试论结构化设计在道路桥梁设计中的应用

魏文财

道路桥梁 Roads and Bridges

试论结构化设计在道路桥梁设计中的应用

魏文财

（四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610000）

我国的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，因此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。

结构化设计；道路桥梁；桥梁设计

在我国现代社会的不断发展过程中，人们的生活水平提升效果比较明显，与此同时交通系统逐渐完善，发展道路桥梁设计在整个交通系统中具有重要的地位，道路桥梁设计的综合质量会对其公路系统的建设质量产生直接的影响，因此要求相关的管理部门加强对道路桥梁设计施工工作的重视，提高管理力度。由于道路桥梁工程和其他的建筑工程类型相比，整体施工程序和流程更加复杂，在具体的施工中不但要考虑到道路桥梁的实用性价值，还需要考虑到整体施工环节的安全性，并且还需要对建设成本进行控制。但是目前我国道路桥梁设计及施工过程中仍然存在比较丰富的问题，如果对其处理不当，容易导致桥梁结构受损或坍塌。因此在道路桥梁设计中如何进行结构化设计，怎样对其进行优化，是目前社会中相关方面十分重视并且值得思考的具体问题，基于此，对结构化设计在道路桥梁设计中的应用进行进一步的分析和研究。

1 结构化设计在道路桥梁设计中的应用原则

1.1 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[1]。

1.2 整体性

要求在对道路桥梁进行结构设计的过程中，使整体结构能够充分地发挥优势，并用最低的成本来实现重要的目标，突出道路桥梁结构的整体特点，为后续的施工工作顺利开展奠定良好的基础。另外，还需要设计人员能够对道路桥梁设计工作充分关注，保持结构的稳定性，实现对整体结构的优化设计，从而能够达到提升整体结构承受力的目的，在保障整体结构的施工质量以及稳定性的前提下节省道路桥梁施工的成本。

1.3 科学性

在具体的施工建设过程中，应当选择合适的数据和参考指数来开展桥梁结构的设计，实现整体结构的科学配置，保证在后续道路桥梁的施工过程中不会产生质量方面的问题，这就要求设计人员能够在具体的工作中对整体的结构进行保障，实现进一步的优化设计，使整体道路桥梁结构能够达到最优化的效果，降低故障的产生概率，并为我国道路交通系统的建设和发展奠定良好的基础，促进社会经济的快速发展[2]。

1.4 连续性

随着我国现代经济的平稳发展，交通的承载量正在逐渐增加，在此基础上开展道路桥梁建设工作具有较大的价值，同时桥梁的建设会对交通系统的发展产生直观的影响。为了保障道路桥梁的整体性以及施工结果的稳定性，设计的过程中应当充分结合社会未来的发展构思，并结合道路桥梁的结构连续性要求，使所设计出的道路桥梁结构在实际中具有较大的受力面积，同时对其安全性产生良好的保障。

1.5 综合性

工作人员在对道路桥梁结构进行不断优化设计的过程中，应当进行全面、综合性的考虑，结合建筑原材料和结构设计两方面的内容来思考不同材料在不同位置的性能特点，并对着力结构进行优化，保证材料的合理利用。除此之外，还应当充分利用不同结构以及形状的受力特点，使道路桥梁结构达到设计的目标，进而能够完成对整体桥梁设计的要求，为人们的日常出行提供良好的保障[3]。

2 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[4]。

作为一个典型的模块化设计理念，采取结构化设计中的每一个模块都是相对独立的个体，具有自己独特的功能。道路桥梁设计中要求采取结构化设计的方式，主要是包括概要设计以及详细设计，通过结构图来对整体的设计进行详细的概述，不管是对于桥梁设计还是整体性的发展都具有十分重要的价值。

3 结构化设计在道路桥梁设计中的实践应用

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防水结构设计中的应用

在道路桥梁的设计中，对于防水方面的设计问题会直接对桥梁的使用寿命产生影响。如果防水设计工作没有达到其客观的效果，就会导致施工后的道路桥梁积水难以及时排出，使积水造成侵蚀，影响到道路的使用。具体来说，防水方面的设计要符合以下要求：保证路面混凝土的整体效果以及道路桥梁结构整体的延展性，除此之外还需要优化和完善排水管道方面的设计，并保障道路桥梁整体防水结构设计的有效性[7]。

3.3 结构化设计在道路桥梁混凝土施工中的应用

作为整体道路桥梁施工中一种特殊的材料，使用钢筋混凝土应当重视其保护层厚度，从而有效地保障钢筋混凝土对道路桥梁产生的作用。除此之外，道路桥梁的使用年限以及施工质量和混凝土的耐久性方面具有直接的联系，一些施工单位为了眼前的利益和短期的经济使用一些质量不合格的混凝土材料，这对整体的道路桥梁工程产生了严重地影响。实际中，应当充分考虑到混凝土的耐久性，防止在后续道路桥梁施工中产生混凝土开裂的情况，这就要求进行结构化设计的过程中，设计人员能够充分考虑到整体结构配筋方面的设计，从而能够减少道路桥梁混凝土开裂的情况[8]。

3.4 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[9]。

3.5 结构化设计应用应当注意的内容

道路桥梁结构化设计的过程中，应当合理选择桥梁的整体结构，重视更加简便化和实用性的结构配置，使其充分体现到道路桥梁结构设计中，并对整体结构进行进一步的优化，从而能够有效地降低道路桥梁结构的整体重量，完善道路桥梁结构的设计要求。目前，道路桥梁结构设计中会使用到丰富的原材料，同时具有较大的承载要求，因此应当选择重量更轻的复合整体性结构。除此之外，随着我国道路桥梁工程的规模以及数量不断扩大，相关方面重视对道路桥梁的设计，施工中难度也有所提升。要保证道路桥梁整体结构的连续性，就需要采取结构化设计，有效地保证桥梁的设计效果符合交通方面的需求，提高结构化设计的稳定性以及使用的安全性，另外还能够有效地优化桥梁的结构，并帮助相关部门节省桥梁建设中所使用的材料。除此之外，还要重视桥梁材料和整体结构之间的整合，对材料进行分类，如果结构的受力比较大，就应当思考更合适的材料和形状，充分体现出力的作用[10]。还要求对不同的设计方案进行深入的对比和分析，从而在桥梁结构化设计的过程中产生更好的选择。

4 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。

[1]陈博.道路桥梁设计中结构化设计的应用研究[J].交通世界,2020,24:77-78.

[2]吴朝林.道路桥梁设计中结构化设计的应用研究[J].居舍,2020,06:95.

[3]王炳辉.道路桥梁设计中结构化设计的应用研究[J].四川水泥,2020,02:42.

[4]姬宇轩.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].城市建筑,2020,1705:179-180.

[5]万梦.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].四川水泥,2020,04:318.

[6]张光远.研究结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].城市建筑,2020,1712:189-190.

[7]胡师杰.结构化设计在道路桥梁设计的应用分析[J].四川水泥,2020,05:68.

[8]谭春腾.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].科技创新导报,2020,1711:15+17.

[9]李丹.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].住宅与房地产,2020,18:94.

[10]谢杨,杨继文,龚成.道路桥梁设计中结构化设计的具体应用探讨[J].建材与装饰,2020,20:278+281.

魏文财（1987- ），男，汉族，硕士 ，工程师 ，长期从事桥梁工程勘察、设计、科研工作 。

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1007-6344（2021）01-0240-02