道路橋梁設計中結(jié)構(gòu)化設計的應用研究

龍臻

摘 要：道路橋梁是當前社會生活中重要的運輸載體，其建設質(zhì)量直接影響當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展速度，因此道路橋梁的設計與發(fā)展受到了各行各業(yè)的廣泛關注。在目前的道路橋梁設計方法中，結(jié)構(gòu)化設計是非常重要的內(nèi)容，良好的結(jié)構(gòu)化設計不但能夠全面提升道路橋梁的質(zhì)量，而且能提高施工的總體效率。從整體上來說，研究道路橋梁的結(jié)構(gòu)化設計對于城市建設的發(fā)展有著非常積極的意義。

關鍵詞：道路橋梁;結(jié)構(gòu)化設計;應用

引言

在我國現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展過程中，人們的生活水平提升效果比較明顯，與此同時交通系統(tǒng)逐漸完善，發(fā)展道路橋梁設計在整個交通系統(tǒng)中具有重要的地位，道路橋梁設計的綜合質(zhì)量會對其公路系統(tǒng)的建設質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，因此要求相關的管理部門加強對道路橋梁設計施工工作的重視，提高管理力度。由于道路橋梁工程和其他的建筑工程類型相比，整體施工程序和流程更加復雜，在具體的施工中不但要考慮到道路橋梁的實用性價值，還需要考慮到整體施工環(huán)節(jié)的安全性，并且還需要對建設成本進行控制。但是目前我國道路橋梁設計及施工過程中仍然存在比較豐富的問題，如果對其處理不當，容易導致橋梁結(jié)構(gòu)受損或坍塌。因此在道路橋梁設計中如何進行結(jié)構(gòu)化設計，怎樣對其進行優(yōu)化，是目前社會中相關方面十分重視并且值得思考的具體問題，基于此，對結(jié)構(gòu)化設計在道路橋梁設計中的應用進行進一步的分析和研究。

1加固技術(shù)在道路橋梁施工中應用的必要性

橋梁建設是我國交通建設中非常重要的一環(huán)，對于我國的經(jīng)濟建設和社會發(fā)展有著非常重要的作用。由于之前我國道路橋梁建設技術(shù)水平不夠先進、資金也不夠雄厚，使得道路橋梁工程的建設質(zhì)量得不到有效保障，進而使得很多橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各種瑕疵和問題，施工材料的應用效果不佳，質(zhì)量得不到管控，致使很多橋梁橋墩等構(gòu)成配筋率不達標，強度無法滿足施工的需要，進而影響橋梁的使用效果和使用壽命。然而隨著我國交通運輸需求日益增大，對于交通設施的要求和需求都在不斷提升，對于交通建設工作提出了越來越嚴苛的要求。加固技術(shù)在道路橋梁施工中應用能夠有效提升橋梁的質(zhì)量，有效提升橋梁的使用年限，通過加固方法來不斷增強橋梁的承受力，進而極大地提升橋梁的安全性能和穩(wěn)定性能。特別是當前道路橋梁由于使用頻率大，承載的重量越來越大，致使諸如裂縫問題、地基沉降、梁端頭破損以及混凝土碳化等問題時有發(fā)生，嚴重影響了道路橋梁的質(zhì)量。正因為如此，在新的發(fā)展背景下，非常有必要加強對道路橋梁質(zhì)量的保障，加固技術(shù)在道路橋梁施工中應用也就成為了必然，具有非常重要的現(xiàn)實意義和應用價值。

2道路橋梁設計中結(jié)構(gòu)化設計的應用研究

2.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)化設計模型

在道路橋梁的結(jié)構(gòu)化設計過程中，需要結(jié)合當前的技術(shù)對設計模型進行優(yōu)化，從而使其更加符合當前道路橋梁的設計要求。首先，可以對道路橋梁進行離散化的結(jié)構(gòu)設計。這種結(jié)構(gòu)設計可以有效地改善道路橋梁的整體性能，還可以將結(jié)構(gòu)的自由度轉(zhuǎn)化為有限的自由度。但是在離散化的設計過程中，設計人員需要對橋梁結(jié)構(gòu)的應力進行仔細計算，確保結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性。其次，需要對道路橋梁進行模型結(jié)構(gòu)的設計。設計人員應從力學的角度出發(fā)計算出道路橋梁的靜荷載，按照相關參數(shù)的內(nèi)容來進行結(jié)構(gòu)化的建模。設計人員還要從材料和荷載這一角度出發(fā)，通過精確的計算與分析，利用各類材料來對道路橋梁的結(jié)構(gòu)進行模擬分析，從而確保道路橋梁的最終施工質(zhì)量能夠達到預期的要求。

2.2合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)設計

對于結(jié)構(gòu)的設計需要從平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計以及路基填料和壓實度、路基處理、路基邊坡、路基防護、路面設計、參數(shù)設計、抗滑設計、材料以及技術(shù)要求等方面進行綜合考慮。其中對于平面的設計需要按照以下原則滿足交通功能，保證主流交通的快速、順適、安全、連續(xù)，確保和規(guī)劃路線基本一致;保證和現(xiàn)有以及在建的道路合理連接，同片區(qū)規(guī)劃的路網(wǎng)協(xié)調(diào)一致;避免與道路兩側(cè)已批用地的矛盾;盡量與周圍景觀相協(xié)調(diào);要符合城市道路設計規(guī)范要求。減少房屋的拆遷，盡量避開廟宇及古樹名木。對于縱斷面的設計需要滿足規(guī)劃要求、最小排水縱坡;與道路兩側(cè)用地規(guī)劃標高相適應;與地形相結(jié)合;減少土方，節(jié)約土地資源，降低工程造價。對于橫斷面需要根據(jù)實際情況對道路的橫坡度加以設計。進行路基填料設計時，應當保證填料均勻、密實，應優(yōu)先選用級配較好的砂類土，例如粉質(zhì)粘土或殘質(zhì)砂質(zhì)粘性土不得使用泥炭淤泥、有機質(zhì)土、素填土等作為填料，路堤應分層填筑，均勻壓實。對于路面的設計需要路面具有剛度大、承載力強、穩(wěn)定性好、抗滑。

2.3通過結(jié)構(gòu)化設計對道路橋梁模型計算和分析

在結(jié)構(gòu)化設計的應用中，道路橋梁設計主要是包括模型化結(jié)構(gòu)、離散化結(jié)構(gòu)以及簡化計算模型。具體來說，離散化結(jié)構(gòu)就是將整體的道路橋梁結(jié)構(gòu)進行劃分，使之產(chǎn)生多個相對更加獨立的結(jié)構(gòu)，對這些結(jié)構(gòu)進行受力分析，發(fā)現(xiàn)具體的施工以及設計方面都體現(xiàn)出一定的方便性特點，能夠更好地滿足施工設計人員的客觀需求。其次是模型化的結(jié)構(gòu)，大多數(shù)道路橋梁在實際設計中需要對其進行力學分析，總結(jié)設計中的結(jié)構(gòu)以及規(guī)律，從而能夠使相關人員在所設計的模型中更加方便地找出具體的矛盾，并對其進行深入分析，通過模型來將具體的形象進行展示，實現(xiàn)對于道路橋梁施工整體性的指導和優(yōu)化。之后是荷載和材料的簡化模型。通常在對道路橋梁結(jié)構(gòu)進行設計的過程中，會假設所使用的材料具有理想的塑性及彈性，并且采取適當?shù)膮?shù)對無限自由度荷載進行隨機模擬。其中，有效參數(shù)具有較強的概率特性。結(jié)構(gòu)化設計的過程中，通過結(jié)合荷載和材料的計算，來實現(xiàn)更好的施工結(jié)構(gòu)設計?？傮w來說，在進行道路橋梁設計的過程中，選取計算模型應當充分考慮到各種實際情況，并始終保持謹慎小心的態(tài)度完成對橋梁受力情況的準確計算，最終制定出更加合理化的計算模型。

2.4合理配比混凝土材料

在當前的道路橋梁工程中，混凝土仍然是最主要的施工材料?；炷敛牧蟻碓磸V泛且成本低廉，在施工過程中工序簡單便捷，因而一直都是各類大型建筑的主要建設材料。在道路橋梁的結(jié)構(gòu)設計中，混凝土材料也起到了關鍵性的作用，為了保證道路地基以及橋梁橋體的穩(wěn)定性，在混凝土的施工與設計過程中，設計人員往往會適當?shù)卦黾踊炷恋暮穸龋瑥亩鴮崿F(xiàn)對橋體鋼筋的有效保護。在施工過程中，混凝土的質(zhì)量也就決定著項目的安全性和穩(wěn)定性，因此設計人員在結(jié)構(gòu)化設計的過程中也應對混凝土材料的穩(wěn)定性設計進行仔細的論證。從材料的性質(zhì)來看，鋼筋混凝土是一種復合型的材料，在配置的過程中應按照行業(yè)內(nèi)的要求以及施工的具體情況進行嚴格配比，全面提高混凝土的質(zhì)量。在某些項目工程中，一些建筑企業(yè)為了獲得更大的經(jīng)濟效益，選擇使用低強度的混凝土，最終導致道路橋梁工程建設質(zhì)量不達標，嚴重影響道路橋梁的使用壽命和項目的總體質(zhì)量。因此，在材料的設計與配比的過程中，設計人員要保證混凝土項目應用的合理性，從而提高道路橋梁工程的整體質(zhì)量。

結(jié)語

總體來說，在我國現(xiàn)代經(jīng)濟水平的不斷提高過程中，對于交通運輸行業(yè)的要求也越來越高。道路橋梁施工規(guī)模的不斷擴大，要求施工單位能夠在施工過程中積極地對設計方法進行創(chuàng)新，合理運用多樣化的結(jié)構(gòu)設計方式，來有效地保障道路橋梁的施工質(zhì)量，進而提高整體道路橋梁的安全性和經(jīng)濟性，促進我國道路橋梁建設水平的進一步提升，推動建設行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

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（黔東南州交通勘察設計院，貴州 凱里 556000）