道路桥梁设计中结构优化设计的应用研究

陈 俊

中外建华诚工程技术集团有限公司 北京 100052

在道路桥梁项目工程建设工作过程中，做好工程项目设计工作非常关键，结构优化设计工作是现阶段我国各大道路桥梁工程项目设计工作中，比较常用的一种新型设计工作方法。结构优化设计工作起初主要应用在软件结构设计工作方面，通过将其合理应用在道路桥梁项目工程设计工作中，可以有效转变传统模式下的桥梁工程项目设计工作思路，通过对道路桥梁设计工作过程中的关键性参数信息进行分析和处理，可以有效控制桥梁工程项目，在设计工作过程中可能产生的各种干扰性因素，以此来保证道路桥梁项目工程设计工作方案更加符合工程建设实际要求，同时针对道路桥梁工程项目造价和结构性能方面上的优化起到了良好的控制和保障效果，全面提高道路桥梁工程项目的结构安全性和稳定性，为后续的通车安全打下良好的基础。

1 道路桥梁工程项目结构优化设计工作的重要性分析

1.1 顺应现阶段社会整体的发展要求

道路桥梁结构优化设计工作和传统的道路桥梁设计工作相比，在一些细节设计工作方面更加具有优势，有效遵循现阶段我国道路桥梁工程项目的建设发展工作背景，从基础工作条件方面入手，对整个道路桥梁工程结构展开进一步优化和设计，全面提高道路桥梁工程项目建设施工质量完成预期的工程建设工作目标。从专业化的工作角度上进行分析，结构设计工作是公路桥梁工程中一种新型的结构设计理念，对相关设计工作人员提出了更高的专业要求和标准。在具体设计工作当中相关设计工作人员，不但需要充分了解到道路桥梁设计领域当中的各项专业基础知识，同时还需要具备更加丰富的桥梁工程项目设计工作经验，充分满足我国道路桥梁工程项目建设发展的多样化工作要求[1]。

1.2 结构优化设计提高道路桥梁施工的可行性

在道路桥梁项目工程设计工作阶段，除了需要进行必要的细化设计工作以外，还需要考虑到后续桥梁工程项目施工的可行性问题，需要充分做好道路桥梁工程项目设计工作和施工之间的有效衔接。在结构化设计工作过程中，相关设计工作人员需要根据道路桥梁工程项目环境差异性，对结构优化设计内容进行灵活调整。一方面可以有效保证道路桥梁工程项目的整体建设施工质量；另一方面还可以针对道路桥梁结构优化设计方案当中的各种风险性问题展开进一步识别，全面提高道路桥梁后续施工的可行性[2]。

2 道路桥梁结构优化设计工作中所需要遵循的主要原则

2.1 合理性原则

道路桥梁工程项目在城市化建设工作过程中所发挥出的作用越来越明显，由于在结构优化设计工作当中必须要遵循合理性和科学性的设计工作原则，保证道路桥梁工程项目结构设计更加科学合理。在桥梁结构设计思路当中，相关设计工作人员需要从科学性角度出发，最大限度上提高道路桥梁工程项目的设计工作质量，并且还需要从结构性能和安全性角度出发展开进一步优化和改进，与此同时在道路桥梁荷载能力设计工作方面，相关设计工作人员需要通过使用更加简单的方式来进行受力荷载计算，有效保证道路桥梁工程项目的整体承载力和稳定性。

2.2 整体性设计工作原则

在道路桥梁结构优化设计工作当中，相关设计工作人员必须要具有全局性的设计工作眼光，需要从整个项目工程到长远使用工作角度上进行全面考虑，不但需要保证道路桥梁工程项目的整体设计工作质量，同时还需要考虑到后续工程项目建设施工成本等相关内容，以此来实现工程建设单位的更高经济效益，同时保证道路桥梁工程项目的整体性。比如，在设计道路桥梁水密层尺寸工作过程中，相关设计工作人员可以将道路工程设计和混凝土设计工作，作为一种整体性的设计方面来进行考虑，可以进一步加强二者之间的连接性，同时还可以进一步提高道路桥梁工程项目的延展性和可靠性，全面提高道路桥梁工程项目的建设施工质量[3]。

3 道路桥梁结构优化设计工作应用要点分析

3.1 优化结构设计模型

在进行道路桥梁结构化设计工作过程中，需要有效结合当前技术手段，对工程项目设计模型展开进一步优化和改进，有效保证整个结构化设计模型更加符合道路工程桥梁的设计工作要求和标准。首先，可以针对道路桥梁展开离散化结构设计工作，通过这种结构设计工作方法，可以全面提高道路桥梁结构的整体性和稳定性，同时还可以实现将道路桥梁结构的自由度，合理转化成有限空间范围内的自由度大小，但是在针对理想化的设计工作当中，相关性工作人员需要针对桥梁结构的应力大小进行进一步计算和分析，以此来有效保证道路桥梁结构的稳定性可以得到全面提升。其次，需要针对道路桥梁结构模型展开细化设计和分析，相关设计工作人员可以从整个工程项目局部受力角度上出发，有效计算出道路桥梁工程项目的净荷载大小，并且根据相关参数内容对道路桥梁结构展开模型结构设计。通过更加精确的受力参数计算和分析，使用各种不同类型的材料，对道路桥梁的结构展开模拟以此来有效保证道路桥梁施工质量符合预期工程施工要求和标准。

3.2 使用更加科学合理的计算工作方法

在道路桥梁工程项目的结构优化设计工作当中，相关设计工作人员必须要进行大量的参数计算和分析工作，工作人员必须要选择出更加科学合理的计算形式，尽可能避免计算误差问题的产生。首先，在建模分析工作过程中需要对比例尺参数进行合理选择，通过使用垂直轴和水平轴来进行合理计算，从中可以得到目标函数的大致轮廓图以及最终的目标函数数值。其次，可以通过使用数学算法当中的求极限值计算方法，有效得出函数极限值大小，同时要对道路桥梁工程项目的设计度量计算工作加以落实，进一步简化参数计算工作流程，提高计算工作效率[4]。

3.3 有效提高道路桥梁防水性能

在道路桥梁项目工程设计工作过程中，需要充分考虑到外部环境因素所产生的影响，特别是针对我国一些气候环境条件比较恶劣的地区，对道路桥梁的使用质量安全性造成了比较严重的影响。从近阶段我国行业内部的道路桥梁项目工程施工状况进行分析，针对道路桥梁工程防水结构设计是结构优化设计工作中的重要构成部分。从公路桥梁的使用耐久度和使用安全性角度上进行分析，防水性能的高低直接关系到道路桥梁工程的施工质量，因此在进行结构优化设计工作当中，相关设计工作人员需要针对整个道路桥梁防水结构展开更加细致和全面的设计工作，同时要有效保证整个设计工作方案具有较高的可行性效果，以此来保证道路桥梁工程项目具有更高的防水性能和稳定性。现阶段，在我国道路桥梁工程项目的防水结构方面，主要是通过防水工程与排水工程两个重要的环节所构成，在结构优化设计工作当中，相关设计工作人员需要采取针对性的设计工作方案，有效避免道路桥梁结构产生严重的渗水和漏水问题，同时如果外部出现强降雨或者是降雪天气环境下，必须要及时清除表面多余的积水和积雪，有效做好后续的水体排放工作。与此同时，相关工作人员可以对一些新型的防水材料进行各地应用，有效保证道路桥梁表面的防水性能，制作出相应的防水层结构，有效提高道路桥梁的防水效果，延长道路桥梁工程项目的使用周期[5]。

3.4 对混凝土材料进行合理配比

在现阶段道路桥梁工程项目建设过程中，混凝土仍然是其中最主要的施工原材料，主要因为混凝土原材料的成本造价相对较低，同时原材料来源比较广泛。在具体施工过程中整个施工流程相对比较简单，道路桥梁项目工程建设完成之后，整体的稳定性可以得到保证，在进行道路桥梁结构优化设计工作过程中，必须要对混凝土材料配比问题加以充分重视，为了全面提高道路桥梁基础结构的稳定性，在进行混凝土材料优化设计工作当中，相关设计工作人员通常情况下会通过适当的增加混凝土材料的厚度，对桥梁主体结构进行必要的防护处理，并且在具体施工过程中混凝土材料质量，直接影响到整个道路桥梁项目工程建设施工的安全性和稳定性。因此，设计工作人员在展开结构优化设计工作过程中，必须要对混凝土材料的这个稳定性设计工作进行全面论证，并且从整个混凝土材料的使用性质方面进行分析，由于钢筋混凝土材料属于一种复合型的材料，在配置工作当中必须要根据行业内部的相关工程施工标准，以及工程施工的具体情况进行科学严格配比，以此来全面提高混凝土材料质量，实现整个道路桥梁混凝土结构优化。

4 结束语

综上所述，在道路桥梁项目工程治理工作过程中，通过结构优化设计工作的开展，可以全面提高道路桥梁设计工作的科学性与合理性，同时还可以进一步提高道路桥梁结构的稳定性和安全性，延长道路桥梁工程项目的使用耐久度，实现更高的经济效益和社会效益。