道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

楊磊

摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路橋梁是當(dāng)前社會(huì)生活中重要的運(yùn)輸載體，其建設(shè)質(zhì)量直接影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展速度，因此道路橋梁的設(shè)計(jì)與發(fā)展受到了各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。在目前的道路橋梁設(shè)計(jì)方法中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是非常重要的內(nèi)容，良好的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)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(lái)說(shuō)，研究道路橋梁的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)對(duì)于城市建設(shè)的發(fā)展有著非常積極的意義。

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

引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，極大地促進(jìn)了我國(guó)道路橋梁工程的建設(shè)。道路橋梁不僅在方便人們出行方面貢獻(xiàn)著巨大的力量，同時(shí)在促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展方面也有著極其重要的作用。在這樣的背景下，對(duì)于道路橋梁工程建設(shè)，人們給予了更多的關(guān)注，提出了更高的要求，要?jiǎng)?chuàng)造良好的路橋工程，首先要保證路橋設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工作的科學(xué)性。道路橋梁工程不僅工程量巨大，而且一般施工周期都較長(zhǎng)，所受到的影響因素更多。為了保證道路橋梁工程建設(shè)具有更高的質(zhì)量，做好其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作意義重大。

1道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用原則

1.1 合理性原則

道路橋梁在城市化建設(shè)過(guò)程中的作用越來(lái)越重要，因此在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)牢牢堅(jiān)持合理性的原則，使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路中，設(shè)計(jì)者應(yīng)從科學(xué)的角度出發(fā)，盡可能地減少道路橋梁的總質(zhì)量，對(duì)結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行合理的優(yōu)化。同時(shí)，在荷載的設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)使用簡(jiǎn)單的方式來(lái)傳遞荷載，從而有效地平衡道路橋梁的整體承載能力。

1.2 整體性原則

要求在對(duì)道路橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，使整體結(jié)構(gòu)能夠充分地發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，并用最低的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)重要的目標(biāo)，突出道路橋梁結(jié)構(gòu)的整體特點(diǎn)，為后續(xù)的施工工作順利開展奠定良好的基礎(chǔ)。另外，還需要設(shè)計(jì)人員能夠?qū)Φ缆窐蛄涸O(shè)計(jì)工作充分關(guān)注，保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而能夠達(dá)到提升整體結(jié)構(gòu)承受力的目的，在保障整體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量以及穩(wěn)定性的前提下節(jié)省道路橋梁施工的成本。

1.3 可靠性原則

道路橋梁工程是事關(guān)城市發(fā)展以及過(guò)往車輛與行人生命安全的，因而在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)保證道路橋梁的結(jié)構(gòu)能夠有效地?cái)U(kuò)大受力范圍，同時(shí)還能盡可能地縮短傳遞路徑，全面提高道路橋梁工程的質(zhì)量。同時(shí)，道路橋梁的可靠性設(shè)計(jì)原則還應(yīng)體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)與材料的可靠性設(shè)計(jì)中。隨著我國(guó)材料技術(shù)的發(fā)展，不同的建筑材料有著不同的性能和使用范圍，因此在道路橋梁的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中要處理好兩者的關(guān)系，在保證良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)盡量選用成本較低、質(zhì)量較好，且綠色環(huán)保的建筑材料。

2道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型

在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型時(shí)，設(shè)計(jì)人員要科學(xué)選擇設(shè)置方法。一是設(shè)計(jì)離散化結(jié)構(gòu)，改善道路橋梁的整體性能，將結(jié)構(gòu)的自由度轉(zhuǎn)化為有限的自由度。因此，設(shè)計(jì)人員要充分研究道路和橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。二是模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從力學(xué)角度檢查道路橋梁的靜載荷，進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模。三是材料和載荷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員要充分利用各種材料模擬道路橋梁結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，顯著提高設(shè)計(jì)效率。四是根據(jù)施工環(huán)境條件分析具體項(xiàng)目，節(jié)約項(xiàng)目建造成本，縮短項(xiàng)目周期，確保項(xiàng)目質(zhì)量。

2.2科學(xué)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)化計(jì)算

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須要做好結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法選擇，根據(jù)其方法展開結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，掌握數(shù)據(jù)規(guī)范施工。一般在計(jì)算結(jié)構(gòu)化的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員會(huì)選擇圖解計(jì)算方法，此種計(jì)算方法主要運(yùn)用縱橫軸原理，在計(jì)算時(shí)通過(guò)橫軸和縱軸標(biāo)準(zhǔn)確定任意兩個(gè)變量，然后根據(jù)變量的變化情況進(jìn)行圖形的繪制，與此同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合變量函數(shù)不等式確定變量的數(shù)據(jù)，在計(jì)算的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須要做好坐標(biāo)系的掌控，這樣可以確定具體的結(jié)構(gòu)位置，從而有針對(duì)性計(jì)算出目標(biāo)函數(shù)的等值線和相對(duì)的目標(biāo)函數(shù)值。此外，在展開在道路橋梁二維結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，也應(yīng)合理的運(yùn)用圖解計(jì)算和函數(shù)極值計(jì)算方式，這樣可以通過(guò)進(jìn)行等式設(shè)置的方式，了解設(shè)各項(xiàng)變量的變化情況，確定最終函數(shù)極值內(nèi)容，做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2.3防水設(shè)計(jì)

在道路橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中，防水設(shè)計(jì)也是非常重要的一環(huán)。如果道路橋梁工程的防水設(shè)計(jì)工作做得不到位，那么當(dāng)?shù)缆窐蛄汗こ掏度胧褂煤螅厝粫?huì)發(fā)生路面滲漏現(xiàn)象，導(dǎo)致道路橋梁工程的穩(wěn)定性降低。這樣需要花費(fèi)大量的資源來(lái)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這樣既影響了交通的便利性，并且還會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。因此，在道路橋梁工程的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要著重進(jìn)行道路橋梁工程的防水設(shè)計(jì)工作，從而使得道路橋梁工程的防水質(zhì)量得到顯著提升。為了確保將道路橋梁工程的防水設(shè)計(jì)工作做好，需要做好以下兩個(gè)方面的工作：第一是需要對(duì)防水層的設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，對(duì)于道路橋梁工程路面的設(shè)計(jì)，都會(huì)進(jìn)行一層防水層的設(shè)計(jì)，防水層的設(shè)計(jì)能夠避免道路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到自然降水、行車灑水等積水的破壞。因此，對(duì)于防水設(shè)計(jì)需要對(duì)相關(guān)的材料進(jìn)行嚴(yán)格地挑選和控制，一般可以選用高密度的混凝土材料，從而使得道路橋梁工程的防水性能得到顯著的提升。第二，考慮到混凝土在后期的使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的開裂狀況，可以適當(dāng)進(jìn)行支撐鋼筋網(wǎng)的設(shè)計(jì)。

2.4混凝土設(shè)計(jì)

對(duì)于混凝土的設(shè)計(jì)，需要滿足以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求：第一，滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要始終把混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性作為設(shè)計(jì)的第一重點(diǎn)。因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性，直接影響著道路橋梁工程最終的使用壽命。為了有效實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)目標(biāo)，消除道路橋梁工程設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的安全隱患，需要嚴(yán)格控制水灰比、水泥用量，以做好道路橋梁工程的耐久性設(shè)計(jì)。第二，需要對(duì)道路橋梁工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。在道路橋梁工程施工中對(duì)于混凝土材料的應(yīng)用，裂縫問(wèn)題是難以回避，同時(shí)也是必須解決的問(wèn)題。一旦道路橋梁工程出現(xiàn)混凝土裂縫問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致外界的污水和雜質(zhì)滲入道路橋梁工程的結(jié)構(gòu)中，這樣不僅加快了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的斷裂程度，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部遭受腐蝕。因此，在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)一步加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)中的配筋，從而使得混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能得到提升，最大程度地避免混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。第三，需要對(duì)防腐材料進(jìn)行科學(xué)、合理的配置。近年來(lái)，隨著建筑市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，所供使用的防腐材料品種越來(lái)越多。這就要求設(shè)計(jì)師在進(jìn)行防腐材料選擇時(shí)，需要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展目光，對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部位，如鋼筋混凝土采用防腐材料設(shè)計(jì)在負(fù)彎矩區(qū)，從而使其耐久性得到顯著提高。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，道路橋梁是我國(guó)交通運(yùn)輸中的重要組成部分，在方便人們出行、確保出行人員安全方面有著重要的意義。因此，提高路橋工程的質(zhì)量至關(guān)重要。在道路橋梁工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，作為相關(guān)設(shè)計(jì)人員，需要充分把握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工程確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性、安全性與可靠性，為進(jìn)一步提升道路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量夯實(shí)基礎(chǔ)，更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)。

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