结构化设计在道路桥梁设计中的应用

樊兆阳

摘要：近年来，我国交通行业发展的非常迅速，道路桥梁工程是交通运输工作中的重要组成，保证道桥施工质量，避免安全事故的发生是该行业发展过程中的主要目标。想要提高道桥施工质量，做好设计工作是非常有必要的。传统的施工设计方法在应用的过程中，很容易忽视道桥结构中的一些问题，导致道桥安全问题时有发生，而将结构化设计应用在道路桥梁设计中，可以避免道桥内部结构出现损坏的现象，有效延长了道桥的使用寿命。

关键词：结构化设计；道路桥梁设计；应用

一、结构化设计的必要性

结构化设计指的是对程序结构、数据结构以及设计过程进行逐渐的细化、审评以及编写的一个过程。将结构化设计方法应用到道路桥梁设计中，能够对道路桥梁模型进行不同的计算，从而选择出最合适的桥梁设计方案。在桥梁设计中，应用结构化设计方法能够较好的对桥梁建设中的一些不确定的因素进行分析，并且能够针对这些不确定的因素进行科学的处理，从而保证桥梁的安全和耐久性。

在传统的桥梁设计中，通常都是首先根据桥梁设计经验对初始的设计方案进行编制，设计方案内容主要包括桥梁总体布置、桥梁结构尺寸、桥梁材料选择等。之后分析桥梁结构，最后再分析桥梁力学，对桥梁结构设计的可行性进行检验并且针对情况的不同进行相关修改。根据上文所述，我们可以看出这种设计方法只能够检验施工方案的安全性和可行性，无法满足最优设计的要求，并不能够满足桥梁设计复杂的要求，所以说就传统的桥梁设计方法来看，进行桥梁结构化设计显得十分的必要。

二、桥梁结构化设计原则

1、科学性原则

科学性是进行道路桥梁结构设计时主要遵循的原则，要保证道路桥梁结构的科学合理。在实际设计的过程中，要对施工中的各项参数进行掌握，确定每个部位施工的合理性，在此基础上，对道桥结构进行优化设计，使桥梁结构的整体变的更加轻盈，方便施工作业，这样才可以提高结构设计的科学性。

2、简约化原则

桥梁结构设计的简约化是现代桥梁设计的重要目标，在设计过程中应该尽可能的应用简化的路径实现桥梁结构力的简单和直接的传递，从而保证桥梁能够对外部负荷进行平衡的分散。实现桥梁结构设计的简约化对于节约施工材料、提高结构强度以及加快施工效率具有十分重要的意义。

3、连续性原则

目前，随着桥梁事业的不断发展，桥梁建设体积和规模在逐渐的扩大，桥梁自身重量也在不断的提高，并且桥梁负荷在逐渐增大。面对这样的情况，在桥梁结构化设计中必须要满足桥梁设计连续性和一体性的要求，从而保证桥梁结构在受力的情况下对有效的受力面积进行扩大，对桥梁受力传递的路径进行缩短，在实现节约材料以及优化结构目标的同时，对桥梁结构的连续性以及稳定性进行提高。

4、统合性原则

在桥梁结构化设计中，必须对结构和材料两个部分进行统合。在桥梁结构设计中，应该对不同材料在桥梁结构中的不同部位以及性质进行充分的考虑，保证在优化结构设计的同时还能够对材料进行科学的应用。与此同时，还应该根据不同的结构、不同的功能以及不同形状受力的特点，对桥梁进行统和，从而保证桥梁结构能够达到受力、重量以及稳定的特性目标。

5、整体性原则

在桥梁结构设计中，应该对结构化设计方法的优势和特点进行充分的利用，从而满足桥梁结构整体性的原则，尤其是必须保证桥梁过载和特殊情况能够满足桥梁结构安全性和整体性的要求，从而对桥梁的承重力进行提高，达到整体效果，确保节约桥梁结构的总体用料，在保证施工质量的同时降低工程造价。

三、结构化设计的不同计算模型

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。

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、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。

四、道路桥梁结构化设计应用的要点

1、道路桥梁防水结构设计的应用

在进行桥梁的设计工作时，要保证桥梁实际应用性能符合相关标准，做好施工材料和施工技术的设计工作，保证材料的质量符合施工需求，确保道桥路面不会出现起皮或者开裂的现象。还要在进行道桥结构的防水设计时，要保证路面的平整性，结合道桥施工的实际情况做好设计工作，将路面作为一个整体，做好混凝土的施工作业，在选择混凝土材料过程中，要选择防水性、延展性好的材料，结合有效的施工技术，来实现防水结构的建设。另外，在施工之前还要做好排水系统的建设，对道桥内部的排水管线进行合理设计，并根据设计进行规范性的安装，保证排水管材的安装质量，在使用的过程中不会出现渗漏的现象，这样才能提高道路桥梁的防水性，保证道路桥梁的應用质量。

2、道路桥梁混凝土项目设计的应用

混凝土施工是道桥建设中非常重要的施工技术，在使用该项技术之前，需要结合道桥施工的实际需求，来进行结构设计。钢筋材料是道桥施工中具有承载作用的关键材料，做好钢筋的保护工作也是非常重要的。在进行施工设计的过程中，要结合道桥工程结构需求和混凝土施工的相关标准，来设计钢筋保护层的具体厚度，这样可以保证钢筋材料的质量，可以将其结构性质和作用充分发挥出来，以此提高道路桥梁工程的安全性和稳定性。另外，还需要注重混凝土材料应用过程中的耐久性，施工之前设计好混凝土材料的应用比例，保证混凝土的应用质量符合道路桥梁结构的建设。最后，还需要重视配筋设计，结合混凝土的质量，使用合适数量的配筋，做好配筋形式和结构的设计，提高混凝土抗裂缝能力，保证道路桥梁结构质量符合标准。

结语：

道路桥梁的结构是整个设计工作的关键，特别是道路桥梁结构化进步方向日益明显的今天，更应该坚持结构化设计的方法，将核心与重点落实在道路桥梁的核心与重点，在确保道路桥梁结构合理，功能完备，使用安全的基础上，达到道路桥梁设计的综合性目标。

参考文献：

[1]殷江波，黄红妹.结构化设计在道路桥梁设计中的应用研究[J].黑龙江交通科技，2016，39（3）：102-103.

[2]范天彬.浅析结构化设计在道路桥梁设计中应用的重要性[J].建筑工程技术与设计，2015（3）.