構化設計的最優解。

（四）求解函數極值

將結構化設計中的設計變量函數不等式，變為等式，是函數極值的求解方法，這種方法需要對變量的大小進行求解，最終得出函數的極值。

四、結構化設計的模型

（一）離散化結構

設計道路橋梁需要將設計中無限的自由度轉為有限，就是把整體結構拆分為多個有限部分。這樣一來多個離散化結構的分析以及受力情況的計算等問題難度會大大降低，從而降低設計施工等時間以及資金上的成本。

（二）模型化結構

在道路橋梁的施工中，需要靈活運用力學原理對各個結構的內在規律進行分析歸納，對結構內的設計問題進行模型化的處理方式。這種處理方式可以讓整體設計變得更加簡單明了，有便于施工的順利開展。

（三）簡化的材料和荷載結構化設計

運用簡單的材料來模擬道路橋梁的設計構件從而使設計參數合理以及明顯的概率性特性。這樣使得材料及荷載在模擬時有具體的參考數值。從而在保證質量的前提下簡化整體設計有利于設計精度的保證以及實用效果的增加。

五、結構化設計在道路橋梁設計中的應用

（一）在道路橋梁防水設計中的應用

防水性能在道路橋梁的使用過程中嚴重影響著橋梁的施工質量以及后期使用壽命。如果排水防水工作沒有做好，對橋梁的整體載荷以及腐蝕程度會大大增加。進行防水設計時，要加強防水涂層的材料以及設計，選擇更好的復合纖維混凝土等混合的水泥，以及排水管路的優化等問題需要著重考慮。要確保道路橋梁的防水效果做到最好。也可以在混凝土澆筑的過程中添加鋼筋網，可以有效防止橋體開裂等混入雨水而帶來的侵蝕效果。

（二）道路橋梁混凝土項目設計的應用

對于道路橋梁結構設計中要注重鋼筋材料的保護層的厚度，需要根據道路橋梁結構的要修規范進行嚴謹設計。鋼筋的保護程度可以直接關系到整體橋梁的使用壽命。對于混凝土的耐久性也要著重考慮，做好混凝土材料的最適宜配比，仔細計算。最后還要對道路橋梁結構中鋼筋的材質、數量以及形式進行縝密計算，可以增加整體道路橋梁的抗裂能力，從而確保道路橋梁在滿足人們的通性需求的基礎上延長其使用壽命以及降低后期維修成本。

結束語

隨著國家的發展，科技的進步，各種新式道路橋梁結構化的設計技術日益增多。堅持結構化設計，吧中心落實在道路橋梁的設計重點。在確保道路橋梁結構的使用安全、合理、完善的基礎上，明顯增加道路橋梁的荷載能力以及施工成本。

參考文獻：

[1]陳菲菲.結構化設計在道路橋梁設計中的應用[J].黑龍江科學，2015（1）：40-41.

[2]李艷暉.結構化設計在道路橋梁設計中的應用[J].中國新技術新產品（17）.

[3]陳杰，崔炫，來蘇群，etal.淺析結構化設計在道路橋梁設計中的應用[J].黑龍江交通科技，2015（7）：102-102.

[4] 周興國.結構化設計在道路橋梁設計的運用[J].建筑工程技術與設計，2016（35）.

[5] 戴曉東，戴劍平.淺談結構化設計在道路橋梁設計中的應用[J].科技創新導報，2017（8）.

（作者身份證號碼：410521198906300096）