黄少程
中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北省武汉市 430010
摘要：随着科学技术的不断发展，各种计算机智能技术已广泛应用于各个行业，桥梁的结构设计也采用了计算机相关软件技术，如Dr.Bridge、Midas和BIM设计，从各种优化角度分析，优化相应的桥梁设计。在优化设计的过程中，不仅要考虑桥梁的质量，还要考虑桥梁的施工成本，要深入分析不同设计对桥梁质量的影响，计算机软件技术可以准确地计算出实际值与相应桥梁设计之间的差异。不仅如此，还可以准确地推断影响方案的不确定性因素，从而减少实际桥梁施工中不必要的经济损失，从而提高整体效益。
关键词：结构化设计；桥梁设计；应用
1结构化方法
结构化方法是对软件进行开发，包括前期分析、中期设计和后期应用，其核心在于对复杂问题进行分解，形成一定数量的子集，然后由上至下地进行处理，对不同环节涉及的问题进行有效处理和控制。以由上至下的顺序，处理每个需要进行分解或求解的实际问题，确保每个阶段都能实现结构化、精细化与模块化等要求。采用结构化方法进行桥梁设计时，将相关原理与技术等作为重要支撑，通过对相应手段的合理采用，确保整体结构更为科学与可行。采用结构化方法进行分析，可以十分准确地对桥梁和施工与运营过程中不同单元体实际内力及位移情况进行分析，以此准确地反映出桥梁结构受力特征。
2桥梁设计中结构化设计的价值
桥梁工程设计过程中,结构优化设计是指对数据和程序等方面的结构进行合理的设计,并同步进行编写和细化,以及审评。在应用结构优化设计中,我们可以从多个角度分析和研究不同类型的桥梁模型,结合工程实际状况选择最佳设计方案和图纸。同时还应采取结构优化设计,分析桥梁施工建设中可能存在的未知元素,并制定一定的预案,确保桥梁设计的安全和耐久性。此外,将结构优化设计理念运用到整个桥梁工程设计中,其具有更为典范的模块化设计工作理念,其不同模块属于独立个体,具有一定的独特属性和功能。而结构优化设计一般分析来看,其主要包含概要设计与详细设计,可通过相应的结构图可以直观的对桥梁设计工程进行描述,并最大化的确保整个桥梁工程设计的完善和准确性。
3桥梁结构化设计的应用措施分析
3.1结构化设计计算模型
在桥梁设计中应用结构化设计，主要包含离散化结构、模型化结构和简化计算模型。离散化结构主要是细分桥梁结构，产生相对独立的结构，相关人员能较为轻松地分析这类独立结构的受力情况，使得相应的设计与施工更为简便。模型化结构主要是在设计桥梁之前，开展准确的力学分析，总结出结构规律，并找出规则中所存在的矛盾，接着深入对其进行分析，最后通过模型直观地展示出所设计桥梁的形象。简化计算模型主要是最大程度简化桥梁荷载及建设所需的材料。在桥梁设计中应用结构设计，一般会假定建设所需的材料，假设其具备较为理想的弹性与可塑性，并通过有限的参数来开展无限自由度的随机荷载模拟，这样一来，能够有效简化荷载及材料的计算，提升了工作效率，保证了工程质量。
3.2结构设计在高架桥梁防水结构设计中的应用
农业路高架桥梁的防水结构化设计，注意结合郑州本地的水文地质条件，积极开展防水结构设计。同时要求防水层下的桥梁铺装注意平整度，通过严谨的混凝土结构化设计，使桥面形成坡度，保证水流通的畅通。此外，桥梁防水结构的施工应确保其结构完整性、良好的延性、抗拉强度和坚固的材料作为基础，通过合理的工艺实现防水结构的完整性。最后，对排水管道系统进行均匀设计，严格按安装工艺规范，避免桥梁施工中混凝土构件的渗透现象，确保没有腐蚀的外观，有效提升桥梁结构的强度和安全性。
3.3结构化设计与装配式桥梁结合
现阶段,我国最为先进的桥梁优化设计方式就是全预制拼装桥梁结构。其是一项将混凝土桥梁的上下部结构主要的构件在想引导工厂,或是预制场中,进行集中预制和现场拼装的主要桥梁形式。
运用结构优化设计过程中,其制作主梁的预制节段时可分为两种:长线和短线两种方式,其中前者多事放置到半跨或是整个全跨结构台座中,依照大小分割的方式制造相应的节段,当一跨阶段的制作完成之后,需要被送往相应的存储场进行拼装。而后者的制作则是每次都要涉及两个节段,只需要设置一个台座,再利用制造台座生产和制作相应数量节段。
此外,结构优化设计过程中,桥墩设计中所涉及的主要内容为多个方面,所以我们要合理的确定盖梁整个设计的参数和有关理论知识,并分析其预制阶段乡音的受力状况,并查找影响因素,分析和研究工艺计设备使用的标准,并合理设计出现吊装方案和参数。针对工程区域地质实际状况,桥梁设计常用的基本优化方式,主要通过3-5个不同的构造细节,对大比例尺分节段预制立柱的试件进行有关试验,运用有限元的数值分析得出不同构造方式下节段预制立柱得滞回特性、延性变形、地震破坏机理,最后通过抗震设计试验与有限元数值的基本分析,提出更为合理的设计参数。
3.4“BIM+信息化技术”与桥梁结构化设计相结合
在桥梁结构化设计过程中，结合“BIM技术+信息化技术”有效规避了施工建设过程中出现的资源过度损耗和经济损失。利用BIM技术强大的的参数化构造理论及系统设备，在先进的信息化技术支撑下，快速建立3D立体模型，并开展参数化模拟施工，把以往粗陋现场化的传统土建施工，转变为精细的数字化安装工程，不仅能有效减低资源损耗，提升工程建设速率和质量，规避各种施工安全事故。实际建设中，利用BIM参数化建模优势，提升各类参数的精准性，准确计算各构件的指标含量，有利于提升施工项目的过程结算质量；BIM技术背景下，利用其可视化技术特点，可将设计者的施工意图能更直观更详细地展现在施工者面前，这对于施工人员准确把握各类参数和技术要求具有重要作用；另外，利用在BIM平台，更便于施工管理人员对工程中各装配结构件和现浇组合工程方案进行合理性论证，以确保整个工程的建设质量，如图3所示。
3.5结构化设计在高架箱梁截面设计中的应用
某桥梁工程项目,其高架主要采用的是大悬臂鱼腹式箱梁(图1),因为该箱梁的线条圆润且舒展,最为主要的是其景观效果比较好,其整个的桥下空间相对比较大,并广泛应用于城市桥梁的高架中。该箱梁的悬臂宽度为5.4m,能很好的有效减轻整个箱梁的自重,在桥梁结构优化设计中,可避免其顶板悬臂根部的弯矩过大,其悬臂下的设置为0.25m斜腹板和外腹板的有效连接。其中横桥向的基本作用也就是相当撑杆的作用,可以将悬臂的荷载合理的转换到相连腹板上,而纵向则不参与其荷载的分配,同时在纵向的计算中,斜腹板之内可以不配置预应力钢束,只是在斜腹板的上方配置一定的钢束,从而确保整体桥梁截面的受力均衡,并实现桥梁工程结构优化设计的科学性。
结论
综上所述，在实际的桥梁设计工作中引入结构化方法无论是对设计过程还是最终的设计成果都十分重要，能在顺利完成设计任务的基础上，保证设计成果的可行性、合理性与经济性，从而保证桥梁工程质量，延长桥梁的使用寿命，表现出良好的综合效益。
参考文献：
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