道路橋梁設計中結構化設計的應用研究

王勇 　董宗嶺

新形勢下，城市建設的進程不斷加速，交通建設領域也得到了快速的提高。道路橋梁是城市基礎性設施建設的重要組成部分，其建設質量的好壞對城市乃至整個社會的發展都有著至關重要的作用。隨著交通工具數量的持續性增多，道路橋梁的使用壽命已經不能滿足當前發展的需要。道路橋梁設計工作較為復雜，不僅要求較高，并且需要滿足系統化的特征，提高適用性，保證施工的安全，加大成本控制。科學合理的設計有利于提高道路橋梁，整體質量，發揮出極高的效果。

道路橋梁設計 ?結構化設計 ?應用 ?安全

中圖分類號：???文獻標識碼：A ??文章編號：1672-3791（2022）02（a）-0000-00

Application of Structural Design in Road and Bridge Design

Abstract： Under the new situation， the process of urban construction is accelerating， and the field of transportation construction has also been rapidly improved. Road and bridge is an important part of urban infrastructure construction. Its construction quality plays a vital role in the development of the city and even the whole society. With the continuous increase of the number of vehicles， the service life of roads and bridges can not meet the needs of current development. The design of roads and bridges is complex， which not only requires high requirements， but also needs to meet the systematic characteristics， improve the applicability， ensure the safety of construction and increase the cost control. Scientific and reasonable design is conducive to improve the overall quality of roads and bridges and play a very high effect.

截止到2020年年底，我國完工的公路橋梁項目已超過80萬座。在保持數量的情況之下，還需要保證道路橋梁設計的質量。不完全統計報告數據來看，2007—2011 年間至少17 次大型橋梁坍塌事件，直接和間接造成的經濟損失不計其數，并且事故很多的人員傷亡。這些道路與橋梁發生事故的根本原因，就是質量不過關，這些慘痛的教訓給大家敲響了警鐘。想要從本質上加大工程的安全性建設，就需要設計師秉承科學發展觀的主要思想，優化結構設計，在實踐應用中找到道路橋梁設計最佳的選擇。在保證安全和經濟的前提下，節約成本，提高工程的質量與性能，達到經濟效益和社會效益的“雙豐收”。

1.1提升道路橋梁設計結構化的質量

從傳統道路橋梁設計與結構化設計的視角看，結構化設計展現了很強的優勢性，但是還存在一定的局限性。基于結構化設計的道路橋梁設計，一方面是為了提升道路橋梁的安全質量，另一方面是為了保證穩定性，優化結構成本，保持道路橋梁的耐久性和承載性。

傳統的道路橋梁設計還存在不少需要優化的地方，以此來提高施工的質量，達到滿意的建設效果。從專業的角度看，需要設計人員不斷地提升自身綜合性的道德素養，落實道路橋梁領域的相關知識，找到施工經驗，滿足社會的發展需求。

1.2道路橋梁工程設計的未來發展趨勢

道路橋梁是當前社會生活中的運輸載體，路橋梁的設計的發展在各個行業中都會受到一定的關注。設計人員需要根據自己的設計經驗制定出初始的設計方案，不僅需要合理地選擇建設的材料，還需要在整體的結構布局中，滿足制作工藝的發展需求。結構化設計本身就是一種理念和技術上的變革，在實際的發展歷程中，需要結合BIM技術、云計算等內容保持科學的發展動力。道路橋梁工程在建設的時候，大家需要根據功能性的發展需求，加大優化設計力度，平衡各個要素之間的邏輯關系，加大設計的風險控制能力，提高設計人員的綜合性素養。在建筑材料的選擇上，還需要以項目整體結構設計為基礎，保證力學理論，實現方案的優化，滿足當前的社會發展需求，為以后的橋梁結構設計明確方向，奠定良好的發展動力。

1.3提高了道路橋梁施工的可行性

設計人員需要根據具體現狀制橋梁雛形，合理地選擇材料和設備，還需要保持結構規范性。在力學分析的時候，需要在精確度數據基礎上，加大改造和優化。當前，道路橋梁結構變得越來越復雜，設計難度逐漸升。結構化設計下的道路橋梁施工，不僅需要明確本身的設計可信性與安全性，還需要在可行性方案的基礎上，保證最佳性。當代橋梁具有復雜性、龐大以及抗震強度等特點，提升強度和耐久性。加大全面性和系統性建設，落實到每一個模塊和細節中。在道路橋梁設計階段，保證細致性，找到設計和施工之間銜接點，提高施工的可行性。相關的人員還需要根據建設環境的需要，靈活設計，提高施工質量，加大風險性識別，按照標準化施工順序，增加承載能力，提升精確計算性，最大限度地提升道路橋梁的使用性能。

2.1防水設計

道路橋梁在城市化建設過程中的作用越來越重要，在實施結構設計的時候，需要保證一定的合理性，在荷載的設計上，簡化傳遞荷載，有效地平衡道路橋梁的整體承載能力。道路橋梁的結構化設計的時候，會涉及很多的環節，很多時候大家對其的重視程度不足。但是道路橋梁結構設計的歷程中，防水設計屬于不可或缺的一部分，也是關鍵性的一個環節。不僅需要保證防水的性能，還需要優化橋梁的時間，提高使用的質量。一般情況下，橋梁防水設計可以分為橋梁的排水和防水這兩個部分，如果是缺少了理想的排水，那么在很大程度上，會擠壓橋梁的上面，讓上面的水無法得到排出。在道路橋梁的內部結構中，一旦出現了侵蝕的問題，那么內部的結構也會很容易出現變形，進而導致安全事故的發生。此時，道路橋梁在設計的過程中，不僅需要重視防水方面的設計，還需要做好防水性能材料方面的合理化選擇。在設計的過程中，總部觀點結構需要以晶體的材料為基礎，加大復合型纖維混凝土設計，提升防水效果，獲得良好的建設效果。之后，混凝土施工的歷程中，還需要結合當前的情況，適度地融入鋼筋網的設計，將問題降低到最小，并且讓混凝土的設計和路面的設計保持一個整個體，提升黏合度，減少脫落的問題出現。在整體的結構延伸中，加大抗風險的能力，減少負面的影響，提升可持續性。

2.2混凝土施工設計

在結構化設計的過程中，相關的設計人員需要顧全大局，以長遠的眼光，保證各個部分的設計質量。以經濟性為基礎，保證良好的整體性。混凝土的施工設計是道路橋梁設計中一個重點的環節，只有做好相關的方案設計，才可以獲得更多的經濟效益。以往使用的混凝土也開始向著鋼筋混凝土的方向實施延伸，以復合型的材料，保證了其中的穩固性。在結構設計的時候，鋼筋混凝土的設計可以保持很強的耐久性，在減少偷工減料的同時，保持配比的嚴格控制性。在預防外界環境不同因素影響下，還需要保證混凝土的牢固性，減少偷工減料的問題出現，保持自身的承載力，適度地優化構造和質量，解決緩凝土裂開的問題。在設計時，還需要提高結構的抵抗能力，保持鋼筋保護層的厚度，滿足構造配筋的需求，提升耐久性。首先，保護層的厚度。也就是說，鋼筋混凝土屬于主要的材料，只有將主要的材料和其他的材料很好地配比之后，才可以實現抗腐蝕或者是抗變形的需求，最大限度地增強對應的經濟效益與社會效益。此外，還需要適當地保證鋼筋保護層的厚度，有效地提升其使用壽命。其次，滿足配筋需求。也就是說，需要在道路橋梁的混凝土結構病害防治的基礎上，逐漸地提高混凝土的滲透率，減少水的負面影響，針對于裂縫問題，在起初的時候，就需要加大預防性，合理地優化配置，保證經濟效益，合理地控制存在的問題。最后，混凝土的持續性。在使用混凝土時，不僅需要保證持續性，還需要整合施工質量與使用壽命之間的邏輯關系，減少偷工減料問題的出現，優化整體設計與布局，保證混凝土的耐久性。

2.3主梁結構的施工設計

道路橋梁工程是事關城市發展，并且還會關系到過往車輛與行人生命安全。在設計的時候，不僅需要保證道路橋梁結構的能力在可以控制的范圍之內，還需要縮小傳遞性，加大結構和材料的安全與可靠性。在不一樣的建筑材料中，存在著不一樣的性能和使用范圍。在實施結構設計的時候，需要處理好各個方面之間的關系，主打限度選擇一些成本低、質量好、綠色環保的建筑的材料。從整體的視野下看，裝配式的簡支梁結構的部分展現了較強的優勢性，需要在獨立的吊裝與運輸下，完成現場的安裝和拼湊。在實踐的歷程中，機械化與自動化的施工還需要提高效率，也可以在一定的程度上降低成本，但是，需要考慮到天氣的影響。此外，還需要考慮到主梁道路橋梁主要的承重環節的部分，保證均勻性，合理地計算荷載，優化杠桿法，找到偏心受壓的應用方式，最大程度地獲得內力取值，滿足標準化的建設需求。例如： 某市為了緩解市中心的交通壓力，高架橋屬于雙向四車道，最高車速可以達到80 km/h，地震度可以達到7級。主要的目的就是緩解交通的壓力，滿足道路交通的組織優化需求，降低造價和成本。在施工的過程中，從綜合性的角度上，決定使用結構化設計的方式，最大限度地提高道路橋梁結構的整體性和穩定性。樁基設計需要先到現場勘查，判斷為軟土地基。發現地下管線較多的問題，使用預制鋼筋混凝土打入樁、鉆孔灌注樁和PHC樁等方式。為了進一步保證施工的進度，那么就像要結合部分管線的走向，合理地選擇技術方式，并且減少對周圍土層的影響。樁基的具體結構化設計可以分為以下3個類型。橋墩設計需要減少地面對車輛的影響，寬度和厚度分別是14.1 m和2.6 m。在對橋墩蓋梁結構進行設計的時候，需要以T型的預應力混凝土的方式，保持懸臂長度在6.4m左右地面機動車與非機動車即可間隔一定距離，建立現澆層構造，僅明顯降低造價，提升穩定性。

3結語

隨著社會的進步，道路橋梁中結構化設計的過程中，需要結合現實的發展需要，將穩定性、綜合性和整體性落實到實踐當中。堅持結構化設計理念與技術，即可圍繞標準化的建設需求，全面保障橋梁質量，延伸橋梁整體使用性能。找出質量控制關鍵點，有助于促進我國道路交通事業的穩健發展。

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