在道路橋梁設(shè)計中結(jié)構(gòu)化設(shè)計的運用

楊麗梅

黑龍江省公路勘察設(shè)計院

在道路橋梁設(shè)計中結(jié)構(gòu)化設(shè)計的運用

楊麗梅

黑龍江省公路勘察設(shè)計院

道路橋梁是交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，經(jīng)過多年的建設(shè)，我國的道路橋梁總數(shù)量及質(zhì)量都有了較大的提高，并為我國的經(jīng)濟建設(shè)貢獻了巨大的力量，然而在發(fā)過的過程中還存在著或大或小的問題亟待解決，只有通過提高道路橋梁設(shè)計及建造技術(shù)才能有效的解決這一問題，從而使得道路橋梁建設(shè)兼具安全性與經(jīng)濟性。本文首先介紹了在道路橋梁建設(shè)中使用結(jié)構(gòu)化設(shè)計的必要性，并針結(jié)構(gòu)化設(shè)計原則及具體應(yīng)用進行了詳細的分析和研究。

道路；橋梁；結(jié)構(gòu)化設(shè)計

在我國的道路橋梁設(shè)計中，原有的設(shè)計過程通常是按照定制設(shè)計的方法來完成相關(guān)設(shè)計的，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方法無法準(zhǔn)確的描述并處理道路橋梁結(jié)構(gòu)中的不確定因素，也就無法精準(zhǔn)的滿足具體的施工要求，從而使得施工安全性及質(zhì)量無法得到可靠保障，施工成本也可能會增加，道路橋梁坍塌事故或局部損壞事故經(jīng)常出現(xiàn)在各種媒體的報導(dǎo)中，造成這些事故的原因中，主要是都是道路橋梁構(gòu)件承載能力低，使其性能不能滿足真正的使用需求。要想提高道路橋梁的質(zhì)量、保證使用安全性、延長使用壽命，就要做好道路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而降低安全事故的發(fā)生，減少經(jīng)濟損失，更好的保證人們出行安全。

一、結(jié)構(gòu)化設(shè)計的必要性

傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計流程首先是根據(jù)經(jīng)驗判斷制定初始的設(shè)計方案，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；接著是對結(jié)構(gòu)進行分析；最后進行力學(xué)分析，檢驗設(shè)計結(jié)構(gòu)是否可行，并根據(jù)不同情況進行修改。這種設(shè)計方法，只是對施工方案的可行性與安全性進行檢驗，不能夠做到最優(yōu)的設(shè)計，很難滿足對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計需求日益復(fù)雜的要求，因此，結(jié)構(gòu)化設(shè)計變得尤為必要。結(jié)構(gòu)化設(shè)計的方法主要是基于自頂向下細化、模塊化和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計等程序設(shè)計技術(shù)發(fā)展而來的，主要的思想就是把設(shè)計分為具有單一功能且相互獨立的模塊結(jié)構(gòu)，主要包括詳細設(shè)計和概要設(shè)計。

二、結(jié)構(gòu)化設(shè)計應(yīng)用于道路橋梁設(shè)計中的主要原則

1.在對道路橋梁的整體剛度及相應(yīng)的截面形式進行設(shè)計時，要在保證其理論使用性能的前提下，選擇質(zhì)量最輕的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，同時也要做好位移及內(nèi)力分布位置等的安排布置工作，使得整體結(jié)構(gòu)設(shè)計得到優(yōu)化。此外，在結(jié)構(gòu)材料的選取上，也要使材料的剛度滿足相關(guān)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對于力的傳遞會有固定路線，因此要注重對其進行簡化，這樣能夠使外部荷載得以平衡，且使結(jié)構(gòu)重量變輕，既方便施工，還節(jié)約材料，減少浪費，降低成本。

3.設(shè)計方案要具備連續(xù)性。在設(shè)計過程中，盡量使結(jié)構(gòu)各個部分相互連接從而形成統(tǒng)一整體，這樣能夠簡化力的傳遞路線，擴大受力范圍，從而使結(jié)構(gòu)整體承受內(nèi)力得以降低，降低了材料消耗量。

4.在進行道橋結(jié)構(gòu)化設(shè)計時，要綜合考慮道橋結(jié)構(gòu)的受力特點及具體形狀，挖掘建筑材料的優(yōu)良性能，并將各種材料的優(yōu)良特別進行組合，從而更好的滿足道橋結(jié)構(gòu)及剛度要求，且達到質(zhì)量最輕的目的。

三、結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的具體運用

1.運用于道路橋梁的防水設(shè)計

道路橋梁設(shè)計中最重要的設(shè)計內(nèi)容之一就是防水設(shè)計，因為道路經(jīng)過長時間的浸泡，其結(jié)構(gòu)強度及質(zhì)量都會有所下降，從而增加了意外事故的發(fā)生機率，降低了安全系數(shù)，嚴(yán)重影響道路的使用，因此要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取具體的措施解決相就的排滲水問題。首先，強化對防水層的設(shè)計，在選擇材料時，要選擇具有較高密實性能的混凝土材料，并且還要增設(shè)鋼筋網(wǎng)，這樣可以有效避免混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。此外，還要選擇復(fù)合纖維混凝土，亦或?qū)⑺嗷Y(jié)晶材料摻入其中，這樣也會起到良好的防滲效果。測定防水層是否合格時，要注意以下要點：（1）路面粘結(jié)性較好，沒有脫落以及起皮現(xiàn)象；（2）鋪裝混凝土?xí)r，要保證其與路面合為一體；（3）結(jié)構(gòu)整體要具備足夠的抗拉強度以及延伸性。

2.運用于道路橋梁的混凝土設(shè)計

2.1 在當(dāng)今的道路橋梁建造中，多使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此在對道路橋梁進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計時，要使設(shè)計滿足混凝土的耐久性要求?；炷恋哪途眯裕腔炷两Y(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要評價指標(biāo)之一，這影響著道路橋梁的質(zhì)量及使用年限，因此要對該項指標(biāo)給予足夠的重視。為了追求利潤的最大化，很多施工單位在道橋施工中沒有充分考慮其整體結(jié)構(gòu)特點，偷工減料等違規(guī)操作十分常見，這都對建筑工程埋下了安全隱患，嚴(yán)重影響了混凝土的耐久性。因此在做好結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，更要考慮混凝土的耐久性。

2.2 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要注重鋼筋混凝土層保護層的厚度是否滿足使用要求。在道橋的設(shè)計中，通常會在鋼筋混凝土之上安置相應(yīng)的保護層結(jié)構(gòu)，從而起到隔離保護的作用，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)免于受損，不易被腐蝕，從而提高該結(jié)構(gòu)的使用安全，延長使用壽命。

2.3 要加強構(gòu)造配筋。對于混凝土而言，發(fā)生最頻繁的問題是裂縫，會進一步導(dǎo)致結(jié)構(gòu)其他部位出現(xiàn)損壞。一旦產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，當(dāng)遇到雨水天氣時，雨水便會滲入結(jié)構(gòu)中，致使裂縫變得更大，從而導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)被腐蝕。因此，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計中也要加強其結(jié)構(gòu)配筋，以提升混凝士抗裂性能。

2.4 注重防腐材料的使用。在局部位置要應(yīng)用防腐材料，例如鋼筋混凝土負(fù)彎矩區(qū)。這樣一來便能夠使混凝土耐久性能提到提升，增強其抗腐蝕性能。

結(jié)語：

綜上所述，道路橋梁建設(shè)在我國的交通設(shè)計中占有非常大的比重，其建設(shè)質(zhì)量及數(shù)量都直接的影響著我國社會的發(fā)展，因此要提高道路橋梁設(shè)計技術(shù)水平，從源頭上進行掌控。在道路橋梁建設(shè)過程中，只有做好前期的建造方案，才能有效的控制工程造價，保證施工質(zhì)量。因此從事道路橋梁設(shè)計的專業(yè)人員，要重視相關(guān)的設(shè)計工作，注重結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用，并結(jié)合道橋建設(shè)特點及施工要求，綜合的制定出設(shè)計方案，從而使得設(shè)計方案不僅具有較高的安全系數(shù)及適用性，并能夠得到較為滿意的經(jīng)濟效益，提高道路橋梁建設(shè)工程的社會滿意度。

[1]李艷暉.結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2013(17).

[2]趙婷婷,孫強.探討道路橋梁設(shè)計的現(xiàn)狀與改善措施[J].城市建筑.2013(14).

[3]張雷.公路橋梁設(shè)計隱患和應(yīng)注意的問題[J].交通世界(建養(yǎng).機械).2012(01).