淺談結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

戴曉東++戴劍平

摘 要：隨著科學(xué)和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來(lái)我國(guó)在積極進(jìn)行道路橋梁建設(shè)的過程中，對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)提出了更高的要求，各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法被應(yīng)用于道路橋梁的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)就是關(guān)鍵設(shè)計(jì)方法之一，通過結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，有助于安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性在道路橋梁中得以充分體現(xiàn)。鑒于此，該文從橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的必要性入手，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了全面分析，最后對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用的要點(diǎn)展開了探討，希望為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展奠定一定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì) 道路橋梁設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（b）-0075-02

值得注意的是適用性、安全性和經(jīng)濟(jì)性是道路橋梁設(shè)計(jì)中的重要原則，定值設(shè)計(jì)法是以往我國(guó)進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過程中最常采用的方式，盡管該設(shè)計(jì)方法有助于實(shí)現(xiàn)相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范，但是部分橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的因素?zé)o法實(shí)現(xiàn)，最終導(dǎo)致道路橋梁設(shè)計(jì)與施工無(wú)法滿足以上建設(shè)原則。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)生和應(yīng)用，極大地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的缺陷，在這種情況下，積極加強(qiáng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究具有重要意義。

1 橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的必要性

在道路橋梁設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)法，可以通過多種計(jì)算方法，最終確定最為科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。在橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，可以在設(shè)計(jì)階段對(duì)各種橋梁建設(shè)過程中的不確定因素進(jìn)行全面掌握，并及時(shí)采取有效措施解決各種影響橋梁建設(shè)的因素，最終提升橋梁工程的可靠性和安全性。

我國(guó)以往的道路橋梁設(shè)計(jì)工作開展過程中，編制設(shè)計(jì)方案的工作是建立在大量橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，通常情況下，選擇橋梁材料、布置橋梁總體以及確定橋梁結(jié)構(gòu)尺寸等方面共同構(gòu)成了設(shè)計(jì)方案[1]。接下來(lái)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)道路橋梁的結(jié)構(gòu)和橋梁力學(xué)進(jìn)行分析，有針對(duì)性地修改設(shè)計(jì)方案。

而結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在使用過程中，可以在分析結(jié)構(gòu)的過程中構(gòu)建數(shù)據(jù)流圖，同時(shí)將其進(jìn)行映射，構(gòu)建軟件體系結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)方法注重模塊化和信息隱蔽性，通常由兩個(gè)環(huán)節(jié)組成，分別為詳細(xì)設(shè)計(jì)和概要設(shè)計(jì)。前者需要進(jìn)行道路橋梁的細(xì)化設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)方法為結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)；后者指的是整體設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中需要對(duì)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)法進(jìn)行應(yīng)用，將整個(gè)道路橋梁劃分成多個(gè)系統(tǒng)，并對(duì)不同系統(tǒng)的功能進(jìn)行確定[2]。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為道路橋梁設(shè)計(jì)過程中的重要設(shè)計(jì)方法之一。

2 橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)原則

2.1 連續(xù)性原則

現(xiàn)階段，我國(guó)在進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，加大了道路橋梁的建設(shè)力度，道路橋梁工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，實(shí)際施工過程中的難度也有所提升，不僅增大了橋梁負(fù)荷，同時(shí)也提升了橋梁自身重量[3]。在這種情況下實(shí)施橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性是根本條件之一，只有在滿足連續(xù)性原則的基礎(chǔ)上，才能夠不斷擴(kuò)大橋梁的有效受力面積，提升橋梁的使用安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)，在這一過程中還能夠縮短橋梁在受力過程中的傳遞路徑，這不僅有助于橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，也有助于橋梁建設(shè)材料的節(jié)約，為提升橋梁工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連續(xù)性奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2 科學(xué)性原則

在進(jìn)行道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的過程中，必須合理選擇橋梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)給予結(jié)構(gòu)配置和橋梁橫截面以高度的重視，確保科學(xué)性能夠在橋梁設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)出來(lái)。在這一基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)有效優(yōu)化橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，促使重量在橋梁結(jié)構(gòu)中得到有效降低，科學(xué)地展開橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.3 簡(jiǎn)約化原則

在時(shí)代不斷進(jìn)步的情況下，我國(guó)在進(jìn)行道路橋梁的設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)約化。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要確保設(shè)計(jì)路徑的簡(jiǎn)化，并構(gòu)建簡(jiǎn)單的橋梁結(jié)構(gòu)力，確保其可以得到及時(shí)傳遞，這樣一來(lái)，橋梁就可以平衡地分散相應(yīng)的外部負(fù)荷[4]。在簡(jiǎn)約化的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有助于促進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提升，還可以有效地實(shí)現(xiàn)施工材料的節(jié)約，在降低工程成本方面擁有重要的功能。

3 道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用的要點(diǎn)

3.1 在道路橋梁防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

首先，在設(shè)計(jì)防水結(jié)構(gòu)的過程中，必須促使物理性質(zhì)在道路橋梁路面中得到充分體現(xiàn)，要想促使相關(guān)材料的粘結(jié)性得到保障，設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格控制施工工藝以及材料的性質(zhì)，只有這樣，才能夠保證實(shí)際施工以及道路橋梁的后期使用過程中，不會(huì)產(chǎn)生路面起皮的現(xiàn)象，更不會(huì)產(chǎn)生脫落的混凝土。

其次，在設(shè)計(jì)防水結(jié)構(gòu)的過程中，平整的路面也是影響設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素之一。對(duì)混凝土施工環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，必須從整體的角度出發(fā)來(lái)體現(xiàn)混凝土與路面之間的關(guān)系，只有這樣，才能夠促使平整性在防水結(jié)構(gòu)中得以充分體現(xiàn)[5]。同時(shí)，整體性較強(qiáng)的道路橋梁防水結(jié)構(gòu)，在實(shí)際施工過程中，相關(guān)施工材料必須呈現(xiàn)出較強(qiáng)的抗拉力和延展性，整體性較強(qiáng)的防水結(jié)構(gòu)是建立在施工工藝科學(xué)合理的基礎(chǔ)之上的。

最后，在設(shè)計(jì)集水管道和排水管線的過程中，必須提升規(guī)范性，在實(shí)際施工中，應(yīng)保證各個(gè)環(huán)節(jié)的安裝規(guī)范有序，嚴(yán)禁腐蝕、滲透等現(xiàn)象產(chǎn)生在混凝土施工和道路橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中，只有這樣才能夠保證保道路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2 在道路橋梁混凝土項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

首先，在設(shè)計(jì)道路橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，保護(hù)層在鋼筋處的厚度必須引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。設(shè)計(jì)者必須在嚴(yán)格遵守混凝土施工要求的基礎(chǔ)上，從整體的道路橋梁結(jié)構(gòu)條件入手對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行確定。只有保證這一厚度的合理性，才能夠促使功能在鋼筋結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮出來(lái)，促使道路橋梁在使用過程中呈現(xiàn)出較強(qiáng)的安全性和適用性。

其次，將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于道路橋梁中，必須確保較強(qiáng)的耐久性體現(xiàn)在混凝土中，設(shè)計(jì)人員在日常工作中，應(yīng)對(duì)各種型號(hào)的混凝土材料性質(zhì)進(jìn)行充分掌握，合理配比，對(duì)使用水泥的量、水泥的強(qiáng)度要求和水灰比例等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，只有這樣，才能夠促使安全性和穩(wěn)定性在道路橋梁結(jié)構(gòu)中充分體現(xiàn)出來(lái)[6]。

最后，在將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，設(shè)計(jì)者還必須對(duì)構(gòu)造配筋設(shè)計(jì)給予高度的重視，在日常工作中，從形式、數(shù)量以及結(jié)構(gòu)等角度出發(fā)，對(duì)配筋進(jìn)行規(guī)范，促使抗裂縫能力在混凝土結(jié)構(gòu)中得以提升，最終提升道路橋梁的使用性能。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的前景下，我國(guó)加大了交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，道路橋梁工程隨之增加，工程規(guī)模也有所擴(kuò)大。然而，要想實(shí)現(xiàn)道路橋梁工程的適用性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，就必須不斷地探索出更加先進(jìn)的道路橋梁設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)就是在這種情況下產(chǎn)生，并廣泛應(yīng)用于道路橋梁設(shè)計(jì)中的。目前，我國(guó)相關(guān)工作人員在將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和混凝土項(xiàng)目設(shè)計(jì)中時(shí)，已經(jīng)取得了良好的設(shè)計(jì)效果，對(duì)于我國(guó)道路橋梁建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

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