探索道路桥梁设计中结构化设计的具体应用

高智军

摘要： 道路桥梁工程项目是我国主要的基础设施建设项目，其建设质量以及应用的可靠性直接关系着我国社会经济的发展。从当前道路桥梁设计活动来看，结构化设计会对道路桥梁建设的整体质量和整体水平产生重要影响，因此，必须要加强结构化设计在道路桥梁中的应用，明确相关设计要求和設计规范，合理控制设计过程中的不确定性因素，优化设计流程，从而提升道路桥梁的安全性、经济性以及适用性。

【关键词】道路桥梁设计;结构化设计;应用

1 结构化设计在道路桥梁设计中应用的必要性

在过去的道路桥梁建设模式中，设计流程的起始环节是完成初始方案的设定，这一过程的主要参考依据是以往的建设经验，涵盖了材料选用、总体布置、工艺流程、结构尺寸等多种要素，在初始方案设计完成后，通过结构分析与力学分析，对设计方案的可行性进行检验，并视情况进行相应的调整与纠正。可以看出，这一设计模式虽然可以对方案的可行性与安全性进行检验，但这种检验相对基础，没有涉及到最优环节，而随着社会经济的持续发展，道路桥梁建设的标准不断提高，设计需求也更加复杂，这种传统的设计模式显然无法满足道路桥梁工程设计的现实需要。

作为一种科学的设计方法，结构化设计近年来在道路桥梁设计中逐渐占据了主流，结构化设计起源于自顶向下细化、模块化与结构化等程序设计技术，是在道路桥梁的建设实践中不断形成发展的。从本质上来说，结构化设计就是将整体性设计，按照单一功能、相互独立的原则进行模块结构划分的过程，详细设计与概要设计是结构化设计的主要表现形式。这一设计模式在道桥设计中的广泛应用，大大提高了设计方案的安全性与可行性，而且也使得最优设计成为可能。

2 结构化设计在道路桥梁设计中的应用原则

结构化设计需要专业的设计理论基础作为基础，并对实际道路桥梁施工作业进行勘察，通过科学技术手段达成设计的主要目的。一般情况下，在进行结构化设计的过程中可以通过使用模拟的方式，对结构性良好的主体材料进行支撑力的分析，使其成为一个整体，然后再通过计算预测出道路桥梁设计的承载力。在确保结构化设计结构的合理性下，对整体结构进行分区域设计，均匀的将每一段桥梁可能承受的支撑点进行数据分析，并进行特殊设计。但无论采取怎样的方式，都必须遵循一定的原则，重点体现在以下几个方面。

2.1 科学性原则

在进行道路桥梁方案的设计时，要选择适合施工地区的桥梁结构，使得结构化设计在道路桥梁建设过程中的应用更加科学、合理。在道路桥梁施工过程中，确保桥梁的整体结构不发生变化的情况下，对结构化的位置进行科学的调整，优化道路桥梁的内部结构。结构化设计在道路桥梁设计中的科学性原则可以在一定程度上减少内部结构故障的發生，使其结构更加科学。

2.2 整体性原则

结构化设计在道路桥梁施工作业中所体现的整体性原则，主要是考虑到道路桥梁施工作业周期会受多种因素的影响，周期比较长。所以在设计过程中必须从大局出发，突出整体道路桥梁设计的需求，并对道路桥梁不同位置所能承受的承载力进行分析，重点是针对不同设计参数进行合理数据分析，进而使得不同时期不同位置的道路桥梁施工作业质量参数都能够达标。

2.3 简约化原则

简约化原则也是结构化设计在道路桥梁设计中的一项重要原则，简约化原则的应用既可以减少不必要的施工程序，使得施工成本得以科学控制，提高建设企业的经济效益，也可以压缩安全隐患的增长空间，提高工程的整体稳定性。在实际设计中，要尽可能使得道路桥梁结构力能完成直接、简单的传递，使得道路桥梁结构能平衡地分散外部负荷，以此达到降低桥梁自重、增强工程整体强度、优化施工流程的理想效果。

2.4 连续性原则

随着道路桥梁使用频率的逐渐增加，对于道路桥梁施工作业养护的频率也比通常情况下较高，特别是近年来车流量的增加，更是在很大程度上对道路桥梁质量带来了一定挑战。对此，为了延长道路桥梁的使用寿命，就需要在施工作业中，充分考虑到道路桥梁的稳定性和安全性，通过结构化设计分析来强化其抗压能力，使得结构化设计能够体现出道路桥梁的连续性使用的特点。

2.5 均衡性原则

随着我国交通事业的不断发展，在道路桥梁建设中对其质量要求也越来越高，对道路桥梁的承载力和使用寿命都有了新的标准，在进行道路桥梁结构化设计时，一定要遵循均衡性设计原则，这样可以有效地将荷载均衡分布，优化道路桥梁结构形式，节约成本，保证道路桥梁结构的稳定性。

3 道路桥梁设计中结构化设计的具体应用

3.1 在防水设计中的应用

在道路桥梁设计过程中结构化设计发挥着至关重要的作用，可以有效解决道路桥梁设计的防水问题。对道路桥梁建设项目来说，如果不能及时排除道路桥梁的表层积水或者道路桥梁自身防渗漏性能低下，会直接影响道路桥梁的使用年限和正常通行。因此，必须要加强道路桥梁的防水设计，选择密闭性良好的混凝土材料进行道路桥梁的结构搭建，并在混凝土中增加配筋网以减少开裂故障发生的概率，使用复合纤维混凝土提高防水效率。在应用结构化设计进行道路桥梁防水作业时，需要满足路面粘结性的标准，要求路面不会出现脱落和起皮现象。然后，施工人员要将路面与混凝土摊铺成统一的整体，保障路面具有良好的延展性以及抗拉性能。其次，施工人员需要严格按照图纸规划和设计标准规范安装排水管道，合理布局排水管道的位置以及密度，避免水分淤积到混凝土内部而影响混凝土的使用寿命和使用强度[2]。

3.2 在混凝土施工中的应用

道路桥梁项目建设应用最为广泛的材料为混凝土，混凝土施工质量的好坏直接关系着道路桥梁的承载能力和使用寿命，因此，必须要重视起混凝土施工，提高混凝土的耐久性能。在道路桥梁结构化设计中充分考虑混凝土的使用时间，采购高质量的混凝土进行道路桥梁建设，有效延长道路桥梁的寿命。并在结构设计的过程中将混凝土的整体布局放到核心位置，开展总体工程量的计算，避免计算结果出现偏差。为了增强道路桥梁混凝土结构的承载力，可以适当增加钢筋混凝土保护层的厚度，在钢筋混凝土表面涂抹保护层，避免里面的钢筋受到腐蚀，以维持钢筋原有的强度，提高道路桥梁的安全性和可靠性。其次，由于混凝土在使用过程中容易出现开裂问题，而且一旦发生混凝土开裂会对整个道路桥梁工程项目的建设产生严重影响，对其他结构造成连锁破坏。比如，裂缝会使混凝土内部结构的刚性减弱，在多雨季节，雨水会渗透进混凝土里而不断扩大裂缝，腐蚀内部的钢结构。因此，采取有效的措施进行道路桥梁裂缝的防治是十分必要的。可以通过增加混凝土内部钢筋的数量以及增强构造配筋来抑制混凝土裂缝的产生，保证道路桥梁建设质量，提高建筑企业的经济效益。

4 结语

在社会经济持续发展的大背景下，我国基础设施建设行业得到了极快的发展，道路桥梁工程建设规模不断扩大，为推动交通运输业发展、满足人民生活与社会生产需求作出了重要贡献。同时，社会对于道路桥梁工程的建设质量也给予了更高的关注，而要想打造出质量过硬的道路桥梁工程，首先就要保证道路桥梁设计这一基础性工作的科学性。与其他工程相比，道路桥梁工程体量较大、质量要求更高、结构更加复杂，如何把握好结构化设计中的重点内容、保证设计的合理性，是每一位设计人员必须思考与探索的关键问题。

参考文献

[1] 徐涛.道路桥梁设计中结构化设计的具体应用探讨[J].科技创新与应用，2019（14）：184-185.

[2] 王东.结构化设计在桥梁设计中的应用[J].中国住宅设施，2019（6）：54-55.

[3] 张德志.结构化设计在道路桥梁设计中的运用初探[J].居舍，2019（28）：106.