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摘要:随着我国经济的快速发展,交通运输业取得了长足的进步。结构化设计作为交通运输行业的一种重要设计模式,受到广泛关注,本文阐述了桥梁结构化设计的必要性,分析结构化设计的不同计算模型,探讨了结构化设计的一般解法,同时探究结构化设计在桥梁设计中的应用原则,为结构化设计在桥梁设计中的应用提供了理论参考。
关键词:结构化设计;道路;桥梁;计算模型
引言:桥梁结构设计的基本原则是安全性、适用性和经济性。传统的设计方法一般采用定值设计方法,其主要目的是满足设计要求,达到最低设计水平,定量分析与其他安全指标不能协调这些指标之间的差异,应用结构化设计可以有效地解决传统设计方法中存在的问题,结构化设计在桥梁设计中的应用已得到证实,具有广阔的前景。
一、结构化设计的必要性
在桥梁传统结构设计中,设计人员往往看重桥梁自身的强度、耐力与承重力。但是近几年,道路桥梁事故屡屡发生,大多数都是因为桥梁扭曲、开裂等原因,影响了桥梁的承重能力与使用性能,结构存在着不同的安全隐患和安全缺陷。这表明传统桥梁设计虽然重视了桥梁的耐久度,却忽视了桥梁的使用极限。现代桥梁设计越来越复杂,对桥梁的强度与耐用性提出了更高的要求,道路桥梁的结构化设计是在模块化程度与结构化设计的基础上发展起来的,对桥梁设计可以进行详细分化,从而有效提高桥梁的安全性与使用寿命,结构设计成为桥梁设计的重要组成部分。
二、结构化设计的不同计算模型
在道路桥梁设计过程中,结构化设计在模型化结构和离散化结构等方面得到了充分的体现。首先,离散化结构,主要是指不断细化道路桥梁结构,将其具体为不同个独立的结构,这些结构的优势比较显著,在受力分析和施工设计等方面具有高度的便利性。其次,模型化结构,通过深入有效的力学分析,总结其结构规律,真实展示出模型,从而更好地指导道路桥梁施工。最后,在结构化设计过程中,必须要简化荷载和材料的计算过程,将施工前期的结构化设计落实到位。在计算中选择模型时,要充分考虑桥梁结构设计的具体情况,对具体情况进行分析,建立最合理的计算模型。
三、结构化设计在道路桥梁设计中的应用原则
(一)科学性原则
在桥梁结构设计中,合理选择桥梁结构,布置横断面,合理调整桥梁结构的位置,优化桥梁结构的内力分布,减轻桥梁结构的重量,实现路桥结构的科学化。
(二)简化原则
主要是指在道路桥梁设计过程中,要不断优化结构设计,不断提高道路桥梁整体建设质量,并简化相关施工操作行为,借助简单的结构,以此来更好地传递结构应力,为桥梁结构分散外部负荷和内部应力创造有利条件,将结构的强度提升上来,并控制好工程施工建设成本,不断提高施工企业的经济效益和社会效益,从而给予经济发展长足的动力。
(三)连续性原则
近几年来,我国的经济不断发展牵动了桥梁工程建设规模的不断扩大,施工的强度和力度也比往年有所增加,同时对于施工技术的要求也更高,施工的难度也逐渐攀升。不仅没有降低道桥的质量,反而加大了其承载难度,因此必须对道桥主梁进行结构化设计,从而保证使用上的连续性、安全性与稳定性。
(四)完整性原则
在公路桥梁结构设计中,应充分发挥结构设计的优势,突出桥梁结构的整体性。特别是在超载和特殊条件下,要保证桥梁结构的完整性和安全性。
四、结构化设计的应用分析
(一)结构化设计在混凝土桥梁施工中的应用
1.结构化设计应满足混凝土耐久性的要求
在道路桥梁工程中,混凝土是十分常见的材料。混凝土的耐久性也是衡量道路桥梁工程质量的重要指标。混凝土的耐久性需经受时间的考验,保证道桥的安全性与可靠性。提高混凝土本身的耐久性是实现混凝土结构耐久性的前提和必要步骤。混凝土材料的配合比,如强度等级、水泥用量、水灰比等,对混凝土的耐久性有很大的影响。相关规范规定了结构混凝土在不同使用条件下的基本要求、最低水泥用量、最大水灰比和最大氯离子含量,并对影响混凝土耐久性的碱含量和最低强度等级进行了限制。因此,规划者必须根据自己的需要进行设计。
2.注意增加钢筋混凝土保护层的厚度
钢筋混凝土融合混凝土的优势与钢筋的特点,堪称道路桥梁工程的“铜墙铁壁”。不过,钢筋混凝土也有其自身的缺陷,如果不加强对钢筋的保护,就会使得外界环境对钢筋质量造成不利影响,形成锈蚀。因此,要铺设有足够厚度的保护层,既可以保护钢筋,又能够提高结构稳固性。保护层厚度与钢筋混凝土的性能提升成正比,即厚度越大,性能越有保证。
3.要考虑加强构造配筋
混凝土开裂是最常见的问题,今后还会出现其他问题。连续裂缝的出现为雨水的渗透提供了奖励机制。随着裂纹的增加,内部结构会受到侵蚀。为了提高混凝土的抗裂性能,有必要在混凝土结构中增加结构钢筋。
(二)结构化设计在桥梁防水工程设计中的应用。
桥梁的防水性能好坏直接决定了桥梁的使用效果与使用寿命。因此在进行结构化设计的时候,必须把桥梁的防水工程的技术工作做好。
如果防水设计工作做到科学、完美的程度,那么对整个桥梁建设的发展都有着极其重要的意义。反之,如果防水设计工作出现了漏洞,那么很可能会造成桥梁中的积水得不到及时的排泄,从而破坏了桥梁的基础面层的防护。在桥梁施工过程中,我们要对钢板网加以充分的利用,这样可以防止因桥梁面断裂,导致雨水流入到桥体而造成的损坏。桥梁结构在防水设计上应当执行的标准如下:首先是确保混凝土不能发生破裂;其次是保证桥体结构有着一定的抗拉性与延伸性;最后是要把桥梁排水管道的设计工作做好。
在防水设计中,洁净混凝土材料的质量必须符合严格的标准。一是桥面铺设防水层时,它与混凝土成了结合体,它就成了结合体,使道路更加美观。第二,路面平整,无脱皮、无粘性。第三,结构具有很高的延性和抗张强度,确保满足要求。四是提高了泄水的效果,加强了泄水环的设计,在泄水过程中不会出现渗漏的情况。
建立了完善的模型,为桥梁的结构设计提供了严格的依据。根据桥梁工程的特点,确定了设计思路,提出了整体结构,使结构设计得以充分实现。
结束语
综上所述,结构化设计技术是道路桥梁施工质量的技术保障。在桥梁建设的过程中,要结构化设计技术的应用,保证施工质量。通过结构化设计的有效运用,可以提升道路桥梁工程的科学性和安全性,节约了道路桥梁工程的成本,促进了道路桥梁工程的健康发展。同时要充分考虑到项目地区的差异性,从而确保桥梁的工程品质,促进我国桥梁工程建设水平的稳步提高。
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