結構化設計在道路橋梁設計中的應用

劉世杰

（山西航空產業集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

道路橋梁設計方案的科學性與其后續運行環節的穩定性存在直接關系，且道路橋梁工程建設效果也在很大程度上受到設計方案的影響。因此，相關部門需要加強對道路橋梁建設方案設計環節的關注，從而打造具有科學性與先進性特點的道路橋梁建設設計方案。在道路橋梁設計中應用結構化設計，對于提升道路橋梁使用性能具有積極作用，且可以有效減少傳統道路橋梁設計中出現問題的概率，從而保障建設資源的利用率。因此，道路橋梁工程設計部門需要加強對結構化設計理念應用的關注，確保結構化設計模式的作用可以充分發揮出來，以提升道路橋梁建設質量。

1 結構化設計的內涵及其在道路橋梁設計中的應用意義

1.1 結構化設計內涵

結構化設計是指結構化分析所得出的數據流圖轉化為軟件體系結構的方式。結構化設計可將整體道路橋梁設計環節分為不同階段，并打造具有獨立、單一功能的模塊結構，同時可以以道路橋梁工程設計要求與實際情況為依據，詳細劃分設計內容，從而實現全面設計道路橋梁工程建設方案的目的。

同時，在結構化設計理念應用中，相關人員需要加強對設計圖完整性的關注，使其與工程建設需求相符。傳統道路橋梁設計環節中，設計人員主要借助自身工作經驗與項目要求，規劃設計方案，其中主要涉及建設材料應用、建筑結構分布、建設技術應用及建筑尺寸等內容。

此外，在結構化設計理念的應用中，設計人員可以深入分析設計方案的可行性。在建筑工程發展的過程中，設計人員的專業程度也在逐漸提升，且結構化設計在道路橋梁設計中的應用可實現優化其設計效果的目的[1]。

1.2 結構化設計在道路橋梁設計中的應用意義

首先，滿足道路橋梁設計需求。在道路橋梁設計中應用結構化設計，可深入優化道路橋梁結構，從而保障道路橋梁建設質量，同時可以縮短施工周期，為實現建設目標夯實基礎。參與道路橋梁設計的相關人員需具備充足的理論知識與豐富的實踐工作技能，以有效滿足道路橋梁設計標準要求，從而保障施工建設質量。

其次，與道路橋梁工程發展趨勢相符。從技術角度出發，結構化設計屬于模塊化程序設計技術的種類，其中不同設計模塊之間處于獨立狀態，因此，道路橋梁設計中結構化設計理念的應用標準較為嚴格。設計人員需要以自身工作經驗為依據，詳細規劃建筑材料應用、橋梁結構規劃等內容，且設計人員需要在深入分析橋梁結構的基礎上，借助力學理論驗證設計內容。此外，傳統設計方法難以滿足道路橋梁工程發展趨勢，而結構化設計理念在道路橋梁設計中的應用可有效實現該模式，使設計環節與道路橋梁工程發展趨勢相符合[2]。

最后，保障道路橋梁施工環節的可行性。結構化設計理念應用中，工作人員需要充分結合各種設計操作，確定最終的設計結構，且設計人員需要以道路橋梁工程實際建設需求為依據，選擇道路橋梁建設結構，從而保障道路橋梁施工環節的效率，減少施工安全問題與施工質量問題。同時，設計人員需確保組件承載狀態與道路橋梁建設要求相符合，并在檢驗設計方案安全性與合理性的過程中，優化道路橋梁設計方案，從而提升道路橋梁的各項使用性能[3]。

2 結構化設計在道路橋梁設計中的應用原則

2.1 簡約化原則

簡約化原則是指在道路橋梁設計中應用結構化設計理念時，需要加強對結構復雜程度的關注，打造具有簡約特點的道路橋梁結構，以保障道路橋梁力學性能可以得到充分發揮，從而在增加道路橋梁結構穩定性與牢固性的基礎上，減少施工材料的用量、減少道路橋梁工程建設成本、提高建設資金的利用率，同時在保障道路橋梁工程建設質量的基礎上，維護施工部門的經濟效益。

2.2 科學性原則

科學性原則是指在道路橋梁設計環節應用結構化設計理念細化道路橋梁結構形式選擇環節，充分發揮道路橋梁結構性能優勢。

同時，在維持道路橋梁工程項目建設合理性與結構完整的基礎上，不斷調整結構位置，優化道路橋梁內在結構組成，從而進一步減少道路橋梁工程出現質量問題的概率，打造具有科學性特點的道路橋梁結構設計環節。

2.3 連續性原則

現階段，隨著各個地區之間貿易往來次數不斷增加，交通運輸系統的重要地位逐漸顯現出來，交通運輸行業壓力也越來越大。基于此，在道路橋梁項目設計中應用結構化設計理念的過程中，相關人員需要加強對道路橋梁結構穩定性與耐久性能的關注，并結合工程項目實際情況，優化結構設計，打造具有持續性特點的道路橋梁結構，同時增加路面與橋面受力面積，合理規劃施工材料用量，從而為道路橋梁項目的順利開展夯實基礎[4]。

2.4 整體性原則

整體性原則是指在道路橋梁設計環節中應用結構化設計理念時，充分發揮結構化設計理念的優勢，展現道路橋梁工程結構的整體性特點。由于部分道路橋梁工程項目容易受到特殊因素的影響，因此設計人員需要重點分析此類特殊因素出現的原因，并在此基礎上應用結構化設計理念，減少此類問題出現，以強化道路橋梁結構性能。

此外，在保障道路橋梁項目建設質量的基礎上，需嚴格控制建設資源的使用。

3 結構化設計在道路橋梁設計中的實際應用

3.1 結構化設計在混凝土使用中的應用

混凝土材料是道路橋梁工程建設環節使用頻率最高的建筑材料。受到不同道路橋梁工程建設要求的限制，混凝土材料的配比方案也具有差異性。結構化設計在混凝土使用中的應用要點主要體現在以下幾個方面：

首先，設計人員需要以道路橋梁項目建設需求為依據，規劃混凝土材料配比方案，從而確保混凝土材料的使用性能可以充分發揮出來。同時，在應用道路橋梁結構化設計理念的過程中，應加強對混凝土材料耐久性能的關注。從混凝土耐久性能入手，可以實現控制道路橋梁工程建設質量的目的。

其次，結構化設計在混凝土使用中的應用需開展針對混凝土材料抗壓性能的檢測工作，并借助檢測數據明確混凝土材料強度值，且綜合考慮混凝土材料澆筑速度、澆筑后續、振搗方式、振搗時間等多方面因素，以保障混凝土材料質量性能，且加強對混凝土材料相關施工技術應用階段的關注，使結構化設計內容與實際施工情況保持一致。

再次，在結構化設計理念應用中，設計人員需要從結構整體性出發，優化混凝土結構，研究提升混凝土耐久性能的方式，并在調研周邊環境與區域內氣候條件的基礎上，調整混凝土材料配比方案，明確混凝土配比中水泥灰材料、水的用量及配比后混凝土強度狀態，從而貫徹結構化設計理念[5]。

最后，設計人員可以將混凝土原材料與相關混凝土施工技術作為參考，詳細規劃混凝土使用環節的流程與內容，保障混凝土施工技術的應用優勢展現出來，從而為混凝土材料的正常使用夯實基礎。

3.2 結構化設計在鋼筋混凝土保護中的應用

鋼筋混凝土是道路橋梁施工中的關鍵材料，可直接影響道路橋梁結構的承載力。鋼筋混凝土材料設計不當可能導致道路橋梁在后期使用中出現坍塌或安全事故，因此，在結構化設計理念的應用中，設計人員需要加強對鋼筋混凝土保護環節的關注。

同時，結構化設計在鋼筋混凝土保護中的應用要點主要體現在設計人員可以將鋼筋混凝土原材料的種類作為依據規劃保護層位置，減少外界因素對鋼筋混凝土結構表面完整性的破壞，從而避免鋼筋混凝土材料出現銹蝕、斷裂等問題。

此外，在氣候環境較為惡劣的道路橋梁項目建設區域中，需要適當增加鋼筋混凝土保護層的厚度，降低惡劣環境對鋼筋混凝土的破壞能力，從而保障道路橋梁的使用性能[6]。

3.3 結構化設計在配筋中的應用

一般情況下，道路橋梁在后續應用中出現路面裂縫問題的概率較高，道路路面行駛安全性也會隨之下降，且降雨會向路面裂縫區域滲漏，導致道路橋梁內部主體結構發生變化，而道路橋梁裂縫問題的出現與結構配筋設計之間存在直接關系。結構化設計在配筋中的應用需要相關設計人員重點關注配筋結構穩定性與安全性的問題，同時以預防路面裂縫問題為目的，在優化混凝土材料配比過程中深入協調配筋構造，不斷提升混凝土材料收縮應力性能，避免道路橋梁路面裂縫問題的出現。

3.4 結構化設計在計算機技術中的應用

相較于傳統的道路橋梁設計模式而言，結構化設計應用最大特點體現在計算機技術的應用中。

其一，在結構化設計中，設計人員可借助計算機技術對相關設計活動的具體內容進行規劃，還可以通過設計軟件打造道路橋梁項目三維設計模型，從整體性角度與綜合性角度入手，對道路橋梁項目設計方案的科學化進行調整，以保障設計方案的可行性。

其二，在計算機技術應用中，設計部門需要建立健全網絡基礎設施建設，發揮計算機設備的應用優勢，而設計人員需要培養自身信息素養。

其三，結構化設計模式中，相關工作人員可以將道路橋梁實際建設尺寸與建設原料為依據，調整三維設計模型中的相關數據參數，并將各個設計模塊之間緊密結合起來，以減少出現設計不當的問題。

其四，設計人員可充分參考國內外優秀的設計方案，并借助高效的計算公式確定設計方案中相關參數，以打造具有科學性特點的道路橋梁設計活動，貫徹簡約化設計原則[7-8]。

3.5 結構化設計在防水保護中的應用

道路橋梁本身處于露天環境下，隨著時間推移，道路橋梁表面所受到的損害程度也會不斷增加，如道路橋梁受到雨水侵蝕后內部結構穩定性會逐漸下降。因此，結構化設計模式應用中，設計人員需要加強對道路橋梁防水保護問題的關注，優化防水裝置設計環節。

結構化設計在防水保護中的應用要點主要體現在以下幾個方面：

首先，設計人員需要優先選擇具有防水性能特點的混凝土材料，并在混凝土內部結構中安裝鋼筋網，提升混凝土內部張力。也可以選擇包含結晶材料的復合型混凝土材料，對道路橋梁結構進行基礎保護，以減少降雨對道路橋梁結構完整性產生的影響。

其次，設計人員需要高度關注排水管道與雨水管道設計問題，并以道路橋梁工程實際情況為依據實施管道安裝工作，確保道路及周邊水分可以及時排出，從而保障道路橋梁主體結構在運行環節的穩定性。

最后，在設計道路橋梁管道系統的過程中，應將管道結構與道路橋梁主體結構緊密結合，并在建設管道系統的基礎上，增強道路橋梁各個層次之間連接性，以打造具有一體化特點的道路橋梁結構體系。

4 結語

綜上所述，道路橋梁項目建設方案設計是整體道路橋梁建設環節的重點，且道路橋梁設計環節本身具有復雜性特點，設計方案的合理性與科學性會直接影響整體公路橋梁工程建設質量。

因此，設計人員需要積極學習建筑行業中先進的設計理念，明確認識結構化設計概念及其在道路橋梁建設中應用價值、應用原則，并從混凝土使用、鋼筋混凝土保護、配筋、計算機技術及防水保護的角度入手，深入探究結構化設計在道路橋梁設計中的實際應用。掌握結構化設計理念的應用要點，打造具有科學性與可行性特點的道路橋梁設計，同時充分發揮結構化設計理念的應用優勢，優化道路橋梁主體結構組成，可以減少道路橋梁在后續運行環節中出現安全事故問題的概率，還可以延長道路橋梁使用壽命，從而促進國家經濟穩定發展。