结构化设计在路桥设计中的应用

李铁鹏

（邵阳市交通建设规划中心，湖南 邵阳 422099）

公路桥梁工程是当前我国社会发展的一项重要工程，需要加大建设力度，确保它能为社会发展提供更有力的支持，做好道路桥梁建设工作也是十分必要的[1-2]。对于市政工程而言，在进行道路桥梁结构设计的过程中，首先要考虑如何提升道路桥梁的稳固性，确保道路桥梁的质量提升。因此，对于道路桥梁设计方案的制定，设计人员需要队现场环境做好调查，与此同时，也要结合道路桥梁的施工方案，设计人员要确保所设计的结构方案在一定程度上可以维护道路桥梁施工人员的安全，也要确保道路桥梁结构设计可以符合监理部门的检测，严格遵循结构设计原则，对结构设计方案进行优化，为提升道路桥梁的稳固性做出基础工作[3]。

一、路桥设计中应用结构化设计的基本原则

（一）简约化原则

在传统的结构设计中，由于其设计较为烦琐，导致路桥工程建设施工难度增加。而通过应用结构化设计，可以有效简化路桥工程的结构，提升空间布局的合理性，因此，在结构化设计过程中，应遵循简化原则，在简化路桥结构的同时，有效控制施工成本，提高路桥工程建设的整体经济效益[4]。

（二）科学性原则

在对该工程展开研究的过程中，笔者发现，该工程设计人员在进行高架桥结构设计时所遵循的原则较多，其中确保结构设计科学性则是原则一致，对于在道路桥梁结构中运用结合设计方法，保障其科学性十分重要，这主要是受道路桥工程的施工环境的影响，该工程施工范围较大，施工过程中涉及的施工条件较多，所以，施工程序存在一定的复杂性，如果设计人员没有做好对施工现场环境的全面勘察和了解，则很难做好对结构设计的把握，并且也无法选择合理的结构化设计方法[5]。因此，设计人员需要根据道路桥梁真实情况，研究道路桥梁的施工特征，有方向地进行道路桥梁结构化设计方法的选择，并根据结构设计要点，做好相应的结构配置，这样才可以避免不良施工因素对结构设计产生影响，而这也充分说明，尊重科学性的原则进行结构设计的重要性。

（三）整体性原则

设计人员应充分发挥结构化设计的优势和特点，加强对路桥工程设计中关键部位的控制，从而使路桥工程整体结构的稳定性达到相关技术标准的要求。另外，应积极采用信息化技术加强各专业设计人员之间的沟通，实现协同设计，使项目整体的设计更加合理，减少设计变更。

二、路桥结构化设计的策略

（一）地基和路基的设计

通常而言，桥台结构利用混凝土材料制作而成，结构刚度大，路基刚度小，所以设计地基、路基等结构时，如果不能对桥台、路基存在的刚度差异进行妥善处理，就有可能出现路面沉降问题，会导致桥头跳车这一现象的发生。因此，设计阶段应该按照科学方法，尽量控制桥台、路基存在的刚度差异，保证过渡段路基和路面在施工过程的质量。具体而言，设计阶段可使用增强过渡段强度的方法指导施工。在路堤、桥台二者中间设置宽度50m渐变带，并在其中填充级配材料，为过渡段强度提供保障。与此同时，还可填筑引道处位置路基，如果路堤属于合成加筋材料，应该采取有效措施提高其承载能力，在过渡段的路基处及时填土，保证路堤基础承载力，以免其使用过程出现沉降。除此之外，还需注意道路桥梁工程若属于高等级路面，应该确保路桥过渡段沉降量处于5cm内，控制坡度差低于0.4%，若超出此指标，就会为施工质量带来严重影响。

（二）防水设计

对于道路桥梁防水结构的设计，设计人员必须要增强防水结构设计，这主要是因为在施工的过程中经常会遇到雨季，如果道路桥梁的防水性能较差，则会影响桥梁施工的进程，从而延误施工时间，这样不仅会造成工程质量下降，并且也会给市政单位带来经济损失的困扰[6]。因此，要能做好防水结构设计。对于道路桥梁防水结构设计，设计人员可以将其分为两个方面，一方面是防水工程，另一方是排水工程，对于防水工程的结构设计应做好预防水涝工作为主，排水工程则应注重如何解决水涝问题，这样在雨季时市政单位在预防的基础上，规范的施工建设道路桥梁工程，而在暴雨季节时也可以及时解决水涝灾害。否则一旦道路桥梁被水涝侵蚀，道路桥梁的结构则会缺失稳固性，进而存在安全隐患。所以，设计人员在进行防水结构设计的过程中，则应优化防水设计方法，严格根据相关数据图纸合理地进行道路桥梁防水结构设计，确定防水结构设计的模块结构图，让结模块结构图的深度和宽度都符合要求。

（三）搭板设计

根据路桥项目的施工经验，能够看出搭板设计的合理性也能对于过渡段的沉降问题进行控制，具体可从如下几方面入手：第一，如果路桥在设计使用有效期限之内，发生道路沉降，进而出现纵坡现象，则需利用过渡搭板，保证其倾斜角处于1/300～1/200的范围之内，及时设计搭板，能够控制纵坡问题的不断扩大；第二，对于搭板长度合理设计，保证长度能够到台背的另一侧，让土体能够被均匀压实，和台背缺口相互融合，提高结构稳定性；第三，根据台板弹性、受力程度等对于地基长度合理计算。比如，若路桥过渡段总长度为100cm，那么搭板长度应该处于100～120cm之间；第四，搭板强度的设计方面，应该将搭板、填土二者之间存在的“脱空”现象考虑其中，结合实际完成设计。比如，对于楔形柔相板的进项设计，应该在过渡段增设加固区，在桥台上设置一段柔性结构，最后将另一端和路基结构连接，保证桥台、路基二者之间过渡良好，控制路面发生沉降问题，为路桥过渡段施工质量的保证奠定良好基础。

（四）合理确定路桥工程的车辆荷载等级标准

由于路桥工程通常是永久性建筑，在设计过程中，必须考虑其使用寿命与服务性能，因此，路桥工程的结构化设计中，荷载计算对整体工程项目的设计质量会产生重要影响，设计人员必须重视荷载计算。路桥工程的受力结构主要承受自重以及车辆荷载。因此，在正式设计之前，需要收集该路桥工程的规划资料，根据交通量分析未来该地区的交通发展情况与车辆通行情况，综合考虑结构承载能力的极限状态、正常使用极限状态、工程疲劳损伤等工况，确定工程项目的车辆荷载等级标准[7]。

三、结论

总之，在将结构设计方法融入道桥梁结构设计的过程中，市政单位必须要增强对设计人员的指导，提升其专业设计能力和职责素养，让对自身的工作负责，促使其主动对现场环境进行勘察，结合实际情况选择科学合理的结构设计方法，并加强对设计人员的监管。其次，还对结构设计图纸和方案进行详细反复的考察，不断的优化组合设计方法，这样才可以让结构设计在道路桥梁中发挥较好的稳固性作用。市政单位必须要确定道路桥梁每个环节的设计要点都能具有较高的稳定性，这样则可以让道路桥梁整体结构稳固性增强，所以，对于施工过程也要做好相关的质量管理，这样才可以保证结构设计能得到被运用到实际情况中，提升道路桥梁的质量。