結構化設計在道路橋梁設計的應用分析

胡師杰

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司天津分院， 300101）

0 引言：

為了適應現代化社會的快速發展，就必須加快我國的道路橋梁建設，而其設計的科學性和安全性深刻的影響著人們的生命財產安全。而傳統的設計方式，并不能滿足現階段道路橋梁建設的需求。因此需要應用到結構化設計方式，以此來提升道路橋梁的承載能力，安全性，持久度等能力，最大限度的延長其使用壽命，并降低遇到各種風險的概率。

1 結構化設計在道路橋梁設計中應用意義

結構化設計是一種基于工程結構特點進行設計的方式，通過科學合理的結構化設計可以有效的提升工程的整體質量，并且可以在一定程度上降低工程施工或是投入實際使用時的安全風險。隨著我國現代化建設的不斷加快，道路橋梁建設的規模不斷增大，傳統的設計方式逐漸不能滿足現代化道路橋梁建設的需求，因此，及時地應用結構化設計是十分有必要的。

傳統的道路橋梁建設的設計過程主要依據的是傳統的施工經驗，首先設計初步的施工方案，設計道路橋梁的要求尺寸，制造工藝，總體布置以及施工材料的選購等方案，然后再通過設計方案構建模型，對模型進行結構分析，力學分析，檢驗實際投入使用時可以遇到的風險方案。但由于現階段可能遇到的問題遠遠高于以往，且隨著我國交通運輸產業的飛速發展，顯然傳統的道路橋梁設計方案并不能滿足現階段的需求。而因為設計方案的不合理，也常常出現道路或橋梁開裂等現象，嚴重的影響著人們的生產生活安全。因此，現階段的道路橋梁設計需要加入更為先進的結構化設計方案，設計者必須將能想到盡可能多未來可能遇到的風險進行方案設計，構建更為合理的模型。通過應用結構化設計理念，能夠把道路橋梁設計方案盡可能細化，清晰的分出每一步的設計，化繁為簡，化簡為一，通過把一個十分巨大的的道路橋梁設計方案分成若干個小的，獨立的設計方案。能夠讓設計者設計方案時更加清晰，更加容易自上而下進行設計，一步步的設計出每個模塊的設計方案，再通過總體設計理念把各個獨立單一的模塊進行組合，形成該道路橋梁設計的整體方案。通過結構化設計不僅僅可以節省設計者的設計方案時間，同時還可以有效的提升設計方案的科學合理性，降低施工或投入實際應用時的遇到事故的概率。

2 結構化設計在道路橋梁中的特點與設計特點

結構化設計的精髓就在于能夠把一項十分巨大的功能模塊化，分成若干個小的工程方案，分成的小方案需要盡可能的小，單一，實現最為簡單的功能，并且盡可能的降低各個方案之間的耦合性，這時就可以同時對多個模塊方案進行設計，極大的提升了設計者的設計效率。并且由于各個功能模塊分的很細，其在設計方案時就可能考慮到更多的問題，這樣可以有效的降低未來建設施工或是投入實際應用時遇到各種風險的概率。

道路橋梁結構化設計時需要緊隨科學性原則、簡約化原則、連續性原則、綜合性原則和整體性原則。

無論什么樣的功能，其在能夠執行其功能的同時最為重要的就是它的安全性，而工程的安全性需要在設計方案的科學合理性。因此在道路橋梁建設時需要合理的選擇道路橋梁結構，提升其負載能力，降低未來的風險。

而簡約化原則則是要求在設計道路橋梁設計方案時需要簡化道路橋梁的受力方式和力的傳遞方式，能夠是道路橋梁分散承受壓力負荷。同時在選購施工材料是也應該遵循簡約化原則，在保證工程施工的要求時降低預算成本，并且提高施工效率，降低施工成本。

連續性原則則是要求道路橋梁在設計過程中應該充分的考慮到未來可能需要承載更多的車輛，其受力會逐步增大。因此在這種情況下，可以通過優化道路橋梁的受力結構設計和選取更為優質的建設材料來提升道路橋梁的有效受力面積，并且可以縮短橋梁的傳遞力路徑。

綜合性原則要求方案設計人員在設計建設方案時充分的考慮到選購的建設材料和構建結構之間的兼容性，充分的考慮到不同材料在實際應用時可能表現出的不同作用。通過綜合性原則可以最大限度的發揮施工材料的性能，甚至可以通過不同材料的組合應用發揮出超越本身的性能。

由于結構化設計的設計思想，在設計方案時應該謹遵循整體性原則，在設計方案時由于是按照功能模塊進行設計的，這時就需要考慮到以后組合方案時的要求，各個模塊需要能夠良好的組合到一起，功能之間不能存在互斥現象，需要所有模塊緊密的聯系到一起。

3 結構化設計在道路橋梁設計中應用的實現以及注意事項

基于結構化設計在道路橋梁設計中表現的優越性，結構化設計思想在道路橋梁設計中發揮著越來越重要的作用。

設計道路橋梁模型是分析其受力結構至關重要的環節。通過構建科學合理的模型，才能更好的分析其受力情況，設計出更為優秀的道路橋梁建設方案。而通常構建模型主要通過離散化結構設計、模型化結構設計、材料與負荷結構化設計組成。

離散化結構設計可以將道路橋梁從一個整體結構細化，將道路橋梁錯綜復雜的受力簡化成若干種簡單的受力分析。進而可以使設計人員更為清晰的分析道路橋梁的受力情況，提高設計方案的準確性。模型化結構設計，通過分析道路橋梁的受力情況，設計更為合理的結構設計，提高結構受力負載能力。而材料與負荷結構化設計，是經過實際中不同角度進行分析，簡化模型設計結構，保證能夠完成道路橋梁的職能前提下，選取更為簡單的設計模型，降低施工難度。

現階段，結構化設計常常應用于道路橋梁防水施工，道路橋梁防崩施工，道路橋梁混凝土施工等，道路橋梁加固施工設計中。

在設計道路橋梁防水方案中，選購的采用通常是密實性更佳的混凝土材料。為了防止雨水腐蝕道路橋梁，使道路橋梁在投入實際使用后出現裂紋，混凝土材料需要能夠確保路面的粘結性，不能是道路出現起皮現象。在施工時，道路橋梁的路面需要表現出良好的抗壓，延展，抗拉性，防止雨水滲透到橋面下的鋼筋結構，出現腐蝕現象。

在設計道路橋梁混凝土施工方案中需要考慮到混凝土的厚度，在鋼筋混凝土結構上層鋪設防腐蝕保護層，防止鋼筋被外界環境腐蝕，從而提升道路橋梁的整體耐久性和安全性。

在設計道路橋梁加固施工中需要施工人員充分了解橋梁的結構，選用適當的加固技術與優化方案，降低鋼筋混凝土的負載力，增加道路橋梁的使用壽命。

道路橋梁防崩技術施工方案中需要合理的測量計算出欲拋的高度，并且，在施工過程中需要在橋梁管道與混凝土結構之間留有一定的間隙。

4 小結

總而言之，結構化設計思想的優越性可以在我國道路橋梁建設中發揮出良好的性能。通過在道路橋梁設計中應用結構化設計思想可以有效的提高道路橋梁的可靠度，安全性，可以更好的發揮道路橋梁建設在我國現代化建設中的重要作用。