結構化設計在路橋設計中的應用

李鐵鵬

（邵陽市交通建設規劃中心，湖南 邵陽 422099）

公路橋梁工程是當前我國社會發展的一項重要工程，需要加大建設力度，確保它能為社會發展提供更有力的支持，做好道路橋梁建設工作也是十分必要的[1-2]。對于市政工程而言，在進行道路橋梁結構設計的過程中，首先要考慮如何提升道路橋梁的穩固性，確保道路橋梁的質量提升。因此，對于道路橋梁設計方案的制定，設計人員需要隊現場環境做好調查，與此同時，也要結合道路橋梁的施工方案，設計人員要確保所設計的結構方案在一定程度上可以維護道路橋梁施工人員的安全，也要確保道路橋梁結構設計可以符合監理部門的檢測，嚴格遵循結構設計原則，對結構設計方案進行優化，為提升道路橋梁的穩固性做出基礎工作[3]。

一、路橋設計中應用結構化設計的基本原則

（一）簡約化原則

在傳統的結構設計中，由于其設計較為煩瑣，導致路橋工程建設施工難度增加。而通過應用結構化設計，可以有效簡化路橋工程的結構，提升空間布局的合理性，因此，在結構化設計過程中，應遵循簡化原則，在簡化路橋結構的同時，有效控制施工成本，提高路橋工程建設的整體經濟效益[4]。

（二）科學性原則

在對該工程展開研究的過程中，筆者發現，該工程設計人員在進行高架橋結構設計時所遵循的原則較多，其中確保結構設計科學性則是原則一致，對于在道路橋梁結構中運用結合設計方法，保障其科學性十分重要，這主要是受道路橋工程的施工環境的影響，該工程施工范圍較大，施工過程中涉及的施工條件較多，所以，施工程序存在一定的復雜性，如果設計人員沒有做好對施工現場環境的全面勘察和了解，則很難做好對結構設計的把握，并且也無法選擇合理的結構化設計方法[5]。因此，設計人員需要根據道路橋梁真實情況，研究道路橋梁的施工特征，有方向地進行道路橋梁結構化設計方法的選擇，并根據結構設計要點，做好相應的結構配置，這樣才可以避免不良施工因素對結構設計產生影響，而這也充分說明，尊重科學性的原則進行結構設計的重要性。

（三）整體性原則

設計人員應充分發揮結構化設計的優勢和特點，加強對路橋工程設計中關鍵部位的控制，從而使路橋工程整體結構的穩定性達到相關技術標準的要求。另外，應積極采用信息化技術加強各專業設計人員之間的溝通，實現協同設計，使項目整體的設計更加合理，減少設計變更。

二、路橋結構化設計的策略

（一）地基和路基的設計

通常而言，橋臺結構利用混凝土材料制作而成，結構剛度大，路基剛度小，所以設計地基、路基等結構時，如果不能對橋臺、路基存在的剛度差異進行妥善處理，就有可能出現路面沉降問題，會導致橋頭跳車這一現象的發生。因此，設計階段應該按照科學方法，盡量控制橋臺、路基存在的剛度差異，保證過渡段路基和路面在施工過程的質量。具體而言，設計階段可使用增強過渡段強度的方法指導施工。在路堤、橋臺二者中間設置寬度50m漸變帶，并在其中填充級配材料，為過渡段強度提供保障。與此同時，還可填筑引道處位置路基，如果路堤屬于合成加筋材料，應該采取有效措施提高其承載能力，在過渡段的路基處及時填土，保證路堤基礎承載力，以免其使用過程出現沉降。除此之外，還需注意道路橋梁工程若屬于高等級路面，應該確保路橋過渡段沉降量處于5cm內，控制坡度差低于0.4%，若超出此指標，就會為施工質量帶來嚴重影響。

（二）防水設計

對于道路橋梁防水結構的設計，設計人員必須要增強防水結構設計，這主要是因為在施工的過程中經常會遇到雨季，如果道路橋梁的防水性能較差，則會影響橋梁施工的進程，從而延誤施工時間，這樣不僅會造成工程質量下降，并且也會給市政單位帶來經濟損失的困擾[6]。因此，要能做好防水結構設計。對于道路橋梁防水結構設計，設計人員可以將其分為兩個方面，一方面是防水工程，另一方是排水工程，對于防水工程的結構設計應做好預防水澇工作為主，排水工程則應注重如何解決水澇問題，這樣在雨季時市政單位在預防的基礎上，規范的施工建設道路橋梁工程，而在暴雨季節時也可以及時解決水澇災害。否則一旦道路橋梁被水澇侵蝕，道路橋梁的結構則會缺失穩固性，進而存在安全隱患。所以，設計人員在進行防水結構設計的過程中，則應優化防水設計方法，嚴格根據相關數據圖紙合理地進行道路橋梁防水結構設計，確定防水結構設計的模塊結構圖，讓結模塊結構圖的深度和寬度都符合要求。

（三）搭板設計

根據路橋項目的施工經驗，能夠看出搭板設計的合理性也能對于過渡段的沉降問題進行控制，具體可從如下幾方面入手：第一，如果路橋在設計使用有效期限之內，發生道路沉降，進而出現縱坡現象，則需利用過渡搭板，保證其傾斜角處于1/300～1/200的范圍之內，及時設計搭板，能夠控制縱坡問題的不斷擴大；第二，對于搭板長度合理設計，保證長度能夠到臺背的另一側，讓土體能夠被均勻壓實，和臺背缺口相互融合，提高結構穩定性；第三，根據臺板彈性、受力程度等對于地基長度合理計算。比如，若路橋過渡段總長度為100cm，那么搭板長度應該處于100～120cm之間；第四，搭板強度的設計方面，應該將搭板、填土二者之間存在的“脫空”現象考慮其中，結合實際完成設計。比如，對于楔形柔相板的進項設計，應該在過渡段增設加固區，在橋臺上設置一段柔性結構，最后將另一端和路基結構連接，保證橋臺、路基二者之間過渡良好，控制路面發生沉降問題，為路橋過渡段施工質量的保證奠定良好基礎。

（四）合理確定路橋工程的車輛荷載等級標準

由于路橋工程通常是永久性建筑，在設計過程中，必須考慮其使用壽命與服務性能，因此，路橋工程的結構化設計中，荷載計算對整體工程項目的設計質量會產生重要影響，設計人員必須重視荷載計算。路橋工程的受力結構主要承受自重以及車輛荷載。因此，在正式設計之前，需要收集該路橋工程的規劃資料，根據交通量分析未來該地區的交通發展情況與車輛通行情況，綜合考慮結構承載能力的極限狀態、正常使用極限狀態、工程疲勞損傷等工況，確定工程項目的車輛荷載等級標準[7]。

三、結論

總之，在將結構設計方法融入道橋梁結構設計的過程中，市政單位必須要增強對設計人員的指導，提升其專業設計能力和職責素養，讓對自身的工作負責，促使其主動對現場環境進行勘察，結合實際情況選擇科學合理的結構設計方法，并加強對設計人員的監管。其次，還對結構設計圖紙和方案進行詳細反復的考察，不斷的優化組合設計方法，這樣才可以讓結構設計在道路橋梁中發揮較好的穩固性作用。市政單位必須要確定道路橋梁每個環節的設計要點都能具有較高的穩定性，這樣則可以讓道路橋梁整體結構穩固性增強，所以，對于施工過程也要做好相關的質量管理，這樣才可以保證結構設計能得到被運用到實際情況中，提升道路橋梁的質量。