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

趙佳州

摘 要：道路橋梁作為一個(gè)地區(qū)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重要支撐，其建設(shè)過(guò)程中是否能和設(shè)計(jì)方案一致，確保道路橋梁結(jié)構(gòu)更加符合實(shí)際要求，使得整個(gè)設(shè)計(jì)方案更加穩(wěn)定，能夠更好的指導(dǎo)實(shí)際施工建設(shè)，為促進(jìn)城市現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文主要論述了道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用對(duì)策，希望通過(guò)本次研究對(duì)進(jìn)一步提高道路橋梁設(shè)計(jì)合理性有一定幫助。

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

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)具備連續(xù)性的特點(diǎn)，在道路橋梁設(shè)計(jì)方案制定過(guò)程中，通過(guò)將整個(gè)項(xiàng)目工程劃分為一個(gè)整體確定整個(gè)橋梁的荷載，同時(shí)還能夠進(jìn)一步明確整個(gè)項(xiàng)目工程各個(gè)結(jié)構(gòu)的受力范圍，減少運(yùn)送內(nèi)力，從而進(jìn)一步節(jié)省造價(jià)材料投入，降低工程成本。此外，在道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠確保應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)能夠確保整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容符合國(guó)家要求，提高項(xiàng)目的安全指數(shù)，為接下來(lái)的施工作業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用的方式及目標(biāo)

在過(guò)去道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師主要依據(jù)自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，確定最初的設(shè)計(jì)方案、橋梁的總體結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)尺寸、施工工藝、使用材料。然后對(duì)整個(gè)項(xiàng)目工程的結(jié)構(gòu)和力學(xué)體系以及原理進(jìn)行全面分析，然后確定設(shè)計(jì)方案可行性。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)設(shè)計(jì)方案作出適當(dāng)修正。在該種設(shè)計(jì)理念下，所設(shè)計(jì)出來(lái)的施工方案，雖然能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案的可行性以及安全性進(jìn)行有效的驗(yàn)證，但是不能保證整個(gè)設(shè)計(jì)方案完全符合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，施工方案中的很多細(xì)節(jié)內(nèi)容并不能有效滿足當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化的發(fā)展需求，所以將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到道路橋梁設(shè)計(jì)中具有很大的作用。在道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)理念，能夠從上至下進(jìn)行，逐步細(xì)化設(shè)計(jì)，并以結(jié)構(gòu)化和模塊化方式向前推進(jìn)，將整個(gè)設(shè)計(jì)方案劃分成相互獨(dú)立且具有單一功能的模塊結(jié)構(gòu)，先進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行細(xì)節(jié)化設(shè)計(jì)。通過(guò)在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)理念，能夠進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)方案的安全性，確保工程投入使用之后，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

2 道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模型構(gòu)建及計(jì)算方法確定

2.1 模型構(gòu)建

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模型在構(gòu)建過(guò)程中，主要采用以下幾個(gè)種方法進(jìn)行：首先，離散化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指通過(guò)，對(duì)道路橋梁的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化，將結(jié)構(gòu)無(wú)限的自由度轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢薜淖杂啥?，繼而能夠詳細(xì)分析整個(gè)道路橋梁工程結(jié)構(gòu)的受力情況，確保分析的準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)化分析過(guò)程;其次，模型化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。模型化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是從力學(xué)角度入手，它是從整個(gè)受力角度分析道路橋梁的內(nèi)在結(jié)構(gòu)受力情況，在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該妥善處理好矛盾點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)模型化處理，此外，該種設(shè)計(jì)模式還能夠具體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提高結(jié)構(gòu)，處理工作效率;最后，材料與荷載結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。該種設(shè)計(jì)模式就是利用道路橋梁所提供的各種資料，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)的模擬。把基于實(shí)踐角度，通過(guò)進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)施工的效率。在應(yīng)用該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要求設(shè)計(jì)人員從大型計(jì)算模型中選擇合理的模型，這樣能夠提高整個(gè)設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

2.2 計(jì)算方法確定

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中所選擇的計(jì)算方法主要包含以下幾種：首先，圖解計(jì)算法。它主要是利用橫縱軸原理，將兩個(gè)任意的變量作為橫軸和縱軸標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合兩個(gè)變量的具體變化情況，在坐標(biāo)系中繪制出圖形。這里所說(shuō)的結(jié)合變量是指變量含水不等式，通過(guò)進(jìn)行適當(dāng)計(jì)算，能夠獲得坐標(biāo)系內(nèi)兩種變量的約束區(qū)域，進(jìn)而能夠求得目標(biāo)函數(shù)的等值線，得出最終的目標(biāo)函數(shù)值。該種計(jì)算方法主要適用于道路橋梁的二維結(jié)構(gòu)計(jì)算;其次，函數(shù)極值計(jì)算方法。該種計(jì)算方法主要是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)設(shè)計(jì)變量函數(shù)不等式作為等式看待，最終求解出整個(gè)變量的大小，從而獲得相應(yīng)的函數(shù)極值;再次，同態(tài)設(shè)計(jì)法。該種計(jì)算方法和上述函數(shù)極值計(jì)算方法大同小異，同樣是將函數(shù)不等式作為等式看待，最終縮小計(jì)算空間目標(biāo)，進(jìn)而提高計(jì)算效率。現(xiàn)階段該種方法是應(yīng)用頻率較高的一種計(jì)算方法;最后，網(wǎng)絡(luò)搜索方法。該種方法就是將道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的各種設(shè)計(jì)問(wèn)題實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，要根據(jù)既定的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)變量控制。在應(yīng)用該種計(jì)算方法時(shí)，應(yīng)該根據(jù)特定的順序，進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，以達(dá)到計(jì)算結(jié)果的最優(yōu)化。

3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁防水設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

在道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，防水層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該選擇密實(shí)性最佳的混凝土材料，并且在混凝土材料中加入適當(dāng)?shù)匿摻罹W(wǎng)，這樣能夠有效防范工程投入使用之后表面出現(xiàn)裂紋?；炷敛牧弦话氵x擇復(fù)合型纖維混凝土，以確保其發(fā)揮最佳防水效果。在應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)開(kāi)展道路橋梁防水層設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要滿足以下幾方面要求：首先，要確保路面具備優(yōu)質(zhì)的粘結(jié)性，不存在脫落起皮現(xiàn)象;其次，混凝土施工要和路面鋪裝統(tǒng)一起來(lái);再次，施工完畢之后，要確保防滲結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和延展性;最后，需要重點(diǎn)關(guān)注泄水管道的設(shè)計(jì)質(zhì)量，重視泄水管道施工安裝工藝水平選擇，避免管道泄漏直接作用于混凝土表面，而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

3.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁混凝土施工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

首先，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在鋼筋混凝土保護(hù)層厚度方面的應(yīng)用。鋼筋混凝土屬于復(fù)合型建筑材料，它是由鋼筋和混凝土按照一定比例制備而成，是道路橋梁施工建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用最為常見(jiàn)的施工材料。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上層所鋪設(shè)的保護(hù)層，目的是為了避免鋼筋被外界各種因素腐蝕，增強(qiáng)整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。為此，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該注重適當(dāng)控制保護(hù)層的厚度，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不受影響;其次，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)需要符合混凝土耐久性標(biāo)準(zhǔn)。混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不僅會(huì)影響到后期道路橋梁的整體施工質(zhì)量，而且還會(huì)直接影響到整個(gè)項(xiàng)目工程投入使用后的壽命，因此在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該將耐久性標(biāo)準(zhǔn)全面考慮到設(shè)計(jì)方案中，通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步提升混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土自身的耐久性，確?；炷敛牧吓浔瓤茖W(xué)。

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