道路橋梁設計中結構化設計的具體應用探討

馬海榮

摘? ? 要：現如今，我國的經濟在快速發展，社會在不斷進步，人們出行方式的多樣化在很大程度上推動了我國交通建設的發展，尤其是作為交通建設比較常見的一種出行方式道路建設更是取得了較好的成績。為了可持續長久的推動我國道路行業的發展建設，相關部門必須加大對道路建設的施工投入，從根本上對道路橋梁建設的質量問題進行控制。從某種意義上來講，道路橋梁建設的基礎必須正確理解結構化設計的意義，只有切實可行的設計方案來指導道路橋梁建設才能更好地推動我國交通事業的發展壯大。下面文章重點從道路橋梁結構化設計的要點入手，希望通過文章的論述可以為相關人員提供一定參考建議。

關鍵詞：結構化設計;道路橋梁設計;應用

1? 引言

在道路橋梁設計中因只考慮道路橋梁的承受能力、強度以及使用壽命，在一定程度上忽視了道路橋梁結構的耐久性和適用性，導致道路橋梁在實際應用中出現了裂縫或扭曲的現象，從而影響道路橋梁的正常使用，甚至還會造成很嚴重的安全事故。所以，一定要完善道路橋梁結構化設計，并重視道路橋梁的耐久性和適用性設計，使其能夠確保道路橋梁結構化設計的安全。

2? 何為結構化設計

結構化設計顧名思義，是將工程整體視為設計對象的方法。其更為科學的解釋為，在有限的環境中存在許多制約條件，設計為達到某種既定的目標，譬如建造成本低，承重能力強等，而產生的最佳方案。該定義與運籌學的原則相似，旨在找到符合要求的最優解。結構化設計常被用于建設投入資金多，工期較長，對于安全性要求較高的工程項目中，因此其遵循五個原則：①整體功能性原則，在道路橋梁工程中，結構化設計完成既定要求的同時，不能舍棄建造項目的基本功能，要有全局的眼光。②經濟適應原則，結構化設計最終達到的結果一定是最佳的，資金投入也應該是其中考慮到的一部分。③安全性原則，結構化設計的終極目標就是確保道路橋梁工程的整體質量。④環境保護原則，目前所倡導的生態文明建設也是結構化設計中不容忽視的細節。⑤構件特殊性原則，道路橋梁工程中不同的組成構件對于安全性的規定也需要融入到結構化設計中。

3? 道路橋梁設計中結構化設計的具體應用探討

3.1? 結構化設計在混凝土施工設計中的應用

道路橋梁的結構主體通常都是由鋼筋混凝土構成，混凝土的設計在道路橋梁設計中很重要。混凝土的材料要選擇合理，結合道路橋梁性能要求，選用不同性能的混凝土，如早強型、抗凍型、防水型等。再加上鋼筋混凝土是一種性能比較特殊的混合材料，很容易受到外界環境的影響，在施工設計中應該對鋼筋混凝土加以保護層設計，加大對鋼筋混凝土的保護，延長其使用壽命。有效地將結構化設計應用到混凝土施工中，可以很大程度地提升混凝土的穩定性和耐久性。另外，除了要增加混凝土的穩定性和耐久性，還應該對混凝土的斷裂現象加以控制，增強混凝土的結構抗裂能力。

3.2? 在材料選擇與使用方面的應用

結構化設計在材料選擇與使用方面的應用多體現于混凝土材料。混凝土是道路橋梁結構的填充物，直接決定了工程的質量。結構化設計中對于混凝土施工技術的設計主要是針對材料的選擇和使用兩個部分。對材料的選擇而言，混凝土這種材料相對特殊，是通過制造得到的，因此結構化設計就針對其制備提出一部分剛性要求。第一步是按照配比確定原材料的用量和車輛的重量，同時固定水泥、砂、石的磅秤標準，設計中規定一定不能忽視骨料中含水率的測定，因為這是確定準確用水量的關鍵。第二步是按照裝料的順序進行裝車，設計中指出一般是先裝石子，然后是裝水泥，最后裝砂子。結構化設計中提到摻合料要隨水泥一同裝車，外加劑通常是按照用量進行分裝，使用時與粗細骨料一同加入。第三步是按照要求攪拌，攪拌一定要遵循結構化設計要求，如需摻入外加劑，要注意調整攪拌時間。另外，結構化設計為保障混凝土的制備質量，描述細節時提出攪拌過程開始前要經過相關人員的坍落度和易性等鑒定。對材料使用而言，混凝土的使用需要符合道路橋梁工程對于承重能力、安全性能和使用期限的要求，結構化設計中指出鋼筋混凝土具有其特殊的化學屬性，一旦出現腐蝕狀況，就會導致整個工程項目的質量受到威脅，承重能力大幅度降低，安全性能直線下降，道路橋梁的使用期限也相對縮減。因此，在現場施工的過程中可以采取增加保護層的思路來解決問題。

3.3? 重視疲勞損傷設計

在運營期間，橋梁所承受的荷載會呈現出循環變化的應力，這種應力會觸發橋梁結構的振動，長時間的作用下就會導致橋梁結構出現疲勞損傷，而這種損傷累積到一定程度之后，就會導致橋梁結構出現裂縫。橋梁結構的早期疲勞對結構具有極強的破壞能力，一旦造成損害就會出現很嚴重的后果，橋梁坍塌事故的一個重要起因就是由于結構發生疲勞損傷導致的。因此在進行橋梁設計時要對結構的疲勞損傷問題格外注意，防止出現疲勞損傷。

3.4? 結構化設計—防水設計

在道路橋梁設計中，防水設計也是一項非常重要的內容，它在一定程度上關乎著道路橋梁的使用壽命和質量，因此，在設計過程中一定要重視道路橋梁的防水設計。若是無法在短時間內將道路表面的積水排除或者道路橋梁自身防滲漏功能比較差，那么將會縮短道路橋梁的使用壽命，甚至還會影響交通安全。所以，在道路橋梁設計中要強化道路防水設計，選用密封性比較好的混凝土材料進行施工，并在混凝土中添加配筋網，使其能夠有效減少道路橋梁開裂的現象，而且采用復合纖維混凝土有效增強道路橋梁的防水性。在開展道路橋梁防水作業時，一定要嚴格按照各項要求標準施工，防止路面道路橋梁出現起皮或脫落的現象。再者，施工人員要將路面和混凝土攤鋪成一個整體，使其能夠確保道路橋梁的延展性，同時還能夠有效提升道路橋梁的抗拉性能。在施工過程中一定要嚴格按照施工圖紙進行施工，合理設計排水管道，對道路橋梁排水位置進行有效的考量和設計，防止水分淤積在混凝土內部，縮短道路橋梁的使用年限。

3.5? 在工程性能方面的應用

道路與橋梁工程面臨的在大難題就是如何應對陰雨天氣，這些外界因素很可能會對工程的質量造成影響，結構設計在該方面的應用發揮了巨大的優勢。提高道路橋梁抵御不良外界環境的能力要從其建造材料入手，結構化設計中考慮到這一點，明確指出應該選擇高密閉性的混凝土材料，以免積水滲透對整個工程結構造成威脅。除此之外，結構化設計指導進行的防水性能檢測中，要求施工人員重視路面狀況，觀察其是否粘結完好，是否出現起皮脫皮的現象。同時還要關注排水管道的布局，避免松散布局導致雨水滲透到道路橋梁的結構之中而產生不良后果。

4? 結語

總的來說，道路橋梁設計采用結構化設計模式是發展推動的結果。結構化設計采用由整到分的大致思路，然后進行模塊的劃分，針對不同的模塊產生不一樣的設計方案，概括的方案用于對整個道路橋梁工程項目的展望，詳細的方案用于對施工過程的指導和規范。道路橋梁工程是國家重點惠民工程，其安全性能是最不容小覷的，結構化設計是符合要求的，且具備人性化特點，是建筑設計單位的不二之選。

參考文獻：

[1] 韓國輝.試論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.

[2] 黃立紅.淺析結構化設計在道路橋梁設計中的應用[J].工程技術：文摘版，2015（11）：238.

[3] 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）：75～76.

[4] 徐濤.道路橋梁設計中結構化設計的具體應用探討[J].科技創新與應用，2019（14）：190～191.