道路桥梁设计中的结构化设计策略研究_周波.pdf

LOW CARBON WORLD 2023/6道路桥梁设计中的结构化设计策略研究周波（江西新淦工程设计有限公司，江西 吉安 331300）【摘要】作为基础设施的重要组成部分，道路桥梁建设质量会直接影响经济发展。而设计方案的科学性、可靠性，是保证道路桥梁建设水平的基础。只有设计方案合理有效，方能提高道路桥梁建设质量，营造良好的交通运输环境，为经济发展提供支持和助力。从结构化设计在道路桥梁中的应用原则出发，深入分析道路桥梁设计现状，并提出优化道路桥梁结构化设计的措施，旨在为相关人员提供参考。【关键词】道路桥梁；桥梁设计；结构化设计【中图分类号】U412.3【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2023）06-0151-030引言近年来，道路桥梁飞速发展、规模不断扩大，是城市与乡村相连接的重要命脉，在推动交通运输发展、满足人们生活需求的同时，也为经济水平的提升奠定了基础。而随着道路桥梁建设规模的扩大，工程涉及内容显著增加。对于道路桥梁建设而言，合理利用结构化设计，能够提高道路桥梁施工建设水平，推动经济发展。因此，研究此项课题具有十分重要的意义。1结构化设计在道路桥梁中的应用原则1.1科学性科学性原则作为道路桥梁结构化设计中的重要组成部分，也是道路桥梁结构化设计需要遵循的基本原则。通过选择科学、合理的结构方式，进一步保障道路桥梁横截面积与结构内容相一致。同时，明确道路桥梁的整体结构设计以及分布位置，保证道路桥梁的受力结构能够得到优化与完善，从而最大限度减轻道路桥梁结构的重量，降低施工建设成本1。1.2综合性对于道路桥梁结构化设计来说，其重点在于能够依据工程建设的实际情况，综合考量建设施工过程中所需原材料和结构之间的关系。根据道路桥梁设计中的结构要求、材料的具体物理特点，应保证道路桥梁整体结构具有较高的承重能力，延长道路桥梁的使用寿命。总而言之，施工单位需要将材料作为切入点，加强对材料质量的把控。1.3连续性道路桥梁（图 1）施工结构化设计需要遵循连续性原则，能够防止为不断提高道路桥梁的承载力而增加本身的重量，最终导致道路桥梁结构受损，对道路桥梁的使用强度、使用质量造成一定的影响。所以，要遵循道路桥梁的连续性原则，增加整体的受力面积，缩短受力传递距离，增加道路桥梁的承载力，逐步优化和完善道路桥梁的结构，降低投入。2道路桥梁设计现状传统的道路桥梁建设中，设计方案主要是借鉴以往的设计经验和设计流程，主要内容包括施工建设过程中钢筋、混凝土等原材料的选择、施工工艺流程以及施工现场布置等。当完成上述设计工作后，再进行力学与结构的分析，从施工的实际情况出发，针对当前的设计内容进行全面检验，进而判断方案的可行性，做好调整与优化工作。该种设计方案尽管对设计内容进行了全面的检验，但缺乏对施工流程的细致研究和分析。随着当前经济、科技的不断发展，社会对道路桥梁建设的要求也越来越高，设计方案内容更加复杂、多样，如果依然采用传统的道路桥梁设计，必然无法满足现代化的道路桥梁设计要求。近图1道路桥梁绿色交通151DOI:10.16844/10-1007/tk.2023.06.049LOW CARBON WORLD 2023/6年来，结构化设计受到了社会各界的广泛关注，在建筑行业的应用范围也逐步扩大。结构化设计的根本在于从精细化、模块化以及结构化的角度不断优化设计环节，为道路桥梁设计提供新思路。例如，可以采用结构图的方式，掌握道路桥梁的具体情况，为后续工程建设提供指导。由于结构化能够从工程建设的整体角度出发，分解设计过程，所以可有效提升道路桥梁设计方案的安全性与可靠性2。3强化道路桥梁设计中结构化设计的措施3.1构建计算模型对于道路桥梁设计来说，尽量降低自身结构重量是延长其使用寿命的重要方法。首先在道路桥梁设计中需要明确钢材刚度，使其能够满足施工过程中材料的刚度配比，应确保施工方案设计的合理性和科学性，为项目工程顺利施工、保障道路桥梁工程建设质量奠定良好的基础。其次，为降低投入成本、材料的使用量，在初期设计阶段应做好整体规划布局工作，将结构化设计融入设计方案中，充分发挥原材料在实际应用过程中的作用，进而提高工程建设质量和水平。最后，在钢筋、混凝土等原材料的选择与采购方面，采购人员需要对采购市场有全面的了解，提高对新型材料的重视程度，在保证工程施工质量的基础上，尽量选择绿色、环保的材料，在注重工程项目经济效益的同时，为生态环境保护做出贡献，这也是道路桥梁建设企业应承担的基本社会责任。结构化设计对道路桥梁建设过程中的资源、能源消耗有较高的要求，既需要降低成本投入，又需要综合考量项目工程的建设效率。为此，将结构化设计应用到道路桥梁建设中，应建立相关的计算模型。一方面，统一将零散化的结构模型进行有机融合，保障计算模型的构建质量。从整体化、全局化的设计角度出发，实现施工计划的分阶段制订。搭建信息化、系统化的结构平台，不断完善计算模型。例如，在工程主体结构化设计阶段，可针对结构的特殊位置开展科学的测试工作，对获得的数据结果进行深入分析。通过构建合理的计算模型，有助于简化设计方案，达到提高工作效率的目的。另一方面，针对结构化的设计，在计算模型构建方面，重点在于对主体结构材料力学弹性、材料可塑性的研究与建设，依据获得的参数信息，开展模拟实验。对于参数数据体系，则应提高对参数应用可行性、可靠性的重视程度，实现对参数数据的有效利用。道路桥梁建设前，需做好设计方案的完善工作，注重模型建设对道路桥梁结构受力的影响，并结合获得的受力信息分析和预判正式投入使用后是否能够满足车辆行驶要求。合理划分结构化设计的各功能模块，加强各模块之间的有效衔接，避免模块之间脱节，影响工程施工进度。在概要设计环节选择合理的模型软件系统后，再开展结构化的设计工作，明确各环节、各模块的关系。需要注意的是，对于数据结构和数据库的搭建，首先需要编写相关档案信息，做好档案的评审工作，提升档案的应用水平。其次借助结构图纸，加强各模块的联系，收集准确、真实的数据信息和内容，为道路桥梁工程建设提供支持3。完成概要设计后，在结构设计图的基础上准确提取算法数据信息，依据现有的数据结构，合理选择数据内容。在开展模型化结构建设时，从力学角度对道路桥梁的结构情况予以深度考量和分析，掌握结构的发展规律，合理预判在实际施工过程中可能存在的问题，并通过构建简化模型的方式，为道路桥梁施工提供帮助。3.2增强防水性能防水性能是建筑设计结构中的重要内容，只有确保道路桥梁设计结构的防水性能，才能提升道路桥梁结构的质量，延长道路桥梁的使用寿命。一旦道路桥梁表面出现积水问题而未能在第一时间予以解决，就会降低道路桥梁主体结构的防渗能力，严重影响道路桥梁的实用性能和质量。所以，对于道路桥梁工程设计来说，开展结构化设计的主要目的也在于不断提升道路桥梁结构的防水能力和质量水平。在材料选择方面，采购人员应采取审慎的态度，要认识到原材料的选择对工程建设质量的影响，树立责任意识，确保采购的原材料能够满足道路桥梁的施工要求。为提高工程建设的防水性能，可通过增强道路桥梁工程主体结构的密闭性能，提高防渗漏水平。也可在混凝土内部添加适量的配筋网，避免混凝土出现裂缝，降低渗漏的可能性。除此之外，使用复合纤维混凝土材料对解决道路桥梁渗漏问题也有着积极意义4。结构化的设计理念对增强道路桥梁防水能力具有促进作用，使其最大限度满足工程建设要求，防止路面出现裂缝、起皮。作为施工人员，为进一步增强路面的延展性，可以将混凝土与路面充分结合，不断绿色交通152LOW CARBON WORLD 2023/6提高道路桥梁主体结构的抗拉能力。根据施工图纸结构化设计要求，提高对排水管道合理安装的重视程度，认识到排水管道的合理布局对工程建设的重要影响，防止实际施工时出现水分淤积问题，对混凝土材料造成不利影响，导致混凝土结构强度受损。3.3加强混凝土管理混凝土作为道路桥梁的主要材料之一，不断提高混凝土的施工质量能够提升道路桥梁建设水平。为此，道路桥梁的结构化设计需要从主体结构承载力角度出发，加强对混凝土的管理。在此过程中应重复考量混凝土的耐久性以及使用时间，保证所应用的混凝土符合建设要求。加强混凝土结构的整体布局，合理计算工程量，防止在施工过程中出现误差，与实际施工要求相悖离。道路桥梁主体结构承载力的增加离不开钢筋混凝土结构保护层的设计与建设。例如，通过涂抹保护材料的方式，有利于保护钢筋混凝土材料，防止结构内部出现腐蚀问题，影响结构强度。对于混凝土结构来说，影响其稳定性的最主要因素为裂缝问题，一旦混凝土出现裂缝，将导致结构发生改变，进而影响自身稳定性和安全性。因此，在结构化设计阶段需要重视混凝土裂缝的控制，防止降低整体结构的刚性。为有效解决上述问题，可以采用增加钢筋（图 2）数量、强化配筋的方式，最大限度降低产生裂缝的可能性，不断提高道路桥梁混凝土结构质量。3.4设计可行性评估方案为提升道路桥梁结构化设计方案的科学性、合理性，需通过整合方案、筛选方案，找出最佳的设计方案，为工程建设提供支持。需要转变原有的设计理念，从综合性的角度出发，确保道路桥梁建设质量能够满足设计要求。在结构化设计阶段，需要不断提升结构的应用性能，将施工现场的实际情况与设计方案相结合，制定可行性的评估方案。不断增强主体结构的强度，使其符合工程的运行要求。做好安全系数分析工作，借助模拟技术、建立模型等方式，合理测定施工过程中以及建筑结构的安全性5。3.5增加钢筋保护层厚度为提高道路桥梁施工质量和施工水平，钢筋的应用尤为重要。若钢筋在施工应用过程中出现腐蚀问题，会对道路桥梁的稳定性和可靠性造成影响。受多种因素的影响，如外部空气环境、地质条件以及温湿度等，钢筋材料易出现腐蚀现象，对道路桥梁主体结构带来不利影响，严重时会降低道路桥梁的耐久性，缩短其的使用寿命。因此，为提高道路桥梁建设质量，通常可以采用增加钢筋保护层厚度的方式，保障钢筋混凝土结构的稳定性和有效性。例如，可利用新型的绿色环保型材料增加钢筋保护层的厚度，尽量避免在温湿度等因素的影响下，钢筋表面出现腐蚀。这一举措也可不断提高钢筋的抗腐蚀能力，确保工程建设能够顺利完成。4结语在经济高速发展的背景下，道路桥梁工程项目的顺利开展是满足人们生活需求和经济发展的必然要求。近年来，结构化设计在道路桥梁工程中得到了广泛的应用，能够以模块化、结构化的设计方案，不断细化工程建设过程中各环节的内容，提升道路工程设计方案的可靠性，提高道路桥梁建设质量。参考文献1 魏晓强.桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计研究J.工程技术研究，2022，7（13）：200-202.2 郑楷柱，郑恒斌，杜立凡.某新建道路软基处理对既有桥梁结构安全的影响分析J.西部交通科技，2021（11）：102-104，178.3 沈万中.道路与桥梁施工中裂缝产生的原因及处理措施J.工程技术研究，2021，6（21）：169-170.4 李继军.道路桥梁设计中结构化设计的应用研究J.运输经理世界，2021（13）：90-92，96.5 吕世尊，关罡.结构化设计方法在公路桥梁工程中的应用研究J.公路工程，2019，44（5）：71-75.作者简介：周波（1984），男，汉族，江西新干人，本科，工程师，主要从事道路设计工作。图2钢筋绿色交通153