結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用

文/張新立 山東通達路橋規(guī)劃設(shè)計有限公司 山東煙臺 264000

1、結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法的基本概念

結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法具有自頂向下、逐層分解的基本特點，將設(shè)計對象分解成相對獨立的模塊結(jié)構(gòu)，并對每個模塊進行進一步的分解與求精，再將每個模塊結(jié)構(gòu)進行整合，最終得到整個設(shè)計對象的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。結(jié)構(gòu)化設(shè)計過程是提供給設(shè)計人員一組與被設(shè)計對象相關(guān)的設(shè)計原理與技術(shù)，用來幫助設(shè)計人員在模塊層次上區(qū)分設(shè)計的質(zhì)量，是將有關(guān)設(shè)計對象的，已經(jīng)被認證的大量歷史數(shù)據(jù)輸入到設(shè)計系統(tǒng)中，再從設(shè)計系統(tǒng)中得到設(shè)計對象的相應(yīng)數(shù)據(jù)，這種方式是較為常見的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法。在道路橋梁工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計把整個建設(shè)工程分化成不同的階段、不同的個體等，再根據(jù)當前道路橋梁的設(shè)計方向與技術(shù)要求，分析給出非常詳盡的數(shù)據(jù)圖表等，并在整個道路橋梁工程設(shè)計過程中，不斷對相應(yīng)缺陷做出修改，讓道路橋梁工程設(shè)計不斷完善。

2、結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用原則

2.1 科學性原則

在開展項目施工工作的時候，一定要認真選擇結(jié)構(gòu)形式，以此來保證結(jié)構(gòu)最優(yōu)，保證項目合理。在總體構(gòu)架保持不變的前提下，調(diào)節(jié)它的結(jié)構(gòu)化方位，合理優(yōu)化內(nèi)在結(jié)構(gòu)。此舉會使得橋梁發(fā)生問題的幾率降低，進而確保結(jié)構(gòu)科學合理。

2.2 簡約化原則

在設(shè)計的時候要避免結(jié)構(gòu)過于繁瑣，借助簡化路徑，確保力能夠被合理的釋放，進而增加結(jié)構(gòu)自身的強度，確保材料用量降低，成本減少，更好的創(chuàng)造經(jīng)濟價值。

2.3 整體性原則

在開展優(yōu)化設(shè)計工作的時候，要切實將它的優(yōu)勢發(fā)揮出來，只有這樣才可以確保結(jié)構(gòu)的總體性得以更好的體現(xiàn)。對于那些特殊的項目要著重關(guān)注，以此來確保它的穩(wěn)固性高。借助總體設(shè)計，使得結(jié)構(gòu)受力水平強化，在保證品質(zhì)不受影響的前提之下，合理掌控橋梁建設(shè)過程中的耗損。

2.4 綜合性原則

在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的時候，要從材料以及結(jié)構(gòu)兩點上分析。首先，對于橋梁不一樣的位置應(yīng)該認真考慮使用何種材料，只有使用的材料正確了才可以確保結(jié)構(gòu)合理，確保品質(zhì)良好。其次，對于不一樣的受力情況要具體分析，確保設(shè)計效果良好，實現(xiàn)我們的預(yù)期目的。

2.5 連續(xù)性原則

最近幾年，我們國家的經(jīng)濟高速發(fā)展，此時無形之中使得交通量增加，使得道橋項目的總數(shù)變多，運行壓力加大。在這種前提之下，要想保證項目的總體性良好，保證它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，就應(yīng)該在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的時候，結(jié)合項目具體情況，確保結(jié)構(gòu)能夠具有較高的持續(xù)性。當?shù)缆窐蛄航Y(jié)構(gòu)在受力的情況下，使得受力面積被擴大，傳輸途徑被適當減小。同時要擁有合理的結(jié)構(gòu)、有效節(jié)約材料、施工過程足夠便利等優(yōu)勢。在這一基礎(chǔ)上，使設(shè)計好的道路橋梁結(jié)構(gòu)具備連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3、結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計是道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一項重要內(nèi)容，必須要根據(jù)具體需求和混凝土作業(yè)規(guī)范來確定混凝土鋼筋保護層的厚度，保證能夠全面發(fā)揮保護層的功能，防止出現(xiàn)銹蝕、外露等問題。此外，還需重視混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與耐久性。在開展道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，首先需要科學選擇混凝土材料，合理規(guī)劃混凝土配比，尤其是明確水泥強度等級、用量、水灰比等參數(shù)，以確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其次，在設(shè)計過程中，還需將各類影響因素考慮在內(nèi)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的機械性能，加強混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性，盡可能降低裂縫的發(fā)生概率，以保證所設(shè)計出來的道路橋梁結(jié)構(gòu)能與具體使用需求相符。

3.2 道路橋梁構(gòu)造配筋設(shè)計

在道路橋梁實際使用時，混凝土通常會由于多種主客觀原因所致而產(chǎn)生裂縫。一旦道路橋梁出現(xiàn)裂縫，這就為水分滲入到道路橋梁內(nèi)部提供了渠道，進而誘發(fā)結(jié)構(gòu)侵蝕情況，同時更重要的是會導致道路橋梁穩(wěn)定性與安全性因此而大大降低。另外道路橋梁裂縫還會對行車舒適性、安全性構(gòu)成影響。為了避免上述情況出現(xiàn)，道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計中要做好構(gòu)造配筋設(shè)計。首先，設(shè)計單位要在充分結(jié)合道路橋梁規(guī)模和結(jié)構(gòu)形式，在滿足業(yè)主方要求以及國家規(guī)定的前提下，初步確定出構(gòu)造配筋數(shù)量、結(jié)構(gòu)形狀等，隨后基于成本合理性、構(gòu)造安全性等要求通過計算機驗證、專家審核等方式最終確定下道路橋梁最佳構(gòu)造配筋設(shè)計方案，從而達到有效提升混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性能的目的。

3.3 道路橋梁防水設(shè)計

對道路橋梁使用壽命來說，防水是一項十分重要的內(nèi)容，因為一旦防水設(shè)計做得不好，很容易導致水分滲透入道路橋梁內(nèi)部造成鋼筋銹蝕，進而誘發(fā)路面開裂、結(jié)構(gòu)受損等問題，因此，在道路橋梁設(shè)計中必須要求做好防水設(shè)計。在道路橋梁防水層設(shè)計中，為了獲取較為理想的防水效果，設(shè)計單位可采用結(jié)晶材料混合的水泥或密實度高的復合纖維混凝土，在混凝土施工環(huán)節(jié)中增加鋼筋網(wǎng)，避免混凝土開裂，水分滲入；防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，除了應(yīng)嚴格依據(jù)國家相關(guān)規(guī)定確保其抗拉強度、延展性等達到要求之外，還需要保證防水層和混凝土層之間具有較高的黏結(jié)性，以此避免剝離現(xiàn)象產(chǎn)生；道路橋梁設(shè)計中，還需要根據(jù)各路段實際情況，科學合理地設(shè)計排水管道，這樣有助于積水快速排出路面，防止因浸泡滲水而影響道路橋梁的使用壽命及結(jié)構(gòu)安全。

結(jié)語：

總之，最近幾年，由于經(jīng)濟的高速發(fā)展，使得交通運輸?shù)膲毫Σ粩嘣黾樱罉蝽椖靠倲?shù)也在變多，無形之中使得道橋工程設(shè)計工作開始受到人們的關(guān)注。這主要是因為只有良好的設(shè)計，才能夠保證項目的品質(zhì)良好，增加使用時間。筆者具體闡述了我們國家當前時期的道橋項目結(jié)構(gòu)化設(shè)計相關(guān)的內(nèi)容。我們堅信隨著經(jīng)濟以及科技的高速發(fā)展，我們國家的橋梁設(shè)計工作一定會開展得更加順暢，結(jié)構(gòu)化設(shè)計必然會在大范圍內(nèi)推廣運用。

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