結(jié)構(gòu)化設計在道路橋梁設計中的應用研究

殷江波，黃紅妹

(江西省九江市湖口公路分局，江西 九江　332500)

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結(jié)構(gòu)化設計在道路橋梁設計中的應用研究

殷江波，黃紅妹

(江西省九江市湖口公路分局，江西 九江332500)

摘要：道路橋梁是我國交通系統(tǒng)的重要組成部分，在我國經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著非常重要的作用。隨著我國交通工具的數(shù)量逐漸增多，道路橋梁的使用壽命不如人意，如何提高道路橋梁的使用壽命引起了人們的高度重視。為了延長道路橋梁的質(zhì)量，從道路橋梁的設計開始就要引起更高的重視，將結(jié)構(gòu)化設計運用到道路橋梁的設計中，可以有效的提高橋梁的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化設計；道路；橋梁

0引言

道路橋梁在橋梁建設過程中具有非常重要的作用，道路橋梁的設計是一個系統(tǒng)復雜的過程，需要同時考慮到橋梁的適用性以及施工安全，同時還需要有效的控制成本。使用傳統(tǒng)方法對道路橋梁進行設計，雖然可以從最低的設計需求來滿足人們的需求，但是對于橋梁結(jié)構(gòu)的布局中的不確定因素就不能較好的描述，也不能有效的提高施工安全和施工質(zhì)量，導致國內(nèi)發(fā)生橋梁由于結(jié)構(gòu)受損造成局部損害或者坍塌的事故，因此，將結(jié)構(gòu)化設計應用到橋梁設計中勢在必行。

1結(jié)構(gòu)化設計的意義

在以前很長一段時間，在進行道路橋梁進行設計的時候往往最重視的是橋梁本身的強度，從而大大提高道路橋梁的承受力和耐力。但是從近幾年發(fā)生的橋梁事故來看，很多橋梁都由于橋梁開裂、橋梁扭曲等橋梁構(gòu)件受損原因?qū)蛄旱氖褂眯阅芎统休d能力造成嚴重的影響，最終導致橋梁事故的發(fā)生。這主要是因為橋梁在進行設計的時候，雖然對橋梁的耐受強度提出了應有的重視，但是卻沒有對橋梁的耐久性或者說使用極限引起更高的重視。在傳統(tǒng)的設計過程中，設計師往往非常重視橋梁的布局是否合理，但是卻沒有對橋梁進行嚴格的檢測和維護。傳統(tǒng)設計過程中，在確定了設計方案之后往往采用各種分析方法對設計結(jié)構(gòu)的合理性和可行性進行檢測，然后結(jié)合橋梁施工的實際情況進行適當?shù)募m正。在這種方式下，雖然可以確定橋梁設計方案的安全系統(tǒng)和可行性，只能說明這個設計方案是可行的，但是卻并沒有選中最優(yōu)的設計方案。隨著現(xiàn)代橋梁設計的復雜性越來越大，對橋梁的耐用性和強度都提出了更高的要求。道路橋梁的結(jié)構(gòu)化設計就是對橋梁設計不斷細分，是在結(jié)構(gòu)化設計和模塊化程度的基礎上發(fā)展起來的，將橋梁的設計看成一個模塊結(jié)構(gòu)，從而進行具體的設計，可以增強橋梁的使用壽命，提高橋梁使用的安全系統(tǒng)。

2結(jié)構(gòu)化設計的原則

在結(jié)構(gòu)化設計過程中，應該根據(jù)道路橋梁的負荷來考量橋梁的承重能力，選擇最佳的截面形式。道路橋梁施工中會使用到非常多的材料，所以應該選擇結(jié)構(gòu)優(yōu)良、重量較小的截面形式，從而減少對橋梁的壓力。在進行設計的時候要注重橋梁的支撐力，保持支撐力的分布均勻，不僅可以減少材料的浪費，還能夠更好的支撐橋梁。道路橋梁本身就是一個整體，所以在設計的時候要注重結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，增加整體結(jié)構(gòu)的受力性。此外，在進行結(jié)構(gòu)化設計的時候，要將材料和結(jié)構(gòu)有效整合，受力加大的結(jié)構(gòu)使用優(yōu)質(zhì)的材料，受力較小的結(jié)構(gòu)可以使用質(zhì)量合格的材料就好，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和材料的最優(yōu)配置。

3結(jié)構(gòu)化設計在橋梁設計中的應用

3.1結(jié)構(gòu)化設計在橋梁防水設計中的應用

在道路橋梁的設計中，橋梁防水設計是一個關(guān)鍵內(nèi)容，橋梁的防水性能和整個橋梁的受用時間以及質(zhì)量都息息相關(guān)。橋梁防水主要體現(xiàn)在做好橋梁的防水和排水工作，如果沒有做好排水，雨水就會積壓在橋梁路面上無法排出，如果長時間無法排出，那么雨水就會進入到道路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，并對其進行侵蝕，從而使橋梁內(nèi)部受到損耗，影響橋梁的正常使用。因此在橋梁設計過程中要重視防水設計。將結(jié)構(gòu)化設計應用到防水層設計中，在進行防水設計的時候，首先要加強防水層的性能，因此在選擇施工材料的時候，可以選擇性能更優(yōu)的材料，例如與結(jié)晶材料混合的水泥或者復合纖維混凝土，這類材料密實性更好，將其運用到防水層中，可以大大提高橋梁的防水性能。除此之外，在混凝土的施工過程中，也可以加入鋼筋網(wǎng)，這樣混凝土就不容易開裂，雨水自然不能順利的進入橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。防水層的結(jié)構(gòu)化設計中，是將混凝土設計和路面設計看成一個整體進行設計，這樣就可以大大增強橋梁的粘結(jié)性，避免脫落現(xiàn)象的發(fā)生，同時可以保證結(jié)構(gòu)的延展性和抗拉強度大大增強，并設計排水管道，減少雨水對路面的損害。

3.2結(jié)構(gòu)化設計在混凝土施工中的應用

混凝土施工也是道路橋梁施工中一個重點內(nèi)容，為了提高混凝土施工的質(zhì)量，可以采用鋼筋混凝土代替?zhèn)鹘y(tǒng)混凝土。鋼筋混凝土是一種復合型的材料，在道路橋梁的設計中，需要對鋼筋混凝土進行保護層設計，從而防止外界環(huán)境中的各種因素對鋼筋混凝土的腐蝕，提高保護層對鋼筋混凝土的保護作用，從而延長混凝土的使用壽命。將結(jié)構(gòu)化設計應用到混凝土的保護層設計中，可以有效的提高混凝土的耐久性。很多橋梁事故的發(fā)生都是由于在混凝土施工中出現(xiàn)偷工減料導致道路橋梁的整體布局不夠合理導致的。而在進行保護層的結(jié)構(gòu)化設計的時候，要保證混凝土的耐久性，就要對混凝土進行合理的配比和拌合，如表1所示。

表1　結(jié)構(gòu)混凝土耐久性要求

在混凝土的結(jié)構(gòu)化設計中，除了要增強鋼筋混凝土的厚度、提高混凝土的耐久性之外，還要增強構(gòu)造配筋。在橋梁事故中，往往是由于混凝土出現(xiàn)開裂或者損壞導致的，正是由于混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損，雨水等就會滲入到混凝土結(jié)構(gòu)中，從而使出現(xiàn)裂縫的結(jié)構(gòu)逐漸增大，最終導致混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被侵蝕和腐蝕。因此在混凝土的施工設計中，要對混凝土的開裂情況進行控制，此時可以通過增加構(gòu)造配筋來實現(xiàn)，可以的大大的增強混凝土的結(jié)構(gòu)的抗裂縫能力。

4結(jié)語

將結(jié)構(gòu)化設計應用到道路橋梁設計中，可以在降低設計施工成本的同時提高道路橋梁的施工質(zhì)量，大大促進了橋梁設計的發(fā)展，提升了橋梁結(jié)構(gòu)設計水平。在進行橋梁結(jié)構(gòu)化設計的時候，應該對橋梁的實際情況進行分析，結(jié)合橋梁的實際情況選擇最佳的設計方案，減少橋梁事故的發(fā)生。

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Application of structured design in the design of roads and bridges

YIN Jiang-bo，HUANG Hong-mei

(Jiujiang City, Jiangxi Hukou highway Branch，Jiujiang,Jiangxi 332500,China)

Abstract:Roads and bridges is an important part of our transport system, it plays a very important role in China's economic development. As the number of vehicles gradually increased service life of roads and bridges is not satisfactory, how to improve the service life of roads and bridges has aroused great attention. In order to extend the quality of roads and bridges, starting from the design of roads and bridges will lead to greater attention to the structural design applied to the design of roads and bridges, can effectively improve the quality of the bridge.

Keywords:structured design; roads; bridges

中圖分類號：U442

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0102-02

作者簡介：殷江波(1976-)，男，助理工程師，研究方向：公路與橋梁；黃紅妹(1978-)，女，助理工程師，研究方向：公路與橋梁。

收稿日期：2015-07-29