结构化设计在道路桥梁设计中的应用研究

程浩

摘 要：随着我国社会经济的快速发展，人们对交通行业的需求程度和质量要求也越来越高，交通事业的发展对我国经济有着不可或缺的重要作用。作为交通运输行业最基础的组成部分，我国道桥的设计近年来受到越来越多人的关注，众所周知，道路桥梁的设计水平是整个道桥施工工程的重要影响因素，因此在对道路和桥梁进行结构化设计时必须要遵循一定的原则，拥有科学合理的结构化设计方法就可以提高道桥的结构强度，在一定程度上可以提高道路和桥梁的耐久性，从而延长其使用寿命。本文阐述了结构化设计在道路桥梁设计中的重要性和重要意义，并简述了结构化设计应用于道桥设计中的主要原则，接着分析了结构化设计的计算模型，最后列举了结构化设计在道桥设计中的具体应用。

关键词：结构化设计；道路桥梁；设计；应用；研究

中图分类号：U44 文献标志码：A

0 引言

现阶段，我国城市化建设速度不断加快，各相关部门对道路和桥梁设计的重视程度逐渐增强，道路和桥梁的设计施工是一项较为系统的工程，需要对道路原有情况和建设现状进行具体勘察，结合当地的实际情况和基本的设计参数进行设计分析，这样才能保证具体的设计情况符合相关的设计要求。结构化设计是一种新型的施工设计理念，它是在传统设计方法上进行更新和改良后的结果。通过以往的设计施工经验证明，结构化设计在道路和桥梁设计中具有较大的优势，因此加强道桥设计中的结构化设计方案具有重要的意义。

1 结构化设计在道路桥梁设计中的重要性和意义

1.1 结构化设计在道路桥梁设计中的重要性

在过去的施工设计中，设计的一般过程是相关人员首先根据自身的工作经验制定出一套最初的方案，最初的设计方案包括工程的材料选择、工程的施工技术、工程的具体工期和工程的整体布局等；其次对工程的结构进行分析审核，依据最初的设计图纸对工程结构的合理性和科学性进行审核，只有符合相应的标准才能进行下一步工序；最后对设计的工程结构进行力学模拟处理，观察方案是否具备力学上的可行性，并根据处理结果进行调整和更改。从传统设计方案的流程上分析，设计中更注重工程的安全性和可行性，但是却忽略了工程的施工质量，这无疑不满足现阶段人们对道路和桥梁的设计需求，因此我们亟待寻找一种更为合理的工程设计方式。

结构化设计是指自上而下对道路和桥梁进行细化设计，它主要的设计理念是将施工工程划分为若干个相对独立的结构模块。这种设计模式一方面是满足了现今道路和桥梁设计的发展需要，另一方面有利于促进施工工程达到设计最优状态。

1.2 结构化设计在道路桥梁设计中的意义

从过去道桥施工工程中看，传统的道桥施工工程更加重视道路和桥梁本身的强度，过去道路和桥梁本身承重能力和耐力都很好，但是近年来因道路和桥梁质量存在问题而发生事故的现象时有发生。通过分析具体事故可知，很多都是因为道路和桥梁开裂，桥梁扭曲等结构性构件损坏导致公路和桥梁的使用功能受到影响进而引发事故发生，这都是因为在对公路和桥梁进行设计时虽然对其本身的强度进行了加固，但是没有对耐久性等问题进行重视导致的。在传统的道桥工程设计中，设计者在确定了某个设计方案之后都会采取一定的方法和措施对设计方案的合理性和可行性进行检测，这种检测筛选的方法虽然得到了实际可行的设计方案，但是并没有在多个设计方案中优中选优，随着当前道桥建筑的复杂程度的增加和要求的增加，这种方式已经满足不了道桥工程在设计上的需求，为了更好地设计筛选出最佳设计方案应该将道桥的设计看作一个个模块结构，对每一个模块再进行具体的设计，这样组合起来的方案可以最大程度地增强公路和桥梁的使用寿命，提高其安全系数。

2 结构化设计应用于道桥设计中的主要原则

2.1 科学性原则

在对道路和桥梁进行结构化设计的时候应该遵循科学化的原则，对道桥的结构部分应该进行合理的设计，尤其要重视横截面与道桥结构的配置，并在合理的范围内改变调整道桥结构内力的分配，最大程度地减轻道桥本身的自重，确保设计方案的科学化。

2.2 简约化原则

第二要在道桥结构化的设计中确保设计方案的简约化，尽量用简约的设计方式实现道路和桥梁中受力均匀直接传递，这样道路和桥梁受到的外部同行车辆的负荷就可以更加均匀的分散开，另外还在一定程度上增强了道桥自身的结构强度，最后由于建筑材料得到了简化，一方面减轻了道桥的自重，另一方面降低了工程的施工成本，增加了道桥工程的经济效益。

2.3 连续性原则

当前的道桥结构的负载能力越来越大，同时自重也越来越大，为了适应这一趋势并加以改善就需要在道路桥梁设计规划中重视构造的连续性问题，以确保道路桥梁在受到应力时可以增加有效受力面积，分散道路和桥梁局部受到的应力，从而提高道路和桥梁的稳定性。

2.4 整体性原则

最后对道路和桥梁进行设计时应该重视和强调设计结构上的整体性原则，加大道路和桥梁的统一性和全局效果，这样当有超载等意外情况发生时能够更好地保证道桥的整体安全。

3 结构化设计在道桥设计中的应用

3.1 结构化设计在道桥防水设计中的应用

在道桥设计工程中，道路和桥梁的防水设计是一项十分重要的内容，道路和桥梁防水性能的好坏直接影响到其整体质量和使用寿命。在多雨的季节如果道路和桥梁的防水和排水效果欠佳，就会导致积水不能及时的排出，大量雨水积压在道路和桥梁的表面，久而久之就会造成雨水渗漏到道路和桥梁的结构内部，对道路桥梁的内部结构造成腐蚀，影响其正常使用。因此在对道桥结构进行设计时应该充分的重视防水设计，将防水层的设计结合到道桥的结构化设计之中，首先要增强道路和桥梁防水层的性能，在设计材料上选择防水性能更好的结晶材料混凝土或者复合纤维混凝土，这样可以增强防水层的密实性，有效提高道路桥梁的防水性能。另外在设计中可以加入钢筋网以增强混凝土的强度，防止混凝土开裂，有效地阻止雨水通过混凝土进入道路桥梁的内部结构。在对防水层进行结构化设计时，主要思想是将混凝土的设计和路面的设计看作一个整体，从而增加道路桥梁的黏合性，减少雨水等对表面的危害。

3.2 结构化设计在混凝土施工设计中的应用

道路和桥梁施工的另一个十分重要的内容就是混凝土的施工工程，在实际的工程中可以采用钢筋混凝土代替传统普通的混凝土以增强混凝土本身的质量，由于钢筋混凝土是一种较为复杂的混合型材料，极易受到外界环境和因素的腐蚀，所以在施工设计中应该对钢筋混凝土加以保护层设计，加大对钢筋混凝土的保护延长其使用寿命，因此有效地将结构化设计应用到混凝土施工中，可以很大程度地提升混凝土的稳定性和耐久性。另外，除了要增加混凝土的稳定性和耐久性之外，还应该对混凝土的断裂现象加以控制增强混凝土的结构抗裂能力，我们可以通过增强构造配筋得以实现。

总体来说，当今道路和桥梁在社会发展中有重要的地位，它不仅促进了社会的经济发展，更促进了社会生产的发展，因此我们要做好对道路和桥梁的设计工作以确保工程能够顺利完工投入使用，综合以上的内容可知，在对道桥进行设计时应该运用结构化设计方式保证设计工程的可行性和合理性，在确保道路桥梁结构合理、功能完善的基础上，达到对道路桥梁设计的综合性目标。

参考文献

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