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

劉世杰

（山西航空產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

道路橋梁設(shè)計方案的科學(xué)性與其后續(xù)運行環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性存在直接關(guān)系，且道路橋梁工程建設(shè)效果也在很大程度上受到設(shè)計方案的影響。因此，相關(guān)部門需要加強對道路橋梁建設(shè)方案設(shè)計環(huán)節(jié)的關(guān)注，從而打造具有科學(xué)性與先進(jìn)性特點的道路橋梁建設(shè)設(shè)計方案。在道路橋梁設(shè)計中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計，對于提升道路橋梁使用性能具有積極作用，且可以有效減少傳統(tǒng)道路橋梁設(shè)計中出現(xiàn)問題的概率，從而保障建設(shè)資源的利用率。因此，道路橋梁工程設(shè)計部門需要加強對結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念應(yīng)用的關(guān)注，確保結(jié)構(gòu)化設(shè)計模式的作用可以充分發(fā)揮出來，以提升道路橋梁建設(shè)質(zhì)量。

1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的內(nèi)涵及其在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用意義

1.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計內(nèi)涵

結(jié)構(gòu)化設(shè)計是指結(jié)構(gòu)化分析所得出的數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)的方式。結(jié)構(gòu)化設(shè)計可將整體道路橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)分為不同階段，并打造具有獨立、單一功能的模塊結(jié)構(gòu)，同時可以以道路橋梁工程設(shè)計要求與實際情況為依據(jù)，詳細(xì)劃分設(shè)計內(nèi)容，從而實現(xiàn)全面設(shè)計道路橋梁工程建設(shè)方案的目的。

同時，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念應(yīng)用中，相關(guān)人員需要加強對設(shè)計圖完整性的關(guān)注，使其與工程建設(shè)需求相符。傳統(tǒng)道路橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)中，設(shè)計人員主要借助自身工作經(jīng)驗與項目要求，規(guī)劃設(shè)計方案，其中主要涉及建設(shè)材料應(yīng)用、建筑結(jié)構(gòu)分布、建設(shè)技術(shù)應(yīng)用及建筑尺寸等內(nèi)容。

此外，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的應(yīng)用中，設(shè)計人員可以深入分析設(shè)計方案的可行性。在建筑工程發(fā)展的過程中，設(shè)計人員的專業(yè)程度也在逐漸提升，且結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用可實現(xiàn)優(yōu)化其設(shè)計效果的目的[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用意義

首先，滿足道路橋梁設(shè)計需求。在道路橋梁設(shè)計中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計，可深入優(yōu)化道路橋梁結(jié)構(gòu)，從而保障道路橋梁建設(shè)質(zhì)量，同時可以縮短施工周期，為實現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)夯實基礎(chǔ)。參與道路橋梁設(shè)計的相關(guān)人員需具備充足的理論知識與豐富的實踐工作技能，以有效滿足道路橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，從而保障施工建設(shè)質(zhì)量。

其次，與道路橋梁工程發(fā)展趨勢相符。從技術(shù)角度出發(fā)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計屬于模塊化程序設(shè)計技術(shù)的種類，其中不同設(shè)計模塊之間處于獨立狀態(tài)，因此，道路橋梁設(shè)計中結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格。設(shè)計人員需要以自身工作經(jīng)驗為依據(jù)，詳細(xì)規(guī)劃建筑材料應(yīng)用、橋梁結(jié)構(gòu)規(guī)劃等內(nèi)容，且設(shè)計人員需要在深入分析橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借助力學(xué)理論驗證設(shè)計內(nèi)容。此外，傳統(tǒng)設(shè)計方法難以滿足道路橋梁工程發(fā)展趨勢，而結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用可有效實現(xiàn)該模式，使設(shè)計環(huán)節(jié)與道路橋梁工程發(fā)展趨勢相符合[2]。

最后，保障道路橋梁施工環(huán)節(jié)的可行性。結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念應(yīng)用中，工作人員需要充分結(jié)合各種設(shè)計操作，確定最終的設(shè)計結(jié)構(gòu)，且設(shè)計人員需要以道路橋梁工程實際建設(shè)需求為依據(jù)，選擇道路橋梁建設(shè)結(jié)構(gòu)，從而保障道路橋梁施工環(huán)節(jié)的效率，減少施工安全問題與施工質(zhì)量問題。同時，設(shè)計人員需確保組件承載狀態(tài)與道路橋梁建設(shè)要求相符合，并在檢驗設(shè)計方案安全性與合理性的過程中，優(yōu)化道路橋梁設(shè)計方案，從而提升道路橋梁的各項使用性能[3]。

2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用原則

2.1 簡約化原則

簡約化原則是指在道路橋梁設(shè)計中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念時，需要加強對結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的關(guān)注，打造具有簡約特點的道路橋梁結(jié)構(gòu)，以保障道路橋梁力學(xué)性能可以得到充分發(fā)揮，從而在增加道路橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與牢固性的基礎(chǔ)上，減少施工材料的用量、減少道路橋梁工程建設(shè)成本、提高建設(shè)資金的利用率，同時在保障道路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，維護(hù)施工部門的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 科學(xué)性原則

科學(xué)性原則是指在道路橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念細(xì)化道路橋梁結(jié)構(gòu)形式選擇環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮道路橋梁結(jié)構(gòu)性能優(yōu)勢。

同時，在維持道路橋梁工程項目建設(shè)合理性與結(jié)構(gòu)完整的基礎(chǔ)上，不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)位置，優(yōu)化道路橋梁內(nèi)在結(jié)構(gòu)組成，從而進(jìn)一步減少道路橋梁工程出現(xiàn)質(zhì)量問題的概率，打造具有科學(xué)性特點的道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)。

2.3 連續(xù)性原則

現(xiàn)階段，隨著各個地區(qū)之間貿(mào)易往來次數(shù)不斷增加，交通運輸系統(tǒng)的重要地位逐漸顯現(xiàn)出來，交通運輸行業(yè)壓力也越來越大?；诖?，在道路橋梁項目設(shè)計中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的過程中，相關(guān)人員需要加強對道路橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與耐久性能的關(guān)注，并結(jié)合工程項目實際情況，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，打造具有持續(xù)性特點的道路橋梁結(jié)構(gòu)，同時增加路面與橋面受力面積，合理規(guī)劃施工材料用量，從而為道路橋梁項目的順利開展夯實基礎(chǔ)[4]。

2.4 整體性原則

整體性原則是指在道路橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念時，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的優(yōu)勢，展現(xiàn)道路橋梁工程結(jié)構(gòu)的整體性特點。由于部分道路橋梁工程項目容易受到特殊因素的影響，因此設(shè)計人員需要重點分析此類特殊因素出現(xiàn)的原因，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念，減少此類問題出現(xiàn)，以強化道路橋梁結(jié)構(gòu)性能。

此外，在保障道路橋梁項目建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，需嚴(yán)格控制建設(shè)資源的使用。

3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的實際應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在混凝土使用中的應(yīng)用

混凝土材料是道路橋梁工程建設(shè)環(huán)節(jié)使用頻率最高的建筑材料。受到不同道路橋梁工程建設(shè)要求的限制，混凝土材料的配比方案也具有差異性。結(jié)構(gòu)化設(shè)計在混凝土使用中的應(yīng)用要點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，設(shè)計人員需要以道路橋梁項目建設(shè)需求為依據(jù)，規(guī)劃混凝土材料配比方案，從而確?；炷敛牧系氖褂眯阅芸梢猿浞职l(fā)揮出來。同時，在應(yīng)用道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的過程中，應(yīng)加強對混凝土材料耐久性能的關(guān)注。從混凝土耐久性能入手，可以實現(xiàn)控制道路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的目的。

其次，結(jié)構(gòu)化設(shè)計在混凝土使用中的應(yīng)用需開展針對混凝土材料抗壓性能的檢測工作，并借助檢測數(shù)據(jù)明確混凝土材料強度值，且綜合考慮混凝土材料澆筑速度、澆筑后續(xù)、振搗方式、振搗時間等多方面因素，以保障混凝土材料質(zhì)量性能，且加強對混凝土材料相關(guān)施工技術(shù)應(yīng)用階段的關(guān)注，使結(jié)構(gòu)化設(shè)計內(nèi)容與實際施工情況保持一致。

再次，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念應(yīng)用中，設(shè)計人員需要從結(jié)構(gòu)整體性出發(fā)，優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)，研究提升混凝土耐久性能的方式，并在調(diào)研周邊環(huán)境與區(qū)域內(nèi)氣候條件的基礎(chǔ)上，調(diào)整混凝土材料配比方案，明確混凝土配比中水泥灰材料、水的用量及配比后混凝土強度狀態(tài)，從而貫徹結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念[5]。

最后，設(shè)計人員可以將混凝土原材料與相關(guān)混凝土施工技術(shù)作為參考，詳細(xì)規(guī)劃混凝土使用環(huán)節(jié)的流程與內(nèi)容，保障混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢展現(xiàn)出來，從而為混凝土材料的正常使用夯實基礎(chǔ)。

3.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在鋼筋混凝土保護(hù)中的應(yīng)用

鋼筋混凝土是道路橋梁施工中的關(guān)鍵材料，可直接影響道路橋梁結(jié)構(gòu)的承載力。鋼筋混凝土材料設(shè)計不當(dāng)可能導(dǎo)致道路橋梁在后期使用中出現(xiàn)坍塌或安全事故，因此，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的應(yīng)用中，設(shè)計人員需要加強對鋼筋混凝土保護(hù)環(huán)節(jié)的關(guān)注。

同時，結(jié)構(gòu)化設(shè)計在鋼筋混凝土保護(hù)中的應(yīng)用要點主要體現(xiàn)在設(shè)計人員可以將鋼筋混凝土原材料的種類作為依據(jù)規(guī)劃保護(hù)層位置，減少外界因素對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面完整性的破壞，從而避免鋼筋混凝土材料出現(xiàn)銹蝕、斷裂等問題。

此外，在氣候環(huán)境較為惡劣的道路橋梁項目建設(shè)區(qū)域中，需要適當(dāng)增加鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度，降低惡劣環(huán)境對鋼筋混凝土的破壞能力，從而保障道路橋梁的使用性能[6]。

3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在配筋中的應(yīng)用

一般情況下，道路橋梁在后續(xù)應(yīng)用中出現(xiàn)路面裂縫問題的概率較高，道路路面行駛安全性也會隨之下降，且降雨會向路面裂縫區(qū)域滲漏，導(dǎo)致道路橋梁內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而道路橋梁裂縫問題的出現(xiàn)與結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計之間存在直接關(guān)系。結(jié)構(gòu)化設(shè)計在配筋中的應(yīng)用需要相關(guān)設(shè)計人員重點關(guān)注配筋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性的問題，同時以預(yù)防路面裂縫問題為目的，在優(yōu)化混凝土材料配比過程中深入?yún)f(xié)調(diào)配筋構(gòu)造，不斷提升混凝土材料收縮應(yīng)力性能，避免道路橋梁路面裂縫問題的出現(xiàn)。

3.4 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在計算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用

相較于傳統(tǒng)的道路橋梁設(shè)計模式而言，結(jié)構(gòu)化設(shè)計應(yīng)用最大特點體現(xiàn)在計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用中。

其一，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計中，設(shè)計人員可借助計算機(jī)技術(shù)對相關(guān)設(shè)計活動的具體內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃，還可以通過設(shè)計軟件打造道路橋梁項目三維設(shè)計模型，從整體性角度與綜合性角度入手，對道路橋梁項目設(shè)計方案的科學(xué)化進(jìn)行調(diào)整，以保障設(shè)計方案的可行性。

其二，在計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用中，設(shè)計部門需要建立健全網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)揮計算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢，而設(shè)計人員需要培養(yǎng)自身信息素養(yǎng)。

其三，結(jié)構(gòu)化設(shè)計模式中，相關(guān)工作人員可以將道路橋梁實際建設(shè)尺寸與建設(shè)原料為依據(jù)，調(diào)整三維設(shè)計模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，并將各個設(shè)計模塊之間緊密結(jié)合起來，以減少出現(xiàn)設(shè)計不當(dāng)?shù)膯栴}。

其四，設(shè)計人員可充分參考國內(nèi)外優(yōu)秀的設(shè)計方案，并借助高效的計算公式確定設(shè)計方案中相關(guān)參數(shù)，以打造具有科學(xué)性特點的道路橋梁設(shè)計活動，貫徹簡約化設(shè)計原則[7-8]。

3.5 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在防水保護(hù)中的應(yīng)用

道路橋梁本身處于露天環(huán)境下，隨著時間推移，道路橋梁表面所受到的損害程度也會不斷增加，如道路橋梁受到雨水侵蝕后內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會逐漸下降。因此，結(jié)構(gòu)化設(shè)計模式應(yīng)用中，設(shè)計人員需要加強對道路橋梁防水保護(hù)問題的關(guān)注，優(yōu)化防水裝置設(shè)計環(huán)節(jié)。

結(jié)構(gòu)化設(shè)計在防水保護(hù)中的應(yīng)用要點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，設(shè)計人員需要優(yōu)先選擇具有防水性能特點的混凝土材料，并在混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中安裝鋼筋網(wǎng)，提升混凝土內(nèi)部張力。也可以選擇包含結(jié)晶材料的復(fù)合型混凝土材料，對道路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行基礎(chǔ)保護(hù)，以減少降雨對道路橋梁結(jié)構(gòu)完整性產(chǎn)生的影響。

其次，設(shè)計人員需要高度關(guān)注排水管道與雨水管道設(shè)計問題，并以道路橋梁工程實際情況為依據(jù)實施管道安裝工作，確保道路及周邊水分可以及時排出，從而保障道路橋梁主體結(jié)構(gòu)在運行環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性。

最后，在設(shè)計道路橋梁管道系統(tǒng)的過程中，應(yīng)將管道結(jié)構(gòu)與道路橋梁主體結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，并在建設(shè)管道系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增強道路橋梁各個層次之間連接性，以打造具有一體化特點的道路橋梁結(jié)構(gòu)體系。

4 結(jié)語

綜上所述，道路橋梁項目建設(shè)方案設(shè)計是整體道路橋梁建設(shè)環(huán)節(jié)的重點，且道路橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)本身具有復(fù)雜性特點，設(shè)計方案的合理性與科學(xué)性會直接影響整體公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。

因此，設(shè)計人員需要積極學(xué)習(xí)建筑行業(yè)中先進(jìn)的設(shè)計理念，明確認(rèn)識結(jié)構(gòu)化設(shè)計概念及其在道路橋梁建設(shè)中應(yīng)用價值、應(yīng)用原則，并從混凝土使用、鋼筋混凝土保護(hù)、配筋、計算機(jī)技術(shù)及防水保護(hù)的角度入手，深入探究結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的實際應(yīng)用。掌握結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的應(yīng)用要點，打造具有科學(xué)性與可行性特點的道路橋梁設(shè)計，同時充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)化設(shè)計理念的應(yīng)用優(yōu)勢，優(yōu)化道路橋梁主體結(jié)構(gòu)組成，可以減少道路橋梁在后續(xù)運行環(huán)節(jié)中出現(xiàn)安全事故問題的概率，還可以延長道路橋梁使用壽命，從而促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。