道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

摘要：設(shè)計(jì)道路橋梁的過程中，需要應(yīng)用到很多的設(shè)計(jì)技術(shù)，如果在使用設(shè)計(jì)技術(shù)的過程中出現(xiàn)失誤，道路橋梁的整體質(zhì)量就會(huì)受到影響。近年來，我國在道路橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)方面投入了大量的人力、物力和財(cái)力，同時(shí)也在實(shí)際設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。對(duì)于結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)來說，它需要更細(xì)致地將結(jié)構(gòu)劃分成為某些獨(dú)立的結(jié)構(gòu)模塊，可以將這些模塊組合起來分析，也可以將其單獨(dú)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì);應(yīng)用

1結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的必要性

傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)流程首先是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷制定初始的設(shè)計(jì)方案，包括材料的選擇、總體的布置、制造的工藝和結(jié)構(gòu)尺寸等方面;接著是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析;最后進(jìn)行力學(xué)分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否可行，并根據(jù)不同情況進(jìn)行修改。這種設(shè)計(jì)方法，只是對(duì)施工方案的可行性與安全性進(jìn)行檢驗(yàn)，不能夠做到最優(yōu)的設(shè)計(jì)，很難滿足對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求日益復(fù)雜的要求，因此，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)變得尤為必要。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的方法主要是基于自頂向下細(xì)化、模塊化和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)等程序設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展而來的，主要的思想就是把設(shè)計(jì)分為具有單一功能且相互獨(dú)立的模塊結(jié)構(gòu)，主要包括詳細(xì)設(shè)計(jì)和概要設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)主要通過結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)階段的描述。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅是道路橋梁發(fā)展的需要，也是道路橋梁設(shè)計(jì)方法的最優(yōu)選擇。

2道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該堅(jiān)持的原則

2.1科學(xué)性原則

道路橋梁施工現(xiàn)場的具體情況要綜合起來考慮，對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件要進(jìn)行合理的布局。橫截面的選擇，需要在確定道路橋梁的承載力后再進(jìn)行。分布支撐力一定要合理，道路橋梁的重量一定要在最大程度上減輕，這樣不僅能節(jié)省建設(shè)材料，同時(shí)工程成本造價(jià)也會(huì)減少。在調(diào)整道路橋梁結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)件時(shí)，需要確保不影響道路橋梁的整體穩(wěn)定性，這樣才能更好地優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以免在今后的道路橋梁設(shè)計(jì)中出現(xiàn)不必要的問題。

2.2連續(xù)性原則

當(dāng)前，道路橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了自身重量越來越高、負(fù)荷越來越大的趨勢(shì)，這需要在道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和一體性，以此來確保道路橋梁結(jié)構(gòu)在受力的情況下，擴(kuò)大有效的受力面積，縮短道路橋梁受力傳遞的路徑，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、降低材料使用的基礎(chǔ)上，提高道路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、連續(xù)性。

2.3統(tǒng)合性原則

進(jìn)行道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是在對(duì)施工材料和橋梁結(jié)構(gòu)充分考慮的基礎(chǔ)上，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)中不同部位的受力特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行重點(diǎn)分析后而總結(jié)出的一種優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法。為了保證設(shè)計(jì)效果的實(shí)現(xiàn)，要對(duì)橋梁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有針對(duì)性的修改和調(diào)整，并合理選擇設(shè)計(jì)中的具體結(jié)構(gòu)位置、安裝施工的材料，進(jìn)而優(yōu)化道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方案，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

2.4整體性原則

道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要利用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，突出道路橋梁結(jié)構(gòu)的整體性，特別要求做好過載和特殊情況確保道路橋梁結(jié)構(gòu)整體性和安全性的設(shè)計(jì)，通過提高承重力，整體效果，使道路橋梁結(jié)構(gòu)的總體用料得到節(jié)約，在確保道路橋梁施工質(zhì)量的同時(shí)，降低道路橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本。

3道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1道路橋梁防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

對(duì)道路橋梁使用壽命來說，防水是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，因?yàn)橐坏┓浪O(shè)計(jì)做得不好，很容易導(dǎo)致水分滲透入道路橋梁內(nèi)部造成鋼筋銹蝕，進(jìn)而誘發(fā)路面開裂、結(jié)構(gòu)受損等問題，因此，在道路橋梁設(shè)計(jì)中必須要求做好防水設(shè)計(jì)。（1）在道路橋梁防水層設(shè)計(jì)中，為了獲取較為理想的防水效果，設(shè)計(jì)單位可采用結(jié)晶材料混合的水泥或密實(shí)度高的復(fù)合纖維混凝土，在混凝土施工環(huán)節(jié)中增加鋼筋網(wǎng)，避免混凝土開裂，水分滲入。（2）防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)國家相關(guān)規(guī)定確保其抗拉強(qiáng)度、延展性等達(dá)到要求之外，還需要保證防水層和混凝土層之間具有較高的黏結(jié)性，以此避免剝離現(xiàn)象產(chǎn)生。（3）道路橋梁設(shè)計(jì)中，還需要根據(jù)各路段實(shí)際情況，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)排水管道，這樣有助于積水快速排出路面，防止因浸泡滲水而影響道路橋梁的使用壽命及結(jié)構(gòu)安全。

3.2道路橋梁混凝土項(xiàng)目設(shè)計(jì)的應(yīng)用

一是增強(qiáng)鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度。鋼筋混凝土是一種復(fù)合型材料，在道路橋梁的建設(shè)施工中應(yīng)用十分普遍，為提高施工質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土的保護(hù)，在進(jìn)行道路橋梁的設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行鋼筋混凝土的保護(hù)層設(shè)計(jì)，其主要作用是防止鋼筋混凝土的腐蝕，延長使用壽命，使其在使用中更加安全。提高對(duì)鋼筋混凝土的保護(hù)，可以加大對(duì)鋼筋混凝土的保護(hù)系數(shù)開始。二是符合混凝土耐久性的特點(diǎn)。混凝土的耐久性也直接關(guān)系到道路橋梁的施工質(zhì)量和使用壽命，然而在當(dāng)前混凝土的施工中，很多施工單位為追求利益最大化，在混凝土施工中容易出現(xiàn)偷工減料的情況，有時(shí)還會(huì)忽略道路橋梁的整體布局。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要確保混凝土的耐久性，做好混凝土的配比和拌合，保證施工質(zhì)量。三是增強(qiáng)構(gòu)造配筋。混凝土開裂是各種混凝土工程中的質(zhì)量通病。在道路橋梁中，為防止混凝土開裂影響道路橋梁的使用狀況，可以增強(qiáng)構(gòu)造配筋，提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力。

3.3道路橋梁主梁設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

與整體式簡支梁結(jié)構(gòu)相比，裝配式簡支梁結(jié)構(gòu)最突出的特點(diǎn)是能獨(dú)立吊運(yùn)預(yù)制結(jié)構(gòu)，然后現(xiàn)場安裝拼裝。同時(shí)，機(jī)械化、自動(dòng)化施工技術(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用，不僅有效地提高了施工人員的工作效率，而且節(jié)省了一定的施工材料，不受天氣影響。主梁作為道路橋梁最為主要的承重部分，其設(shè)計(jì)形式一般分為箱形和T形，箱形結(jié)構(gòu)的主梁主要被應(yīng)用在應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中。除此之外，主梁的細(xì)部尺寸以及高度都需要結(jié)合相關(guān)的荷載計(jì)算方法進(jìn)行確定，如果主梁的堆成布置以及梁身所受荷載呈現(xiàn)對(duì)稱分布的情況，應(yīng)該使用杠桿法來進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也可以使用偏心受壓的計(jì)算方式。兩者相同點(diǎn)就是都會(huì)取最大內(nèi)力取值作為控制設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，不過這并不能夠作為主梁結(jié)構(gòu)中各個(gè)截面的受力計(jì)算，主要由于從計(jì)算的原理上來看，其結(jié)構(gòu)計(jì)算過程中存在著很多的不確定以及不安全的因素。

4結(jié)束語

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)建設(shè)規(guī)模在逐漸的擴(kuò)大，對(duì)于橋梁的建設(shè)要求也在不斷的提高。為了保證橋梁建設(shè)滿足安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性以及耐久性的要求，必須采用新的設(shè)計(jì)方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。

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作者簡介：付軍峰（1985年09月-）男，本科，主要從事道路與橋梁工作。