道路桥梁设计中结构化设计的应用分析

王功浩

道路桥梁设计中结构化设计的应用分析

王功浩

（平顶山市公路交通勘察设计院，河南 平顶山 465200）

本文首先阐述结构化设计的重要性，然后分析结构化设计在道路桥梁设计中的应用原则，最后探讨结构化设计在道路桥梁设计中的具体应用，即在防水设计中的应用、在增加钢筋保护层的厚度方面的应用、在提高混凝土的耐久性方面的应用、在增加构造配筋方面的应用等几方面。

道路桥梁；结构化设计；设计原则

1 结构化设计的重要性

在较长一段时间的道路桥梁设计中，设计人员普遍较为重视桥梁自身的强度，而忽视桥梁的其耐力和承受力。但是，在实际道路交通运营过程中，桥梁开裂、构件扭曲等现象通常会引发桥梁事故。这主要是因为在进行桥梁设计时，工作人员将重心放在桥梁的耐受强度上，忽视桥梁的使用极限和耐久性。在传统桥梁设计过程中，工作人员编制设计方案主要依据以前的设计经验和道路桥梁的项目要求，在设计方案中，明确道路桥梁的结构尺寸、制作技术、材料选择、结构布置等，对桥梁的经济性、实用性、科学性进行分析，对其力学性能进行计算，对其可行性进行检验，并根据道路桥梁施工现场的实际情况对设计方案进行调整和修改。在设计桥梁时，设计师将设计重点放在桥梁结构布局及结构强度上，而对对桥梁的承受力及耐久性考虑不足，而在传统设计过程中对设计方案的修改和调整，虽然能保证设计方案的可行性和安全性，但并不是桥梁设计的最优方案。随着道路桥梁设计技术的不断发展和对桥梁强度、耐用性要求的提高，采用结构化设计手段进行桥梁设计显得越来越重要。运用结构化设计手段的实质是将道路桥梁的整体结构分为若干个功能单一、互相独立的个体，根据道路桥梁结构设计的要求，及时完成概要设计和详细设计，对设计结构图进行科学描绘，综合施工现场的实际情况对设计方案进行适当修改和完善［1］。运用结构化设计手段可以对设计方案进行不断完善，保证道路桥梁项目的工程进度和工程质量，促进道路桥梁的进一步发展，推动相关设计和施工技术的进步，在实现项目建设的经济效益的同时取得良好的社会效益。

2 结构化设计在道路桥梁设计中的应用原则

2.1 连续性

随着经济的发展，我国机动车保有量不断增多，交通运输量逐年增加，导致道路桥梁的荷载量不断增加，因此，在对道路桥梁进行结构化设计时，确保其稳定性及耐久度就显得尤为重要［2］。在设计过程中，要将项目的具体实际情况与设计方案相结合，在保证结构稳定、桥梁受力均匀的同时，适当扩大桥梁的受力面积，缩短道路传输路径，为道路桥梁工程施工提供便利，同时实现施工材料的节约，保证其结构的连续性和稳定性，建设具有一体化、连续性的道路桥梁结构。

2.2 整体性

设计道路桥梁结构时，要重视其结构的整体性，并重点关注道路桥梁的关键部位，提高其结构承受能力，保证道路桥梁结构的稳固性［3］。此外，对其进行结构化设计保证道路桥梁工程质量的同时，严格控制道路桥梁的施工成本，实现道路桥梁施工的经济效益。

2.3 综合性

进行道路桥梁结构化设计是在对施工材料和桥梁结构充分考虑的基础上，对桥梁结构中不同部位的受力特点和应用优势进行重点分析后而总结出的一种优化的设计方法。为了保证设计效果的实现，要对桥梁设计方案进行有针对性的修改和调整，并合理选择设计中的具体结构位置、安装施工的材料，进而优化道路桥梁结构化设计方案，保证桥梁结构的稳定性和安全性。

2.4 科学性

综合道路桥梁施工现场的具体情况，合理布局道路桥梁结构化设计中的结构构件［4］。在对道路桥梁结构中的具体构件进行调整时，要保证不会对道路桥梁整体的稳定性造成影响，实现内部结构设计的优化，避免在道路桥梁设计中出现问题和故障。

3 结构化设计在道路桥梁设计中的应用

3.1 在防水设计中结构化设计的应用

道路桥梁的使用寿命和施工质量受到道路桥梁防水性能的影响。当道路桥梁的防水性能较差时，会导致无法迅速排出道路桥梁表面的积水，长时间积水的积聚，会侵蚀道路桥梁的内部结构，从而影响道路桥梁的正常运转，甚至会导致交通事故的发生。因此，做好桥梁的防水设计尤为重要。在选择防水材料时，要严格控制防水材料的质量，保证道路桥梁路面的良好的防水性能。同时，还可以添加钢筋网到混凝土中，在进行道路桥梁混凝土施工时，避免雨水渗入开裂的混凝土中。对防水设计进行结构化设计具有以下要求：①路面与混凝土的整体性，使路面与混凝土较好地粘结在一起，避免路面的脱落或起皮；②防水结构的延展性，保证防水设计具有较好的抗拉强度；③合理、科学设计排水管道，降低雨水对道路桥梁路面的影响［5］。

3.2 在增加钢筋保护层的厚度方面结构化设计的应用

在道路桥梁施工设计中，钢筋混凝土是较为常见的材料。钢筋混凝土由钢筋材料和混凝土构成，同时具有两种材料的优点。道路桥梁在实际运用过程中，受外界各因素的影响，钢筋容易被腐蚀，而在钢筋混凝土层上设置一定的保护层，能提高钢筋的耐久性。根据施工项目的实际情况进行道路桥梁结构化设计，如果项目的成本、环境等因素满足一定的条件，可以适当增加钢筋保护层的厚度，从而延长道路桥梁使用寿命。

3.3 在提高混凝土的耐久性方面结构化设计的应用

影响道路桥梁性能发挥和使用寿命的重要因素之一就是混凝土的耐久性，所以，在保证施工企业经济效益的同时，不能忽视道路桥梁的工程质量。设计时要充分考虑道路桥梁施工对其整体结构的影响，选择合适的材料，避免因原材料问题引发质量问题。在运用结构化设计方法设计道路桥梁时，要重视混凝土的耐久，对混凝土材料的配比进行严格控制，并根据相关规定设计混凝土的最大水灰比、最低强度等，提高其耐久性，保证混凝土性能的发挥。

3.4 在增加构造配筋方面结构化设计的应用

在混凝土结构中，较易出现的问题是裂缝，若不及时对裂缝进行有效处理，会引发更严重的问题。如当混凝土结构出现裂缝，雨水会顺着裂缝渗入混凝土内部，从而腐蚀其内部的钢筋结构，因此，在对道路桥梁进行结构设计时，增加构造配筋的数量，优化道路桥梁结构的配置，从而有效提升其结构的防裂性能。

4 结语

对道路桥梁进行结构化设计时，要根据项目的具体情况和特点，改进项目设计方案中存在的问题，保证其针对性和可靠性的提高。结构化设计在道路桥梁工程中的应用，推动了道路桥梁设计方式的改变，因此，我们要加强其在道路桥梁设计中的应用，从而推动我国道路桥梁行业的进步。

［1］陈菲菲.结构化设计在道路桥梁设计中的应用［J］.黑龙江科学，2015（1）：40-41.

［2］陈杰，崔炫，来苏群，等.浅析结构化设计在道路桥梁设计中的应用［J］.黑龙江交通科技，2015（7）：102，104.

［3］王虎贵，宋骥妍，张晨越，等.道路桥梁中结构化设计的实践运用［J］.科技与企业，2016（9）：142.

［4］蔡锋斌.结构化设计在道路桥梁设计中的应用［J］.城市建设理论研究，2013（33）：67.

［5］焦辰龙，乔红朝.结构化设计在道路桥梁设计中的应用［J］.城市建设理论研究，2016（11）：61.

Structural Design Analysis of Road and Bridge Design

Wang Gonghao
（Pingdingshan Highway Traffic Survey and Design Institute，Pingdingshan Henan 465200）

This paper expounded the importance of the design of the structure,and then analyzed the application of the principle of structural design in the design of roads and bridges,and finally discussed the specific application of structured design in the design of roads and bridges,which is used in the waterproof design of the increase in the thickness of steel protection application,in terms of improving concrete durability in application,increasing structural reinforcement and the application of several aspects.

road and bridge；structural design；design principle

U442.5

A

103-5168（2017）09-0121-02

2017-08-02

王功浩（1979-），男，工程师，研究方向：道路桥梁勘察设计。