道路橋梁設(shè)計中結(jié)構(gòu)化設(shè)計的應(yīng)用研究

王勇 　董宗嶺

新形勢下，城市建設(shè)的進(jìn)程不斷加速，交通建設(shè)領(lǐng)域也得到了快速的提高。道路橋梁是城市基礎(chǔ)性設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)質(zhì)量的好壞對城市乃至整個社會的發(fā)展都有著至關(guān)重要的作用。隨著交通工具數(shù)量的持續(xù)性增多，道路橋梁的使用壽命已經(jīng)不能滿足當(dāng)前發(fā)展的需要。道路橋梁設(shè)計工作較為復(fù)雜，不僅要求較高，并且需要滿足系統(tǒng)化的特征，提高適用性，保證施工的安全，加大成本控制?？茖W(xué)合理的設(shè)計有利于提高道路橋梁，整體質(zhì)量，發(fā)揮出極高的效果。

道路橋梁設(shè)計 ?結(jié)構(gòu)化設(shè)計 ?應(yīng)用 ?安全

中圖分類號：???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ??文章編號：1672-3791（2022）02（a）-0000-00

Application of Structural Design in Road and Bridge Design

Abstract： Under the new situation， the process of urban construction is accelerating， and the field of transportation construction has also been rapidly improved. Road and bridge is an important part of urban infrastructure construction. Its construction quality plays a vital role in the development of the city and even the whole society. With the continuous increase of the number of vehicles， the service life of roads and bridges can not meet the needs of current development. The design of roads and bridges is complex， which not only requires high requirements， but also needs to meet the systematic characteristics， improve the applicability， ensure the safety of construction and increase the cost control. Scientific and reasonable design is conducive to improve the overall quality of roads and bridges and play a very high effect.

截止到2020年年底，我國完工的公路橋梁項目已超過80萬座。在保持?jǐn)?shù)量的情況之下，還需要保證道路橋梁設(shè)計的質(zhì)量。不完全統(tǒng)計報告數(shù)據(jù)來看，2007—2011 年間至少17 次大型橋梁坍塌事件，直接和間接造成的經(jīng)濟(jì)損失不計其數(shù)，并且事故很多的人員傷亡。這些道路與橋梁發(fā)生事故的根本原因，就是質(zhì)量不過關(guān)，這些慘痛的教訓(xùn)給大家敲響了警鐘。想要從本質(zhì)上加大工程的安全性建設(shè)，就需要設(shè)計師秉承科學(xué)發(fā)展觀的主要思想，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，在實踐應(yīng)用中找到道路橋梁設(shè)計最佳的選擇。在保證安全和經(jīng)濟(jì)的前提下，節(jié)約成本，提高工程的質(zhì)量與性能，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的“雙豐收”。

1.1提升道路橋梁設(shè)計結(jié)構(gòu)化的質(zhì)量

從傳統(tǒng)道路橋梁設(shè)計與結(jié)構(gòu)化設(shè)計的視角看，結(jié)構(gòu)化設(shè)計展現(xiàn)了很強(qiáng)的優(yōu)勢性，但是還存在一定的局限性?；诮Y(jié)構(gòu)化設(shè)計的道路橋梁設(shè)計，一方面是為了提升道路橋梁的安全質(zhì)量，另一方面是為了保證穩(wěn)定性，優(yōu)化結(jié)構(gòu)成本，保持道路橋梁的耐久性和承載性。

傳統(tǒng)的道路橋梁設(shè)計還存在不少需要優(yōu)化的地方，以此來提高施工的質(zhì)量，達(dá)到滿意的建設(shè)效果。從專業(yè)的角度看，需要設(shè)計人員不斷地提升自身綜合性的道德素養(yǎng)，落實道路橋梁領(lǐng)域的相關(guān)知識，找到施工經(jīng)驗，滿足社會的發(fā)展需求。

1.2道路橋梁工程設(shè)計的未來發(fā)展趨勢

道路橋梁是當(dāng)前社會生活中的運(yùn)輸載體，路橋梁的設(shè)計的發(fā)展在各個行業(yè)中都會受到一定的關(guān)注。設(shè)計人員需要根據(jù)自己的設(shè)計經(jīng)驗制定出初始的設(shè)計方案，不僅需要合理地選擇建設(shè)的材料，還需要在整體的結(jié)構(gòu)布局中，滿足制作工藝的發(fā)展需求。結(jié)構(gòu)化設(shè)計本身就是一種理念和技術(shù)上的變革，在實際的發(fā)展歷程中，需要結(jié)合BIM技術(shù)、云計算等內(nèi)容保持科學(xué)的發(fā)展動力。道路橋梁工程在建設(shè)的時候，大家需要根據(jù)功能性的發(fā)展需求，加大優(yōu)化設(shè)計力度，平衡各個要素之間的邏輯關(guān)系，加大設(shè)計的風(fēng)險控制能力，提高設(shè)計人員的綜合性素養(yǎng)。在建筑材料的選擇上，還需要以項目整體結(jié)構(gòu)設(shè)計為基礎(chǔ)，保證力學(xué)理論，實現(xiàn)方案的優(yōu)化，滿足當(dāng)前的社會發(fā)展需求，為以后的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計明確方向，奠定良好的發(fā)展動力。

1.3提高了道路橋梁施工的可行性

設(shè)計人員需要根據(jù)具體現(xiàn)狀制橋梁雛形，合理地選擇材料和設(shè)備，還需要保持結(jié)構(gòu)規(guī)范性。在力學(xué)分析的時候，需要在精確度數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，加大改造和優(yōu)化。當(dāng)前，道路橋梁結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，設(shè)計難度逐漸升。結(jié)構(gòu)化設(shè)計下的道路橋梁施工，不僅需要明確本身的設(shè)計可信性與安全性，還需要在可行性方案的基礎(chǔ)上，保證最佳性。當(dāng)代橋梁具有復(fù)雜性、龐大以及抗震強(qiáng)度等特點，提升強(qiáng)度和耐久性。加大全面性和系統(tǒng)性建設(shè)，落實到每一個模塊和細(xì)節(jié)中。在道路橋梁設(shè)計階段，保證細(xì)致性，找到設(shè)計和施工之間銜接點，提高施工的可行性。相關(guān)的人員還需要根據(jù)建設(shè)環(huán)境的需要，靈活設(shè)計，提高施工質(zhì)量，加大風(fēng)險性識別，按照標(biāo)準(zhǔn)化施工順序，增加承載能力，提升精確計算性，最大限度地提升道路橋梁的使用性能。

2.1防水設(shè)計

道路橋梁在城市化建設(shè)過程中的作用越來越重要，在實施結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，需要保證一定的合理性，在荷載的設(shè)計上，簡化傳遞荷載，有效地平衡道路橋梁的整體承載能力。道路橋梁的結(jié)構(gòu)化設(shè)計的時候，會涉及很多的環(huán)節(jié)，很多時候大家對其的重視程度不足。但是道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的歷程中，防水設(shè)計屬于不可或缺的一部分，也是關(guān)鍵性的一個環(huán)節(jié)。不僅需要保證防水的性能，還需要優(yōu)化橋梁的時間，提高使用的質(zhì)量。一般情況下，橋梁防水設(shè)計可以分為橋梁的排水和防水這兩個部分，如果是缺少了理想的排水，那么在很大程度上，會擠壓橋梁的上面，讓上面的水無法得到排出。在道路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，一旦出現(xiàn)了侵蝕的問題，那么內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也會很容易出現(xiàn)變形，進(jìn)而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。此時，道路橋梁在設(shè)計的過程中，不僅需要重視防水方面的設(shè)計，還需要做好防水性能材料方面的合理化選擇。在設(shè)計的過程中，總部觀點結(jié)構(gòu)需要以晶體的材料為基礎(chǔ)，加大復(fù)合型纖維混凝土設(shè)計，提升防水效果，獲得良好的建設(shè)效果。之后，混凝土施工的歷程中，還需要結(jié)合當(dāng)前的情況，適度地融入鋼筋網(wǎng)的設(shè)計，將問題降低到最小，并且讓混凝土的設(shè)計和路面的設(shè)計保持一個整個體，提升黏合度，減少脫落的問題出現(xiàn)。在整體的結(jié)構(gòu)延伸中，加大抗風(fēng)險的能力，減少負(fù)面的影響，提升可持續(xù)性。

2.2混凝土施工設(shè)計

在結(jié)構(gòu)化設(shè)計的過程中，相關(guān)的設(shè)計人員需要顧全大局，以長遠(yuǎn)的眼光，保證各個部分的設(shè)計質(zhì)量。以經(jīng)濟(jì)性為基礎(chǔ)，保證良好的整體性?；炷恋氖┕ぴO(shè)計是道路橋梁設(shè)計中一個重點的環(huán)節(jié)，只有做好相關(guān)的方案設(shè)計，才可以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。以往使用的混凝土也開始向著鋼筋混凝土的方向?qū)嵤┭由?，以?fù)合型的材料，保證了其中的穩(wěn)固性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，鋼筋混凝土的設(shè)計可以保持很強(qiáng)的耐久性，在減少偷工減料的同時，保持配比的嚴(yán)格控制性。在預(yù)防外界環(huán)境不同因素影響下，還需要保證混凝土的牢固性，減少偷工減料的問題出現(xiàn)，保持自身的承載力，適度地優(yōu)化構(gòu)造和質(zhì)量，解決緩凝土裂開的問題。在設(shè)計時，還需要提高結(jié)構(gòu)的抵抗能力，保持鋼筋保護(hù)層的厚度，滿足構(gòu)造配筋的需求，提升耐久性。首先，保護(hù)層的厚度。也就是說，鋼筋混凝土屬于主要的材料，只有將主要的材料和其他的材料很好地配比之后，才可以實現(xiàn)抗腐蝕或者是抗變形的需求，最大限度地增強(qiáng)對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。此外，還需要適當(dāng)?shù)乇ＷC鋼筋保護(hù)層的厚度，有效地提升其使用壽命。其次，滿足配筋需求。也就是說，需要在道路橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)病害防治的基礎(chǔ)上，逐漸地提高混凝土的滲透率，減少水的負(fù)面影響，針對于裂縫問題，在起初的時候，就需要加大預(yù)防性，合理地優(yōu)化配置，保證經(jīng)濟(jì)效益，合理地控制存在的問題。最后，混凝土的持續(xù)性。在使用混凝土?xí)r，不僅需要保證持續(xù)性，還需要整合施工質(zhì)量與使用壽命之間的邏輯關(guān)系，減少偷工減料問題的出現(xiàn)，優(yōu)化整體設(shè)計與布局，保證混凝土的耐久性。

2.3主梁結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計

道路橋梁工程是事關(guān)城市發(fā)展，并且還會關(guān)系到過往車輛與行人生命安全。在設(shè)計的時候，不僅需要保證道路橋梁結(jié)構(gòu)的能力在可以控制的范圍之內(nèi)，還需要縮小傳遞性，加大結(jié)構(gòu)和材料的安全與可靠性。在不一樣的建筑材料中，存在著不一樣的性能和使用范圍。在實施結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，需要處理好各個方面之間的關(guān)系，主打限度選擇一些成本低、質(zhì)量好、綠色環(huán)保的建筑的材料。從整體的視野下看，裝配式的簡支梁結(jié)構(gòu)的部分展現(xiàn)了較強(qiáng)的優(yōu)勢性，需要在獨立的吊裝與運(yùn)輸下，完成現(xiàn)場的安裝和拼湊。在實踐的歷程中，機(jī)械化與自動化的施工還需要提高效率，也可以在一定的程度上降低成本，但是，需要考慮到天氣的影響。此外，還需要考慮到主梁道路橋梁主要的承重環(huán)節(jié)的部分，保證均勻性，合理地計算荷載，優(yōu)化杠桿法，找到偏心受壓的應(yīng)用方式，最大程度地獲得內(nèi)力取值，滿足標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)需求。例如： 某市為了緩解市中心的交通壓力，高架橋?qū)儆陔p向四車道，最高車速可以達(dá)到80 km/h，地震度可以達(dá)到7級。主要的目的就是緩解交通的壓力，滿足道路交通的組織優(yōu)化需求，降低造價和成本。在施工的過程中，從綜合性的角度上，決定使用結(jié)構(gòu)化設(shè)計的方式，最大限度地提高道路橋梁結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。樁基設(shè)計需要先到現(xiàn)場勘查，判斷為軟土地基。發(fā)現(xiàn)地下管線較多的問題，使用預(yù)制鋼筋混凝土打入樁、鉆孔灌注樁和PHC樁等方式。為了進(jìn)一步保證施工的進(jìn)度，那么就像要結(jié)合部分管線的走向，合理地選擇技術(shù)方式，并且減少對周圍土層的影響。樁基的具體結(jié)構(gòu)化設(shè)計可以分為以下3個類型。橋墩設(shè)計需要減少地面對車輛的影響，寬度和厚度分別是14.1 m和2.6 m。在對橋墩蓋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候，需要以T型的預(yù)應(yīng)力混凝土的方式，保持懸臂長度在6.4m左右地面機(jī)動車與非機(jī)動車即可間隔一定距離，建立現(xiàn)澆層構(gòu)造，僅明顯降低造價，提升穩(wěn)定性。

3結(jié)語

隨著社會的進(jìn)步，道路橋梁中結(jié)構(gòu)化設(shè)計的過程中，需要結(jié)合現(xiàn)實的發(fā)展需要，將穩(wěn)定性、綜合性和整體性落實到實踐當(dāng)中。堅持結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念與技術(shù)，即可圍繞標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)需求，全面保障橋梁質(zhì)量，延伸橋梁整體使用性能。找出質(zhì)量控制關(guān)鍵點，有助于促進(jìn)我國道路交通事業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

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