道路桥梁结构化设计的实践研究

王必涛

（江苏方洋集团有限公司，江苏 连云港222000）

0 引言

道路桥梁结构自身有复杂性、综合性的特点，因此在结构设计时就需要考虑多方面因素。如不结合施工现场实际情况对这些因素进行针对性改进，就很容易导致道路桥梁存在安全质量隐患。为了保证道路桥梁设计有明显的优势，结构化设计是非常重要的方向，既能够提高道路桥梁的建设效益以及应用性能，还能够保障道路桥梁设计有高安全性、高精准性、高实用性，促使工程建设取得良好效果，提高整体设计工作的可靠性。从道路桥梁设计的重要指标出发，对设计结构、原则进行详细说明，保障结构化设计在道路桥梁设计中有充足的实践标准。

1 结构化设计在道路桥梁设计中的优势

1.1 结构化设计的内涵

在结构化设计的内涵中，结构化设计对已收集到的数据标准折射成流图，在道路桥梁设计工作中实现分离，保证彼此功能独立，形成有效的管理架构。同时，道路桥梁自身要求具有高设计标准，要针对具体情况实现细致设计。在道路工程融合阶段，要以实际施工方案为原则，对已有的设计图纸进行优化，保障最终设计的效果满足工程需要。在设计中融合实践经验以及项目工程的具体参数，在结构布置、材料选择、结构尺寸中了解各项目的可行性，保障设计水准不断提升。对于一些较为复杂的道路，桥梁通过结构化的设计方法，能够产生良好的设计优势。

1.2 结构化设计的优势

结构化设计能够在道路桥梁施工中起到独特的优势，结构化设计可以对道路结构的各组成部分展开优化，结合一种有效的设计方法，能够分解道路桥梁的整体结构。通过建模的方式，对其进行重新整合，保障道路桥梁结构更加合理。在设计中，分析不同板块之间的细节性问题，并采用极佳的方式解决结构不良现象，弥补传统设计中的缺陷。同时，道路桥梁结构整体迈向最优方向发展。结构化的设计能够发挥实用性、科学性的作用，使现代桥梁设计工作发展能够呈现出精准性趋势，适应未来道路交通事业的发展需求。

2 结构化设计在道路桥梁设计中的原则

结构化设计在道路桥梁设计中有以下四项基本原则：

第一，连续性原则。道路桥梁施工是一个宏观的施工概念，注重连续性。因此，结构化设计必须遵循这一原理。通过工程架构以及人员配比、资金需求等环节，使道路桥梁的各施工体系都可以相互连接，保障桥梁具有正规的承载力。在其使用效果以及自然生命周期中，考虑荷载力以及其他因素影响，减少施工成本，保障最终的经济效益。

第二，综合性原则。综合性原则要考虑各施工因素，并保障道路桥梁的技术合理。道路桥梁建设所需要的材料不同，在设计时需要就已有的材料以及最终道路桥梁的结构实现考量，分析二者是否吻合，且道路桥梁的结构较为复杂，其承载的最终作用也各不相同。因此，在进行结构化设计时就要遵循综合性原则，选择配比材料，满足道路桥梁的承载要求。

第三，整体性原则。在结构化设计上，要满足整体结构的需求，提高桥梁的最终承载力。在荷载数值作用的分析下，设定不同标准值。通过建模，考虑道路桥梁是否具备正常使用性能，在不影响工程效果的前提下，对已有的风险进行规避，保障工程质量。

第四，科学性原则。在进行道路桥梁结构优化设计时，要选择科学、有效的道路桥梁结构标准。对结构、形式、尺寸等进行考虑，落实科学设计的原则。在保障结构安全性的前提下，优化桥梁结构，尽可能降低桥梁结构自重产生的影响。

3 结构化设计模型搭建

3.1 数据值确定

结构化设计模型搭建可以对工程实际情况实现模拟，同时将已收集到的数据以可视化的角度展示，方便施工人员了解何种设计架构对道路桥梁会产生优化，何种设计方法会导致道路桥梁失去自身的承载优势。在求解极值中，需要将约束不等式转换为等式，随后对目标函数中的变量进行消除。通过设置函数指标，以变量“H”为例。所有其他的常数均能求得最小值或最大值，完成结构比例的设定。此外，数据值还需要通过网络搜索进行建设。作为一种最直观的方法，网络搜索可以对固定区域内的结构化方案设置网格点，如网格点A——网格点“A1”；网格点B——网格点“B1”。每一种大网格点代表一种设计方案，在搜索时按照特定规律，找出最佳的网格点。在道路桥梁设计中，可以分析一个固定的变量。随后，由小至大，对其他变量进行逐一核算。在验证过程中，保障每个网格点都能够满足已有的约束条件，选出可行的目标函数，求得最优值。

3.2 已知模型的搭建

搭建模型化结构，在道路桥梁的设计中，利用物理学原理，对道路桥梁的各关键环节规律变化实现分析。结构化设计的关键指标，在于对设计中已有的矛盾实现精准分析，达成数据化的处理方案，可以保障整体的设计更具针对性，方便道路桥梁结构化设计工作的可行性。在材料以及荷载力中，对使用材料进行假设，保障材料具有理想的弹性以及塑性。同时，通过有限参数值，对荷载以及自由度进行模拟。有限参数既可以为解析式参数，也可以为概率性式参数。通过结构化设计的原理，对施工前的结构分析有明显帮助。

例如，某道路桥梁施工要考虑路面渗水，排除防渗漏等要求。为解决此类问题，在模型建设时就要考虑防水层的设计数据，并保证最终设计的防水层有优良的排水作用。在通常情况下，要选择密闭性最高的混凝土，并加入钢筋网。钢筋网的存在，会对混凝土提供额外的承载力，避免混凝土在使用中出现裂痕。同时，混凝土的材料还可以选择复合纤维混凝土。配比结晶材料，在力学模型设计中，就要考虑设计长项。如黏结性长项，将黏结性长项数据输入模型，经试运行后，分析是否会出现数据力学改变的问题。此外，还包含综合结构数据，如抗拉强度、抗剪性、延伸性以及排水管道设计，分析这些数据值对于桥梁整体结构的影响。

3.3 细节化模型设计

在细节化模型的建设中，通过离散化结构设计，细化道路桥梁的整体结构。例如，将结构由无线自由度转变为有限自由度，进而分析整体的结构受力情况，了解道路桥梁的精准性以及简化效果。在结构分析上，从力学角度出发，结合受力原理，分析道路桥的内在规律。在此过程中，正确掌握矛盾点，以实现结构的预处理，该设计能够对结构处理效率起到改进效果。

例如，在材料以及荷载结构的优化设计中，以收集到的数据为核心结合实践方案。通过简化结构设计标准，以提高最终的施工效率。需要注意的是，该方法与实际情况必须保持一致，且选择的计算模型要以科学性、合理性为核心。计算方法可以选择图解法以及同态设计法，例如在图解法中，了解计算原理，将任意两个计算变量作为横纵标准。考虑坐标值，如将a区域以坐标系分布，就可以精准得出a区各数据标准，了解含量，继而绘制出目标函数等值线。此外，对已知切点实现目标函数的统计，了解二维结构。而在同态设计法中，与函数极值法相同，均是将函数不等式作为参考标准，实现缩小设计空间的方向，进而提高最终的计算效率。虽然最终得出的数据值无法与原值比较，但对于简化结构的设计解法有较高的便捷性，因此应用频率较高。

4 结构化设计在道路桥梁设计中的实践路径

4.1 防水结构

结构化设计在道路桥梁施工体系中，需要考虑防水结构的应用标准。例如，道路桥梁结合检测指标，分析影响道路桥梁使用寿命的最终因素。经数据值比对，涉及因素最多的为水分因素。如水分过多，就会导致桥梁主体结构受水分影响，使关键构件稳定性失衡，干扰道路桥梁的最终使用耐久度以及承载力。因此，必要的防水结构非常重要。设置防水层，选择密闭性极佳的混凝土材料；还可以配比结晶材料，经过铺设可以有效提高桥梁结构的防水性能。但在实际施工中，还需要注意桥梁结构沥青材料质量，保障材料能够产生优势，提高桥梁结构的整体连接性。道路桥梁结构在施工中，还需要设置排水管道，减少管道漏水现象。对于特殊的气候，如暴雪、暴雨等，要考虑其水分若没有及时排出，将会对道路桥梁表面产生破坏。管道的设计要以道路桥梁的最终水分承载极限为原则，均衡分配。

4.2 混凝土结构

对已有的混凝土结构着重优化，混凝土结构是道路桥梁施工的重要环节，积极完成结构化设计标准，产生良好的施工效果。提升道路桥梁工程的实际施工质量，可以发挥其高强度稳定性、可靠性。对于结构化设计的应用，最重要的便是混凝土比例的控制。从桥梁建设的实际需求出发，混凝土材料要开展试验工作，得出最佳的分配比例。同时，还需要注意混凝土搅拌以及混凝土水分配比，提供合理的混凝土使用条件。尽可能减少混凝土水分过多导致钢筋腐蚀的问题，经混凝土施工后所有钢筋需要在混凝土内部隔绝空气。通过构造钢筋的科学性以及合理效果，减少道路桥梁在后续使用中出现的裂缝问题。结构化设计在道路桥梁的架构中能够产生实践优势，且在道路桥梁工程稳定性、可靠性中，保障所有混凝土结构的设置能够顺利完成，并取得理想的结构化方向，在道路桥梁设计工作中发挥积极作用。

4.3 应用实例分析——以立交桥工程为例

在道路桥梁设计中，应用实践案例，以客观角度分析。立交桥工程项目在施工时，需要利用结构化的优势，保障桥梁的搭头科学、精准。考虑埋深方面的影响因素，遵循相关规定，对立交桥的埋设深度以及搭板厚度、宽度等进行科学配比。使桥头搭板设计符合建设要求，对已有的技术进行改良。例如，利用信息化手段完成结构化设计，保证设计流程简化。就厚度、宽度的结构值能够准确计算，防止道路墙结构在设置中出现不吻合的问题，埋藏潜在隐患。由此可见，在立交桥工程结构化设计中，关注重点为桥头搭板宽度、厚度以及长度，三者调整必须实现平衡。考虑计算以及调整作业的合理性，在桥头搭板结构设计上，要根据结构化设计的原则以及当地的水文地质条件、客观条件等进行分析。

5 结语

综上所述，道路桥梁在社会建设中发挥着重要作用。因此，道路桥梁的设计考虑施工质量以及施工安全性，要结合实际地质情况完成分析。本文对设计模型确定其数据采集标准，确保所有的网格点都能满足要求，选出目标函数。对已知模型实现搭建，考虑不同的设计原则，如将其黏结性长项输入模型后，分析是否会出现数据运行问题。如果该问题出现，就要改进数据力学的参数指标，保证抗剪性、延伸性能够满足要求。在未来结构化设计中，要进一步发挥道路桥梁设计独特的应用优势，保障整体施工范围满足工程要求。