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

萬 夢(mèng)

（招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司， 重慶 400067）

0 前言

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是當(dāng)前使用比較普遍的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方式，最開始該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，將其應(yīng)用于道路橋梁設(shè)計(jì)中，能夠改變以往傳統(tǒng)模式下的設(shè)計(jì)思路，通過對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理，能夠更好的把控道路橋梁在設(shè)計(jì)階段可能出現(xiàn)的各種影響，確保最終道路橋梁設(shè)計(jì)方案符合施工實(shí)際，同時(shí)對(duì)道路橋梁工程在實(shí)際施工期間的造價(jià)、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化方面起到相應(yīng)的控制和支持作用，確保整個(gè)道路橋梁工程設(shè)計(jì)具有一定的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

1 優(yōu)化道路橋梁工程結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的原則

1.1 科學(xué)性

在正式開展道路橋梁工程結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)之前，都是要求工程中相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)所處施工環(huán)境、施工地址以及施工地形條件等方面因素進(jìn)行全方位考查，根據(jù)道路橋梁的特征來選擇符合其應(yīng)用結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)于結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，主要在于橫截面部分，對(duì)于這部分的設(shè)計(jì)要重視結(jié)構(gòu)配置在其中的重要性，另外還要將所有可能會(huì)對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響的因素考慮其中，從根本上保證整個(gè)道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。

1.2 簡(jiǎn)約化

就橋梁結(jié)構(gòu)本身性質(zhì)而言，具有規(guī)模大的特征，因此也有具備很大的自重，對(duì)于道路橋梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約化設(shè)計(jì)的根本就是將橋梁規(guī)模大、自重大的問題進(jìn)行相應(yīng)的改善，只有降低道路搶糧規(guī)模以及自重，才會(huì)從根本上改變橋梁的傳力路徑，有助于提升橋梁整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及使用穩(wěn)固性，對(duì)均衡橋梁內(nèi)部與外部?jī)烧咧g的受力關(guān)系也有積極性作用。

1.3 綜合性

因結(jié)構(gòu)存在不同，材料在其中發(fā)揮的性能也存在很大的不同之處，而這種不同對(duì)整個(gè)道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)成效有直接性影響?；诖?，相關(guān)設(shè)計(jì)工作者在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)將材料性能以及應(yīng)用特征考慮其中。另外，要想切實(shí)達(dá)成穩(wěn)定道路橋梁在受力方面的設(shè)計(jì)目標(biāo)，還要對(duì)橋梁各方面的性能進(jìn)行綜合考量，比如結(jié)構(gòu)、形狀等因素，只有對(duì)可能影響橋梁承受重量和受力等一些潛在性因素科學(xué)處理，才能從根本上保證橋梁結(jié)構(gòu)重量處于合理范圍內(nèi)。

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

2.1 道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)

在道路橋梁工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)在其中占據(jù)一定比較重，同時(shí)也是進(jìn)行道路橋梁工程結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中重要設(shè)計(jì)要點(diǎn)。因此在進(jìn)行緩凝土結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)分充分借助結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)特有的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，對(duì)混凝土材料配比、鋼筋保護(hù)層厚度等方面的問題進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)工作者應(yīng)針對(duì)性能要求方面的不同，充分收集并分析混凝土在配比方面的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)道路橋梁工程在實(shí)際應(yīng)用中的功能要求以及使用條件，以此為基礎(chǔ)，確定混凝土最優(yōu)配比方案，從根本上保證混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)成實(shí)際應(yīng)用對(duì)耐久性方面提出的要求。在鋼筋保護(hù)層厚度方面，相關(guān)設(shè)計(jì)工作者應(yīng)基于保護(hù)層厚度與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度兩者之間存在的關(guān)聯(lián)進(jìn)行探究，以此為基礎(chǔ)確保鋼筋保護(hù)層的厚度，有效提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整個(gè)道路橋梁工程中的強(qiáng)度；對(duì)于構(gòu)造筋配置方面，需要將配置形式、結(jié)構(gòu)、數(shù)量等一些與其相關(guān)的數(shù)據(jù)信息整合起來，并對(duì)其進(jìn)行有效分析，以此確保構(gòu)造筋配置最有方案，同時(shí)根據(jù)道路橋梁工程施工標(biāo)準(zhǔn)中提出的相關(guān)要求，確保整個(gè)緩凝土結(jié)構(gòu)具備一定的抗裂性能，同時(shí)保證整個(gè)道路橋梁工程投入實(shí)際使用中的安全性和穩(wěn)定性[1]。

2.2 橋頭搭板部分

在道路橋梁工程中，橋頭搭板作為其中比較重要的一部分結(jié)構(gòu)組成，對(duì)該部分如果出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理情況，在后期道路橋梁實(shí)際應(yīng)用中很容易出現(xiàn)橋頭跳車、搭板斷裂等施工問題，嚴(yán)重情況下會(huì)對(duì)整個(gè)交通安全帶來威脅。基于以上，將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于橋頭搭板部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要原理就在于借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行橋頭搭板長(zhǎng)度、寬度、厚度等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行有效分析，從中探究各種可能對(duì)橋梁正常使用的影響因素，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和調(diào)整，最終設(shè)計(jì)出符合道路橋梁工程橋頭搭板部分的設(shè)計(jì)方案。若有多個(gè)設(shè)計(jì)方案可供選擇時(shí)，可借助計(jì)算機(jī)三維模型將設(shè)計(jì)方案展示出來，并對(duì)交通運(yùn)行負(fù)載情況進(jìn)行模擬，以此來分析多種設(shè)計(jì)方案中橋頭搭板在實(shí)際應(yīng)用中可靠性，根據(jù)工程實(shí)際需求選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，以此確保工程中橋頭搭板部分的施工質(zhì)量[2]。

2.3 路面橋面防水

在道路橋梁工程中，對(duì)路面路橋防水方面的設(shè)計(jì)水平直接影響整個(gè)工程在實(shí)際使用中的安全性以及使用壽命。基于以上，若出現(xiàn)防水設(shè)計(jì)不符合施工要求就會(huì)導(dǎo)致工程路面出現(xiàn)大范圍積水或者是滲水情況，而這也就在之后的使用中埋下了一定的安全隱患。因此將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于路面橋面防水部分的設(shè)計(jì)中，具體在于把握材料性質(zhì)、施工工藝以及防水設(shè)施配置三方面內(nèi)容。其一在材料性質(zhì)方面，嚴(yán)格把控路面施工中用到的材料，明確該工程路面最佳粘結(jié)系數(shù)，科學(xué)選擇符合工程施工要求的材料，防止出現(xiàn)因材料使用性質(zhì)方面存在的問題而影響路面橋面防水性能；其二在施工工藝方面，具體是分析對(duì)路面橋面的混凝土施工技術(shù)與路面平整度、整體施工強(qiáng)度之間存在的關(guān)聯(lián)，以此為基礎(chǔ)，明確施工中所使用到的施工工藝，同時(shí)還要加大對(duì)施工要點(diǎn)的把握度，盡最大限度降低路面橋面在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生的積水情況；其三在防水設(shè)施方面，應(yīng)充分分析過去道路橋梁工程防水部分的設(shè)計(jì)案例，并對(duì)比不同形式下的管線分布下的排水成效，以此來分析符合當(dāng)前工程實(shí)際的防水管線設(shè)計(jì)方案，并確定對(duì)該部分的施工工序以及施工質(zhì)量提出的要求，另外還要嚴(yán)格把握施工中用到的防水管線材料質(zhì)量以及性能，將管線材料與工程中用到的混凝土材料之間可能發(fā)生的交互影響，做好整體性的控制工作，真正將道路橋梁工程的防水性能發(fā)揮出來[3]。

2.4 主梁部分

將主梁與簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)兩者進(jìn)行比較，簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)能夠在運(yùn)輸上以及吊裝預(yù)制獨(dú)立構(gòu)件時(shí)具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為工程施工現(xiàn)場(chǎng)安裝以及拼接工作奠定良好基礎(chǔ)，另外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通過機(jī)械化和自動(dòng)化施工技術(shù)，有利于提升施工人員工作成效，最大限度減少了施工材料的浪費(fèi)現(xiàn)象。因此在進(jìn)行道路橋梁主梁部分的設(shè)計(jì)時(shí)，因其是橋梁中的重要承重之一，其主要采取的設(shè)計(jì)形式有箱型和T 型。運(yùn)用箱型結(jié)構(gòu)進(jìn)行主梁部分設(shè)計(jì)時(shí)，主要適用應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，另外對(duì)于主梁細(xì)部尺寸以及高度的數(shù)據(jù)參數(shù)，應(yīng)加強(qiáng)荷載算法在其中的應(yīng)用，確保主梁布置處于對(duì)稱分布后，還要借助杠桿法、偏心壓計(jì)算方式在其中的應(yīng)用，切實(shí)保證道路橋梁工程中主梁部分的施工質(zhì)量[4]。

3 總結(jié)

綜上所述，在進(jìn)行道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，將結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用其中是未來必然發(fā)展趨勢(shì)，一方面能夠進(jìn)一步提升道路橋梁工程質(zhì)量，并為其在設(shè)計(jì)中提供有力依據(jù)和支持作用；另一方面能夠切實(shí)保證道路橋梁工程在實(shí)際使用中的性能，切實(shí)保證橋梁使用中的安全性和穩(wěn)定性,具有積極性應(yīng)用意義，值得大力推廣。