結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用淺析

沈凱

淮安市政設(shè)計研究院有限公司 江蘇 淮安 223005

引言

道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計的應(yīng)用，可以有效促進(jìn)我國路橋行業(yè)的發(fā)展，并且推動經(jīng)濟(jì)建設(shè)的展開。為此，就需要在道路橋梁工程的展開過程中，將采取了結(jié)構(gòu)化設(shè)計的道路橋梁施工設(shè)計方案作指導(dǎo)施工的依據(jù)，并通過對設(shè)計理念的完善、設(shè)計方案的優(yōu)化，來提升道路橋梁的設(shè)計水平從而維護(hù)工程項目的質(zhì)量。

1、結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用原則

1.1 科學(xué)性

在道路橋梁設(shè)計應(yīng)用的過程中，首先應(yīng)遵循其科學(xué)性原則，即根據(jù)相關(guān)的理論實(shí)現(xiàn)對道路橋梁結(jié)構(gòu)的科學(xué)選擇，并根據(jù)其對應(yīng)的需求來完成對道路橋梁結(jié)構(gòu)以及橫截面的配置，調(diào)整道路橋梁結(jié)構(gòu)位置，實(shí)現(xiàn)對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的優(yōu)化調(diào)整，從根本上對道路橋梁的整體質(zhì)量以及工程結(jié)構(gòu)的科學(xué)性進(jìn)行提升。

1.2 簡約性

在進(jìn)行道路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，確保其簡約性，也是整個工程設(shè)計環(huán)節(jié)中所需要遵從的重要原則之一。而在設(shè)計過程中，需要選擇最為簡化的路徑來對道路橋梁之間存在的結(jié)構(gòu)力進(jìn)行直接傳遞，以避免道路橋梁所受負(fù)載出現(xiàn)過于分散的情況。而且，在道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時遵循簡約性的原則，能夠在最大程度上節(jié)省工程施工的材料，并對其工程效率進(jìn)行提升。

1.3 連續(xù)性

在現(xiàn)階段的道橋設(shè)計過程中，隨著工程在自身重量以及負(fù)載上存在著逐漸增大的趨勢，其結(jié)構(gòu)設(shè)計便需要通過加強(qiáng)道路橋梁的連續(xù)一體性，對其受力面積進(jìn)行擴(kuò)大，并縮短受力傳遞的路徑。以使其在應(yīng)用的過程中能夠承受強(qiáng)大的外力。

1.4 統(tǒng)合性

對于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，結(jié)構(gòu)與材料之間的相互統(tǒng)合也十分重要，并且在實(shí)際的設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要考慮的不同材料在應(yīng)用于道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計后，其在不同部位所發(fā)揮的不同功能，以確保對建筑材料的科學(xué)選擇與應(yīng)用。而且在關(guān)注其功能時，還應(yīng)根據(jù)道路橋梁的功能性狀進(jìn)行統(tǒng)合分析，從而確保施工完成后道路橋梁受力的均勻與穩(wěn)定性。

1.5 整體性

進(jìn)行道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時，做好整體性的保障，可以將其在設(shè)計過程中所具備的優(yōu)勢進(jìn)行充分的發(fā)揮。而在過程中，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)做好足以面對工程過載以及特殊情況的安全性設(shè)計。并且在對整體工作承重能力進(jìn)行提升的同時，確保道路橋梁具備有良好的整體性能，實(shí)現(xiàn)對工程整體用料的合理控制，在基于其質(zhì)量不受影響的情況下，合理管控工程建設(shè)施工的相關(guān)成本。

2、道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 防水結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于道路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，防水結(jié)構(gòu)的設(shè)計是其在展開工作過程中的一項重要的環(huán)節(jié)。在實(shí)際使用的過程中，道路橋梁的使用時間以及質(zhì)量都是與其防水性能所緊密關(guān)聯(lián)的。而且在進(jìn)行設(shè)計時，道橋的防水工程一般可以分為防水與排水兩項工作，其中防水工作主要是對水澇等危害進(jìn)行預(yù)防，而排水工作則是解決水澇問題的重要途徑。并且一旦道路橋梁的排水系統(tǒng)在實(shí)際使用中出現(xiàn)問題，那么在遭遇暴雨等強(qiáng)降水天氣時，大量雨水便會聚集在橋梁的路面而無法排出，當(dāng)這些雨水在道路橋梁表面聚集過長的時間后，雨水將逐漸透過道路橋梁的表面并滲入到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成侵蝕，致使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性遭到破壞。

為此，便需要確保在工作展開的過程中，其自身具有良好的防水結(jié)構(gòu)設(shè)計。并在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計的過程中，高度重視其防水以及排水系統(tǒng)的應(yīng)用，對其自身工程的防水層性能進(jìn)優(yōu)化，選用具有優(yōu)良防水性能以及質(zhì)量的施工材料，結(jié)合對防水層的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對道路梁工程防水性能的提升。以河北省某路橋施工項目為例，其為了提升道路橋梁工程的防水性能，而在混凝土中加入了鋼筋網(wǎng)來避免混凝土的開裂，降低雨水透過裂縫進(jìn)入到道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可能性。并在進(jìn)行防水層設(shè)計的過程中，對混凝土以及路面進(jìn)行了整體設(shè)計，提升了道路橋梁的粘結(jié)性以及延展性，從而有效避免了雨水對路面以及橋梁所可能產(chǎn)生的損害。

2.2 混凝土設(shè)計

在進(jìn)行道路橋梁的混凝土設(shè)計優(yōu)化時，可以對鋼筋混凝土的厚度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)。而且鋼筋混凝土作為當(dāng)前道路橋梁施工工程中最為常見的一種復(fù)合型材料，加強(qiáng)對鋼筋混凝土的保護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對工程質(zhì)量的有效提升。而在當(dāng)前的工程項目當(dāng)中，加強(qiáng)鋼筋混凝土保護(hù)的目的主要是為了避免其在長時間使用的過程中受到腐蝕等外界因素的影響，以此令道路橋梁工程的安全系數(shù)以及使用壽命大幅增加。而且，在實(shí)際使用的過程中也可以發(fā)現(xiàn)，混凝土耐久性能的高低通常會對道路橋梁的質(zhì)量以及壽命造成一定的影響，這就使得相關(guān)施工單位想要在此過程中對其耐久度進(jìn)行提升，就要注意在結(jié)構(gòu)化設(shè)計的過程中，關(guān)注混凝土項目中的拌和工作，避免偷工減料現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證混凝土的質(zhì)量，令整體工程的使用質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益可以得到有效控制。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

在進(jìn)行道路橋梁的設(shè)計工作時，由于其結(jié)構(gòu)的多樣性，使得在進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計的初期，需要對這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為有限的自由度，從而通過在結(jié)構(gòu)化的劃分階段，將其相關(guān)結(jié)構(gòu)劃分為離散形式的結(jié)構(gòu)，以便于后期的深入設(shè)計分析與分塊施工的合理展開。同時，在設(shè)計階段中，也需要根據(jù)當(dāng)前項目施工的特點(diǎn)采取對應(yīng)的分析方式來進(jìn)行整體優(yōu)化。例如，山東省某道路橋梁工程在展開的過程中，便結(jié)合了自身當(dāng)前工程的特點(diǎn)，運(yùn)用力學(xué)以及結(jié)構(gòu)學(xué)原理，來對其內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分解，并探究其內(nèi)在規(guī)律，從而對設(shè)計過程中的關(guān)鍵性問題進(jìn)行解決，并結(jié)合設(shè)計上的優(yōu)化，確保道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的直觀化與具體化，實(shí)現(xiàn)對施工設(shè)計的簡化處理。此外，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計的過程中，通過進(jìn)行設(shè)計假設(shè)，可以使其設(shè)計精度在能夠得到控制的情況下，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度進(jìn)行合理降低。

3、結(jié)論：綜上所述，在道路橋梁設(shè)計的過程中需要確保結(jié)構(gòu)化設(shè)計的應(yīng)用符合科學(xué)性、簡約性、連續(xù)性、統(tǒng)合性以及整體性。并且在實(shí)際應(yīng)用的過程中，需要注意道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中防水結(jié)構(gòu)設(shè)計、混凝土設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化等應(yīng)用要點(diǎn)以此確保的道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計在應(yīng)用后的效果與質(zhì)量。