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道路桥梁设计中结构化设计的应用研究霍千勇

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：霍千勇

[导读] 摘要：现如今，随着我国城市化建设的高速发展，国民生活质量水平也得到了巨大的提高。

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        摘要：现如今，随着我国城市化建设的高速发展，国民生活质量水平也得到了巨大的提高。与此同时，促进了我国交通运输行业的飞速发展，基于此道路设计工作已经成为了整个社会发展过程中的经济基础以及支撑，对于道路建设的质量好坏会直接关系到人民群众的生活。针对道路桥梁的设计来说，最主要的因素就是结构化设计，而在结构设计中需要充分地考虑到施工地区的情况，从而能够保证道路桥梁的施工质量，进而推动我国国民经济的进一步增长和发展。本文针对道路桥梁设计中应用结构化设计的重要价值进行分析，结合具体的应用原则来思考结构化设计在道路桥梁设计中的实际应用方式，希望能够进一步促进道路桥梁设计水平的提升。
        关键词：道路桥梁；道路桥梁设计；结构化设计；应用研究
        引言
        为适应交通量的快速增加，公路建设规模与数量都在不断增加，在公路工程中，桥梁是一个重要组成部分。由于受到不同因素的影响，使道路桥梁设计越来越复杂，采用传统设计方法无法满足实际要求，对道路桥梁建设与正常使用都造成一定程度的影响。因此，在道路桥梁建设中，应进行不断的发展与优化，引入不同的新技术和新方法。近年来，结构化方法凭借其各项优势逐渐在道路桥梁设计中得到广泛应用，通过对该设计方法的合理应用，能有效解决不确定值实际选取方面的问题，在确保设计合理性与可行性的基础上，保证其经济性。
        1结构化设计在道路桥梁设计中的重要价值
        实际上，采取结构化设计的主要目的是能够对整体数据结构以及程序结构的设计过程进行细化以及评价。道路桥梁设计中合理应用结构化设计能够从不同的角度来对桥梁模型进行设计，从而选择出最佳的设计方案。与此同时，还能够实现对设计过程中一些客观因素的有效分析，保障客观的处理结果，进而提高道路桥梁设计的整体使用安全性。传统上，对于道路桥梁设计需要充分结合设计的经验，编制初始设计的方案，其内容主要是包括桥梁的材料、结构、尺寸以及整体布置情况，充分结合桥梁结构和力学方面的特点，结合实际情况来对其进行不断地修改和完善，促进桥梁实用价值的提升。传统对桥梁进行设计的方式只能检验施工方案在实际中的可行性，难以满足最优化设计的客观需求，因此在现代道路桥梁设计中采取结构化设计具有十分重要的价值。
        2道路桥梁设计中结构化设计的应用原则
        2.1科学性原则
        道路桥梁设计时，应做好结构配置，为之后的设计工作奠定良好基础。在不对道路桥梁结构造成不利影响的基础上，对结构具体位置进行适当调整，以此使道路桥梁的内部结构达到最优，减少或避免问题的产生，保证道路桥梁结构科学性与可靠性。
        2.2综合性和连续性原则
        采用结构化方法对桥梁进行设计时，需要以道路桥梁结构和材料为依据进行充分考虑。对不同类型的材料实施对比和分析，以此使工程实际使用的材料具有良好科学性与合理性。对形状与受力情况不同的桥梁，应做到重点分析，确保道路桥梁结构合理性，保证最终的设计效果达到预期目标。目前，公路上的交通量不断增加，使道路桥梁所承担的实际载荷也不断增加。在此情况下，为有效保证道路桥梁工程的整体性与稳定性，当采用结构化方法进行桥梁设计时，必须以实际要求为依据使道路桥梁具有良好的连续性，并能实现一体化。
        2.3稳定性
        道路桥梁结构的稳定性是结构化设计的最根本目的，也是其应用于道路桥梁设计的基本原则。随着我国道路交通运输量的持续增加，道路桥梁在日常的运营使用过程中所承担的载荷也不断增加，因此，道路桥梁的结构化设计必须对结构受力均匀性和耐久性予以充分考量，确保道路桥梁的整体结构具有较强的稳定性。

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        2.4简约化
        简约化原则主要是在道路桥梁的设计过程中，需要将结构进行尽可能地优化升级，在不影响道路桥梁整体质量的基础上来开展相应的施工。用最简单的结构来实现结构原理方面的传递，进而能够确保整体的道路桥梁结构对外部的负荷和内部应力分散，从而能够有效地确保桥梁整体的结构强度，并减少施工材料的使用。降低工程成本，保障施工企业的经济效益。是道路桥梁设计的价值能够得到充分的体现，并推动我国社会经济的进一步发展。
        3结构化设计在道路桥梁设计中的应用
        3.1通过结构化设计对道路桥梁模型计算和分析
        在结构化设计的应用中，道路桥梁设计主要是包括模型化结构、离散化结构以及简化计算模型。具体来说，离散化结构就是将整体的道路桥梁结构进行划分，使之产生多个相对更加独立的结构，对这些结构进行受力分析，发现具体的施工以及设计方面都体现出一定的方便性特点，能够更好地满足施工设计人员的客观需求[5]。其次是模型化的结构，大多数道路桥梁在实际设计中需要对其进行力学分析，总结设计中的结构以及规律，从而能够使相关人员在所设计的模型中更加方便地找出具体的矛盾，并对其进行深入分析，通过模型来将具体的形象进行展示，实现对于道路桥梁施工整体性的指导和优化。之后是荷载和材料的简化模型。通常在对道路桥梁结构进行设计的过程中，会假设所使用的材料具有理想的塑性及弹性，并且采取适当的参数对无限自由度荷载进行随机模拟。其中，有效参数具有较强的概率特性。结构化设计的过程中，通过结合荷载和材料的计算，来实现更好的施工结构设计[6]。总体来说，在进行道路桥梁设计的过程中，选取计算模型应当充分考虑到各种实际情况，并始终保持谨慎小心的态度完成对桥梁受力情况的准确计算，最终制定出更加合理化的计算模型。
        3.2结构化设计在道路桥梁主梁设计中的应用
        和传统的整体式结构进行比较，装配式简支梁结构具有更加突出鲜明的特点，能够对预制独立构件进行吊装和运输，并在现场安装。与此同时，设计过程中实现机械化和自动化的施工技术应用，以及完成相关的要求，不但能够有效地提高施工人员的工作效率，还能够节省施工材料，防止受到天气影响。作为道路桥梁主要的承重部分，设计形式主要T型和箱型。其中被广泛应用在应力混凝土结构中的主梁结构通常是箱型，在对主梁和结构的尺寸以及高度计算过程中，应当充分结合具体的计算方式，选择合适的计算标准，严格控制道路桥梁应力的取值，计算过程中还需要结合一些不确定和不安全因素来进行考虑，综合计算各方面的数值。
        3.3道路桥梁防水设计中结构化方法应用
        对道路桥梁进行设计时，应充分考虑其防水设计，采用结构化方法，否则在降雨和积水后，将使道路桥梁结构受到一定程度的破坏，对其正常使用造成很大影响。基于此，防水设计至关重要，实际的结构化设计工作中，需要对道路桥梁的排水系统引起重视，采用结构化设计方法制定合理有效的防水设施。为保证实际的防水效果，应采用质量良好的防水材料，提高防排水系统整体质量，避免产生渗漏与断裂等问题。
        结语
        总体来说，在我国现代经济水平的不断提高过程中，对于交通运输行业的要求也越来越高。道路桥梁施工规模的不断扩大，要求施工单位能够在施工过程中积极地对设计方法进行创新，合理运用多样化的结构设计方式，来有效地保障道路桥梁的施工质量，进而提高整体道路桥梁的安全性和经济性，促进我国道路桥梁建设水平的进一步提升，推动建设行业的稳定发展。
        参考文献：
        [1]吕世尊，关罡.结构化设计方法在公路桥梁工程中的应用研究[J].公路工程，2019，44（5）：71-75.
        [2]梁德恩.桥梁设计中结构化设计的运用研究[J].工程建设与设计，2019（19）：133-134.
        [3]徐由甲.道路桥梁设计中结构化设计的具体应用探讨[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2019（5）：185-186.