结构化设计在道路桥梁设计的应用分析

2020-02-16胡师杰

四川水泥 2020年5期

胡师杰

（中铁第五勘察设计院集团有限公司天津分院， 300101）

0 引言：

为了适应现代化社会的快速发展，就必须加快我国的道路桥梁建设，而其设计的科学性和安全性深刻的影响着人们的生命财产安全。而传统的设计方式，并不能满足现阶段道路桥梁建设的需求。因此需要应用到结构化设计方式，以此来提升道路桥梁的承载能力，安全性，持久度等能力，最大限度的延长其使用寿命，并降低遇到各种风险的概率。

1 结构化设计在道路桥梁设计中应用意义

结构化设计是一种基于工程结构特点进行设计的方式，通过科学合理的结构化设计可以有效的提升工程的整体质量，并且可以在一定程度上降低工程施工或是投入实际使用时的安全风险。随着我国现代化建设的不断加快，道路桥梁建设的规模不断增大，传统的设计方式逐渐不能满足现代化道路桥梁建设的需求，因此，及时地应用结构化设计是十分有必要的。

传统的道路桥梁建设的设计过程主要依据的是传统的施工经验，首先设计初步的施工方案，设计道路桥梁的要求尺寸，制造工艺，总体布置以及施工材料的选购等方案，然后再通过设计方案构建模型，对模型进行结构分析，力学分析，检验实际投入使用时可以遇到的风险方案。但由于现阶段可能遇到的问题远远高于以往，且随着我国交通运输产业的飞速发展，显然传统的道路桥梁设计方案并不能满足现阶段的需求。而因为设计方案的不合理，也常常出现道路或桥梁开裂等现象，严重的影响着人们的生产生活安全。因此，现阶段的道路桥梁设计需要加入更为先进的结构化设计方案，设计者必须将能想到尽可能多未来可能遇到的风险进行方案设计，构建更为合理的模型。通过应用结构化设计理念，能够把道路桥梁设计方案尽可能细化，清晰的分出每一步的设计，化繁为简，化简为一，通过把一个十分巨大的的道路桥梁设计方案分成若干个小的，独立的设计方案。能够让设计者设计方案时更加清晰，更加容易自上而下进行设计，一步步的设计出每个模块的设计方案，再通过总体设计理念把各个独立单一的模块进行组合，形成该道路桥梁设计的整体方案。通过结构化设计不仅仅可以节省设计者的设计方案时间，同时还可以有效的提升设计方案的科学合理性，降低施工或投入实际应用时的遇到事故的概率。

2 结构化设计在道路桥梁中的特点与设计特点

结构化设计的精髓就在于能够把一项十分巨大的功能模块化，分成若干个小的工程方案，分成的小方案需要尽可能的小，单一，实现最为简单的功能，并且尽可能的降低各个方案之间的耦合性，这时就可以同时对多个模块方案进行设计，极大的提升了设计者的设计效率。并且由于各个功能模块分的很细，其在设计方案时就可能考虑到更多的问题，这样可以有效的降低未来建设施工或是投入实际应用时遇到各种风险的概率。

道路桥梁结构化设计时需要紧随科学性原则、简约化原则、连续性原则、综合性原则和整体性原则。

无论什么样的功能，其在能够执行其功能的同时最为重要的就是它的安全性，而工程的安全性需要在设计方案的科学合理性。因此在道路桥梁建设时需要合理的选择道路桥梁结构，提升其负载能力，降低未来的风险。

而简约化原则则是要求在设计道路桥梁设计方案时需要简化道路桥梁的受力方式和力的传递方式，能够是道路桥梁分散承受压力负荷。同时在选购施工材料是也应该遵循简约化原则，在保证工程施工的要求时降低预算成本，并且提高施工效率，降低施工成本。

连续性原则则是要求道路桥梁在设计过程中应该充分的考虑到未来可能需要承载更多的车辆，其受力会逐步增大。因此在这种情况下，可以通过优化道路桥梁的受力结构设计和选取更为优质的建设材料来提升道路桥梁的有效受力面积，并且可以缩短桥梁的传递力路径。

综合性原则要求方案设计人员在设计建设方案时充分的考虑到选购的建设材料和构建结构之间的兼容性，充分的考虑到不同材料在实际应用时可能表现出的不同作用。通过综合性原则可以最大限度的发挥施工材料的性能，甚至可以通过不同材料的组合应用发挥出超越本身的性能。

由于结构化设计的设计思想，在设计方案时应该谨遵循整体性原则，在设计方案时由于是按照功能模块进行设计的，这时就需要考虑到以后组合方案时的要求，各个模块需要能够良好的组合到一起，功能之间不能存在互斥现象，需要所有模块紧密的联系到一起。

3 结构化设计在道路桥梁设计中应用的实现以及注意事项

基于结构化设计在道路桥梁设计中表现的优越性，结构化设计思想在道路桥梁设计中发挥着越来越重要的作用。

设计道路桥梁模型是分析其受力结构至关重要的环节。通过构建科学合理的模型，才能更好的分析其受力情况，设计出更为优秀的道路桥梁建设方案。而通常构建模型主要通过离散化结构设计、模型化结构设计、材料与负荷结构化设计组成。

离散化结构设计可以将道路桥梁从一个整体结构细化，将道路桥梁错综复杂的受力简化成若干种简单的受力分析。进而可以使设计人员更为清晰的分析道路桥梁的受力情况，提高设计方案的准确性。模型化结构设计，通过分析道路桥梁的受力情况，设计更为合理的结构设计，提高结构受力负载能力。而材料与负荷结构化设计，是经过实际中不同角度进行分析，简化模型设计结构，保证能够完成道路桥梁的职能前提下，选取更为简单的设计模型，降低施工难度。

现阶段，结构化设计常常应用于道路桥梁防水施工，道路桥梁防崩施工，道路桥梁混凝土施工等，道路桥梁加固施工设计中。

在设计道路桥梁防水方案中，选购的采用通常是密实性更佳的混凝土材料。为了防止雨水腐蚀道路桥梁，使道路桥梁在投入实际使用后出现裂纹，混凝土材料需要能够确保路面的粘结性，不能是道路出现起皮现象。在施工时，道路桥梁的路面需要表现出良好的抗压，延展，抗拉性，防止雨水渗透到桥面下的钢筋结构，出现腐蚀现象。

在设计道路桥梁混凝土施工方案中需要考虑到混凝土的厚度，在钢筋混凝土结构上层铺设防腐蚀保护层，防止钢筋被外界环境腐蚀，从而提升道路桥梁的整体耐久性和安全性。

在设计道路桥梁加固施工中需要施工人员充分了解桥梁的结构，选用适当的加固技术与优化方案，降低钢筋混凝土的负载力，增加道路桥梁的使用寿命。

道路桥梁防崩技术施工方案中需要合理的测量计算出欲抛的高度，并且，在施工过程中需要在桥梁管道与混凝土结构之间留有一定的间隙。