道路桥梁设计中结构性设计的应用研究

欧阳伟坚

摘要：近年来，中国经济的可持续发展带动了交通运输业的发展。同时，交通运输业的进步也成为进一步提高经济质量的动力。道路桥梁作为交通运输的重要组成部分，道路桥梁工程的质量保证越来越受到重视。针对结构设计在设计中的应用，指出了这一重要设计形式的必要性、应用原则和具体应用要点，不断提高道路桥梁工程的设计质量。

关键词：结构设计;道路桥梁设计;应用分析

随着现代化的发展，目前我国道路桥梁建设正处于快速增长期，但由于在实际结构设计时过于片面，没有从路桥结构的完整性出发，现阶段道在路桥梁建设中存在很多问题，例如水泥混凝土路面的断板.裂缝.下沉.翻浆.错台等病害：沥青混凝土路面的坑槽.车辙.松散等病害。为充分发挥结构化设计的作用，需要相关设计人员了解路桥工程各个结构的受力情况，从而优化结构性能。通过结构化设计的应用，提升道路桥梁设计的可行性和合理性，利用综合性的设计手段进行设计，提高工程质量，延长工程的使用寿命。

1 结构性设计的基本概念

结构性设计就是在道路桥梁建设过程中，将道路桥梁进行分层设计。将道路桥梁由整体到局部进行贯穿式的构造和设计，使得道路桥梁的每个点组成的每个部分融会贯通成完整的道路桥梁工程。道路桥梁设计的各个部分都应该得到同等重视，只有各个建造部分有效结合才能形成最终的建造成果。

2 结构设计在道路桥梁设计中的应用原则

2.1 簡单性原则

简单性原则通俗点说就是道路桥梁结构设计要尽可能简化。在保证结构强度的前提下，应用简化原则，能够使施工工序得以优化，减少不必要的施工工序，使得经济效益得到显著的提升。在实际的设计过程中，要使得工程结构得到直接.简单的传递，这样外部荷载能够得到均衡地分配，以提升道路桥梁工程的整体实力。

2.2 可靠性原则

在受到强大的外力作用时，为了确保结构能够有效地扩大受力范围，缩短传递路径，在进行结构化设计时要密切关注道路的整合情况，确保设计内容符合可靠性原则。对于特殊路段，更要高度重视设计与施工，为结构的稳定性提供充分的保障。应用结构化设计理念时，务必从工程整体角度出发，确保结构承载性能能够满足工程建设要求。

2.3 整体性原则

在结构化设计中，应确保设计符合整体性原则，保证结构在过载等特殊情况下的安全性。设计人员不仅要提高技术的可行性和科学性，还要保证项目的完整性，确保项目设计质量，有效地减少材料消耗，降低项目建设成本。在优化道路设计过程中，工程设计人员应当将各个项目的优势充分展现出来，综合整个工程项目进行全面考虑，体现出整体性设计原则，在设计中通常将道路设计视为一个整体，以改善道路的可靠性和延展性。3结构化设计在道路桥梁设计中的应用要点

3.1 整体划分成为单独模块

将道路桥梁建造进行图纸演化，然后细致地划分为单独的模块。道路桥梁单独模块建造非常重要，因为整体的道路桥梁建造过程是由各个单独模块组成。在前期设计时进行整体模块的单独划分，为后期的模块组合奠定坚实基础，只有精确且科学地保证每个单独模块的科学性和合理性，才能为后期的整体结合奠定坚实基础。例如路线布设依据前期所确定的路线走廊和主要控制点，结合沿线地形.地貌.水文.地质等自然条件以及沿线主要城镇发展规划.路网布局等进行路线平纵面设计，正确处理路线平.纵线形的组合，使道路线形组合均衡，满足行车安全.舒适，为道路景观规划创造良好的环境，同事要注重交通分析和组织，合理设置与相交道路的交叉类型等，以满足各交通功能的需要。

3.2 优化结构设计模型

在结构设计模型时，设计人员要科学选择设置方法。例如选取适合的地基处理方案，减少新老路基的差异沉降，是改扩建工程的关键技术之一。对于改扩建工程而言，由于工期紧，施工场地狭窄，同时还要维持道路交通的正常运营等原因，软基处理较新建工程具有更高的要求。目前，在改

扩建工程中最常用的软基处理方法中有桩网复合地基.塑料排水板.粉喷桩复合地基.CFC桩复合地基.水泥搅拌桩复合地基等。其中水泥搅拌桩施工方法对于既有路基的干扰小，较适合改扩建工程：水泥搅拌桩法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土.粉土.饱和黄土.素填土.黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。因此，据施工环境条件分析具体项目，节约项目建造成本，缩短项目周期，确保项目质量。

3.3 合理选择路面结构

根据道路的类别和等级.依据现行设计标准.结合连接道路的现状和交通量分布，以"满足行车安全舒适.节约投资"为原则进行设计。路面结构是根据交通量和公路等级对路面强度的要求，结合沿线气候.水文.地质及材料等的实际情况拟定的，同时充分考虑路面的防滑.防水.防裂.抗高温等性能，本着经济.实用.有利于环境保护等多项综合性指标进行设计。充分利用旧路和考虑城镇规划.地形.水文和地质条件，充分利用当地建筑材料，以达到节省投资.确保技术标准的目标：所采用的技术方案应成熟可靠，施工可操作性强，公路工程及其构筑物应易于维护，以达到降低运营成本之目的。

3.4 防水设计

在道路的设计过程中，防水设计也是非常重要的一环。若防水设计工作做得不到位，那么当工程投人使用后，必然会发生路面渗漏现象，导致工程的稳定性降低。这样不仅需要花费大量的资源来进行维修养护，而且影响了交通的便利性以及还会造成大量的资源浪费。因此，在实际的设计过程中，需要着重进行道路的防水设计工作，从而延长道路的使用寿命，保证人民群众的出行安全。

为了确保做好防水设计的工作，需要做好以下两个方面的工作∶一方面是防水工程，另一方是排水工程。第一是需要对防水层的设计加以优化，针对不同的结构运用不同防水层设计，避免道路的内部结构受到渗透水的破坏，对于防水设计需要根据不同路面结构类型选择不同的防水设计，如设置防水粘结层，路面面层采用孔隙率小的密实级配沥青混合料等，从而使得防水性能得到提升。第二，重视排水设计，避免雨水侵蚀，如果不及时排水，长期的积水会造成道路快速老化，甚至引起塌陷，从而引发安全事故。

3.5 合理选择计算方法

在道路桥梁的结构设计中，设计人员必须正确选择计算方法。一是根据垂直轴和水平轴的实际情况进行合理计算，检测坐标系的边界变量范围，得到目标函数轮廓和最终的目标函数值，因此该计算方法就是道路桥梁的二维结构计算方法。二是函数极值的计算度量，它利用函数不等式捕获变量的实际情况，再获得相关的函数极值。三是同态设计度量，该度量与功能极值计算度量类似，可以使用函数不等式作为方程，在减少计算目标的同时提升计算效率。

结束语

综上所述，道路桥梁是我国交通运输中的重要组成部分，对人们的日常出行产生重要影响，对区域经济发展产生重要影响。在道路桥梁工程的设计过程中，结构设计有着巨大的应用优势，通过合理应用结构化设计，解决以往道路桥梁设计中存在的问题，优化完善道路桥梁工程设计方案，结合实际工程确保结构设计方案的可行性.安全性与可靠性，降低道路桥梁建设成本，更好地服务于经济社会。

参考文献

[1] 侯文静.浅析现代路桥设计中的结构设计应用[J].科技创新与应用，2017（6）∶248.

[2] 赵薇.道路桥梁设计的现状与改善措施探究[J].山西建筑，2018（14）∶179-181.