浅析结构化设计在道路桥梁设计中的应用 吴立波

浅析结构化设计在道路桥梁设计中的应用吴立波

发表时间：2018-10-01T20:12:31.907Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：吴立波

[导读] 摘要：随着我国经济的飞速发展，科学技术也取得了很大进步，因此人们对道路桥梁项目的要求也越来越高，众所周知道路桥梁设计在整个项目工程中占据极为重要的地位，结构化设计在道路桥梁中广泛被应用，本文主要探讨道路桥梁设计中结构化设计的应用，以供同行参考。

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摘要：随着我国经济的飞速发展，科学技术也取得了很大进步，因此人们对道路桥梁项目的要求也越来越高，众所周知道路桥梁设计在整个项目工程中占据极为重要的地位，结构化设计在道路桥梁中广泛被应用，本文主要探讨道路桥梁设计中结构化设计的应用，以供同行参考。

关键词：结构化设计；道路桥梁；设计；应用

在设计道路桥梁结构时，遵守的基本原则就是安全性、适用性和经济性，传统的设计方法通常选用定值设计法，主要目的就是满足设计规范要求，达到最低水平的设计，这种设计方法对桥梁结构中存在的许多不确定因素不能进行描述与处理，也不能对适用、经济和安全等指标进行定量性的分析计算，对这些指标之间的矛盾无法进行调和，很难达到三者的均衡。结构化设计能有效解决传统设计方法中的问题，在道路桥梁设计中的应用得到证实，有非常广阔的前景。

1 结构化设计的必要性

结构化设计不仅能够代替传统设计，还在其基础上进行了创新。传统设计中，其材料的选定、工艺技术及设计大小等均通过经验判断进行估算，然后分析整体结构。最后通过检验的方式进行设计检验来确定设计的可行性与合理性。传统设计中对于各项结构设计数据不够明确，设计方法过于老化。与之不同的结构化设计中，首先能够将设计进行兼顾，从各个部位向整体进行掌握。设计中的各个模块设计、结构设计等均通过先进的程序技术进行设计，从单一的结构转向多模块的形式。其设计技能满足日趋复杂的道桥建设，同时也能够带来精细化创新设计。有利于道路桥梁的可持续发展。

2 结构化设计的主要内容

结构化设计的方法主要是自顶层向下细化、模块化和结构化程序设计等成程序设计技术发展而来，主要的思想是把道路桥梁设计分为具有独立功能而且相互之间和谐存在可以相互整合的模块结构，主要包括概要设计和诸多环节的详细设计。结构化设计主要通过结构图来描述各个阶段的具体设计。

结构化设计在道路桥梁可靠度上的设计，道路桥梁的可靠度是设计标准中的最主要性能指标。一般将影响结构可靠性的因素可以分为两类，分别是结构构件的荷载效应和抗力。由于荷载效应受众多因素影响，而材料性能多方面因素又制约着抗力，因此，为了实现结构化设计的可靠性，对荷载效应和抗力进行单独的模块设计是结构化设计的重点。首先应该明确的指导道路桥梁的截面承载的安全指标，这对于道路的安全运行是务必明确的事情，在进行道路桥梁的结构设计时确保可靠度合格；其次，为了使道路桥梁的可靠度达标，要满足结构设计的要求，即结构的综合荷载效应应该小于结构的总抗力，务必要在设计的过程中确定结构的相关失效标准，构建出清晰准确的失效模型，两相对比之下，才能更好的把道路桥梁的设计工作做好。

3结构化设计的不同计算模型

3.1离散化结构

在道路桥梁结构设计时需要把结构的无限自由度转化为有限的自由度，也就是把整个结构分为有限个部分，这种划分就把整个结构进行了离散化的划分。这种结构化设计形成的离散化的结构有利于受力分析，更容易进行设计施工。

3.2模型化结构

道路桥梁设计中要运用力学原理对各种结构的内在规律性进行分析，结构化设计能够做到抓住主要矛盾对结构进行模型化处理，模型化的结构使整个设计变得更加具体，易于施工的正常进行。

3.3简化的材料和荷载

结构化设计通常会假设结构的材料是具有理想塑性和理想弹性的，而且用有限的参数来模拟具有无限自由度的随机荷载。这些有限的参数可以是具有概率特性的参数，也可以是解析式的参数。结构化设计使材料和荷载在计算时变得更加简化，也利于更好的进行施工前的结构设计。

要想使计算结果能够吻合实际的结构状况，在很大程度上取决于对计算模型的选取，因要慎重的选择计算模型，要保证选取的计算模型能够真正地反映出桥梁结构的实际受力状况。选取计算模型时，要充分考虑结构化设计在桥梁结构设计中的具体情况，具体情况具体分析，从而制定出最合理的计算模型。

4.结构化设计在道路桥梁设计中的不同应用

4.1 结构化设计在道路桥梁防水设计中的应用

道路桥梁的结构化设计是非常关键的，若在道路桥梁的路面上出现渗水无法排除及防渗漏出现纰漏的话，这些都会缩短道路桥梁的使用寿命。一方面要增强防水层的设计部署，想要做到对道路桥梁的防水保护效果，就要确保铺上一层防水层，因此这就需要选择更密实性的混凝土做原材料，另外还需要混入钢筋网，这样可以降低混凝土开裂的几率，而选择用复合纤维混凝土或将水泥与结晶材料渗透在一起，同样可以达到防水的目的。达标的防水层结构设计要符合以下几个原则：第一，确保路面有粘结性，不起皮，不脱落；第二，要将混凝土与路面铺成一个整体；第三，在整体性的结构上要确保具有抗拉强度及保持一定的延展性；第四，要确保泄水管道的设计与安装更合理，在细节上要预防水份通过管道渗出，这会对混凝土造成负面的影响。

4.2 结构化设计在道路桥梁混凝土施工中的应用

4.2.1 结构化设计中要增强钢筋的混凝土保护层的厚度

对于钢筋混凝土来说，它的成分属于钢筋和混凝土混合组成的一个复合型的材料，在道路桥梁建设中是很普遍的施工材料，不过对于铺在钢筋混凝土层上的保护层来说，主要是起到预防钢筋腐蚀，增强结构持久性，提高安全系数，可以更好地保护钢筋混凝土。所以，依照国家的规定来看，想要进一步增强保护层对钢筋混凝土的保护系数，在进行结构设计中，通过提高保护层的厚度是可以达到这个目的。

4.2.2 结构化设计要符合混凝土耐久性的特点

对于混凝土的持久性来说，在结构设计中，它是直接关系到道路桥梁的施工质量的，同时也影响着道路桥梁的使用期限。这几年来，因为在混凝土施工当中存在着削减工料的情况，同时结构设计也忽略了整体布局，计算失误等都会影响工程的质量。所以在设计混凝土的时候，一定要满足耐久性的特点。而要做到混凝土结构的耐久性，就要确保混凝土自身的耐久性提高，因此在材料配比上要做好计划，比如水灰比例、水泥使用量、强度级别等，这对都会影响耐久性的变化。

4.2.3 结构化设计中要增强构造配筋

混凝土容易出现开裂的情况，进一步会影响结构的损失或破坏，如果出现开裂的话，不仅会引起雨水渗入的情况，影响开裂缝隙增大，同时也会侵蚀内部结构。所以，对混凝土的使用过程要对开裂的情况加以控制，可以通过增加构造配筋来达到目的，通过这种方法可增强混凝土结构的抗裂缝能力。

结束语

近年来我国基础建设不断发展，道路桥梁建设作为交通运输业的核心环节，要想取得巨大的发展进步，必须做好施工建设工作，而要想保证施工很好地进行，就要做好施工前的设计工作。通过实践证明，结构化设计在道路桥梁设计中的应用不但保证了道路桥梁工程的质量，还保证了工程的安全性和经济性。结构化设计的应用有广阔的市场前景和使用价值。

参考文献：

[1]李艳晖.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].中国新技术新产品，2013（17）.

[2]赵婷婷，孙强.探讨道路桥梁设计的现状与改善措施[J].城市建筑，2013（14）

[3]康健，梁秀峰.道路桥梁设计隐患问题研究[J].科技与企业，2014（24）