道路桥梁中结构化设计的具体应用

道路桥梁中结构化设计的具体应用

陈银锋 ,冼杏琴

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摘要：我国国民经济生产总值不多提升的同时也给路桥梁工程带来了更多的发展机遇。为了满足城市未来发展的需求，道路桥梁设计需要更加精细化，结合结构化设计理念开展。本文主要围绕结构化设计在道路桥梁设计中的应用进行分析，从而提高道路桥梁设计的水平。

关键词：结构化设计；道路桥梁；应用分析

1.结构化设计在道路桥梁设计中的应用原则

1.1科学性原则

科学性原则是指结构化设计要符合道路桥梁的安全规范与使用要求，对道路桥梁结构、横断面与道路桥梁结构配置等内容进行科学测算与安排，确保其能满足长期性的使用需要，尽可能提高道路桥梁工程的使用寿命。其次，从安全性的角度出发，通过优化道路桥梁结构内力分布，尽可能降低道路桥梁的自重。

1.2简约化原则

简约化原则也是结构化设计在道路桥梁设计中的一项重要原则，简约化原则的应用既可以减少不必要的施工程序，使得施工成本得以科学控制，提高建设企业的经济效益，也可以压缩安全隐患的增长空间，提高工程的整体稳定性。在实际设计中，要尽可能使得道路桥梁结构力能完成直接、简单的传递，把道路桥梁结构能平衡地分散外部负荷，以此达到降低桥梁自重、增强工程整体强度、优化施工流程的理想效果。

1.3连续性原则

在实践中可以发现，近年来我国多数道路桥梁工程结构呈现出了自重与负荷持续增加的趋势，这也是道路桥梁建设体量增大的必然结果，为了适应这一趋势发展，就需要在结构化设计中遵循连续性的原则，从而增大结构在受力过程中的受力面积、缩短受力传递路径，以此达到增强桥梁耐久性的目的。

1.4统合性原则

统合性原则是指在结构化设计中，要对材料、结构两大关键部分进行统筹规划，充分考虑不同结构、形状在受力与功能方面的差异，使得其共同为提高道路桥梁工程结构稳定的目的而服务。

1.5 整体性原则

道路桥梁工程各个构成部分不是孤立存在的，结构化设计的最终目的是提高其整体工程的质量及在长期使用过程中的耐久性。因此，在结构化设计中必须坚持整体性的设计原则，最大程度激发结构化设计的突出优势，尤其是要做好过载等特殊情况下桥梁整体安全的设计。同时，可以通过提高整体承重力、统筹节约总体材料用量等方式，实现质量保障与经济效益的有机统一。

2.道路桥梁设计中结构化设计的具体应用

2.1在混凝土施工设计中的应用

道路桥梁的结构主体通常都是由钢筋混凝土构成，混凝土的设计在道路桥梁设计中很重要。混凝土的材料要选择合理，结合道路桥梁性能要求，选用不同性能的混凝土，如早强型、抗冻型、防水型等。再加上钢筋混凝土是一种性能比较特殊的混合材料，很容易受到外界环境的影响，在施工设计中应该对钢筋混凝土加以保护层设计，加大对钢筋混凝土的保护，延长其使用寿命。有效地将结构化设计应用到混凝土施工中，可以很大程度地提升混凝土的稳定性和耐久性。另外，除了要增加混凝土的稳定性和耐久性，还应该对混凝土的断裂现象加以控制，增强混凝土的结构抗裂能力。

2.2在材料选择与使用方面的应用

结构化设计在材料选择与使用方面的应用多体现于混凝土材料。混凝土是道路桥梁结构的填充物，直接决定了工程的质量。结构化设计中对于混凝土施工技术的设计主要是针对材料的选择和使用两个部分。对材料的选择而言，混凝土这种材料相对特殊，是通过制造得到的，因此结构化设计就针对其制备提出一部分刚性要求。第一步是按照配比确定原材料的用量和车辆的重量，同时固定水泥、砂、石的磅秤标准，设计中规定一定不能忽视骨料中含水率的测定，因为这是确定准确用水量的关键。第二步是按照装料的顺序进行装车，设计中指出一般是先装石子，然后是装水泥，最后装砂子。结构化设计中提到掺合料要随水泥一同装车，外加剂通常是按照用量进行分装，使用时与粗细骨料一同加入。第三步是按照要求搅拌，搅拌一定要遵循结构化设计要求，如需掺入外加剂，要注意调整搅拌时间。另外，结构化设计为保障混凝土的制备质量，描述细节时提出搅拌过程开始前要经过相关人员的坍落度和易性等鉴定。对材料使用而言，混凝土的使用需要符合道路桥梁工程对于承重能力、安全性能和使用期限的要求，结构化设计中指出钢筋混凝土具有其特殊的化学属性，一旦出现腐蚀状况，就会导致整个工程项目的质量受到威胁，承重能力大幅度降低，安全性能直线下降，道路桥梁的使用期限也相对缩减。因此，在现场施工的过程中可以采取增加保护层的思路来解决问题。

2.3重视疲劳损伤设计

在运营期间，桥梁所承受的荷载会呈现出循环变化的应力，这种应力会触发桥梁结构的振动，长时间的作用下就会导致桥梁结构出现疲劳损伤，而这种损伤累积到一定程度之后，就会导致桥梁结构出现裂缝。桥梁结构的早期疲劳对结构具有极强的破坏能力，一旦造成损害就会出现很严重的后果，桥梁坍塌事故的一个重要起因就是由于结构发生疲劳损伤导致的。因此在进行桥梁设计时要对结构的疲劳损伤问题格外注意，防止出现疲劳损伤。

2.4结构化设计—防水设计

在道路桥梁设计中，防水设计也是一项非常重要的内容，它在一定程度上关乎着道路桥梁的使用寿命和质量，因此，在设计过程中一定要重视道路桥梁的防水设计。若是无法在短时间内将道路表面的积水排除或者道路桥梁自身防渗漏功能比较差，那么将会缩短道路桥梁的使用寿命，甚至还会影响到交通安全。所以，在道路桥梁设计中要强化道路防水设计，选用密封性比较好的混凝土材料进行施工，并在混凝土中添加配筋网，能够有效降低道路桥梁开裂的现象，而且采用复合纤维混凝土有效增强道路桥梁的防水性。在开展道路桥梁防水作业时，一定要严格按照各项要求标准施工，防止路面道路桥梁出现起皮或脱落的情况。再者，施工人员要将路面和混凝土摊铺成一个整体，使其能够确保道路桥梁的延展性，同时还能够有效提升道路桥梁的抗拉性能。在施工过程中一定要严格按照施工图纸进行施工，合理设计排水管道，对道路桥梁排水位置进行有效的考量和设计，防止水分淤积在混凝土内部，缩短道路桥梁的使用年限。

2.5在工程性能方面的应用

道路与桥梁工程面临的在大难题就是如何应对阴雨天气，这些外界因素很可能会对工程的质量造成影响，结构设计在该方面的应用发挥了巨大的优势。提高道路桥梁抵御不良外界环境的能力要从其建造材料入手，结构化设计中考虑到这一点，明确指出应该选择高密闭性的混凝土材料，以免积水渗透对整个工程结构造成威胁。除此之外，结构化设计指导进行的防水性能检测中，要求施工人员重视路面状况，观察其是否粘结完好，是否出现起皮脱皮的现象。同时还要规划好排水管道的布局，避免松散布局导致雨水渗透到道路桥梁的结构之中而产生不良后果。

结语：

道路桥梁在我国交通运行中占比最大，其中道路桥梁的结构化设计工作较为繁琐，涉及的内容较多。在道路路桥中想要充分发挥出结构化设计的优势，就必须要注重细节，认真勘测施工现场的环境，从而制定出一套科学合理的项目方案，增强道桥结构的稳定性，减少潜在的安全隐患。

参考文献：

[1]邬建伟，樊海平，结构化设计在道路桥梁设计中的应用研究[J].成功，2017，（07）：26.

[2]徐涛.道路桥梁设计中结构化设计的具体应用探讨[J].科技创新与应用，2019（14）：184-185.

[3]胡启荣，孙建国.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（12）：144.