结构化设计在道路桥梁设计工作中的应用

结构化设计在道路桥梁设计工作中的应用

藤春雷

引言

设计单位在设计过程中虽严格遵守相关标准规范开展工作，但工程实施过程中仍存在不可预见的情况，较为显著的问题就是道路桥梁结构化设计应用的不足，造成结构安全性能差，使用寿命低于设计目标等问题。在道路桥梁设计工作中要充分利用结构化设计方法，确保道路桥梁工程建设质量和使用寿命。

1结构化设计方法在道路桥梁设计工作中的应用可行性

对结构化设计而言，其在道路桥梁设计工作中的应用，目的在于保证设计方案可行性，对多种不同的设计方案进行整合，从中选择最佳方案。实际的道路桥梁设计工作中，实行结构化设计，主要是为了解决以下两个问题：①充分考虑道路桥梁整体质量，在一定的时期之内，道路桥梁的结构化设计都必须满足相关技术标准；②道路桥梁正常服役过程中，需正确且有效的应对不同安全问题及质量问题，同时保证道路桥梁能够正常使用。具体设计过程中，怎样保证设计方案的合理性与可行性，需要从构件荷载与承载力等方面实施有效改善，在设计过程中需要满足以这些内容的要求为前提开展结构化设计，同时这也是设计工作主要内容之一，这两项性能得到提高除了能保证设计标准，还可以改善道路桥梁性能。另外，在进行结构化设计的基础上，需对方案进行深入分析，根据道路桥梁的施工条件和环境，对其安全系数进行推断，并在模拟技术的支持下对安全系数进行准确测定，进而充分发挥结构化设计作用，实现提高安全性的根本目标。

2道路桥梁设计工作中结构化设计的应用

2.1道路桥梁设计过程中结构化设计应用的方式及目标

在以往的道路桥梁设计工作过程中，设计者依据自己的实际工作经验来对最初的设计方案、道路桥梁总体布置、结构尺寸、制造工艺、使用材料等方面进行判断。分析道路桥梁的结构和其力学体系和原理，对结构可行性进行研究，同时依据实际情况对设计进行合理修改。这样的设计方法能针对道路桥梁可行性、安全性进行有效验证，但还不能完全确保设计达到最优效果，不能完全满足当前日益复杂的道路桥梁建设需求，所以将结构化设计方式应用到道路桥梁设计工作中是大势所趋。结构化设计要对设计从上到下进行逐步细化，并以结构化和模块化的方式来推进，将设计主体分为相互独立且具有单一功能的模块结构，先进行概要设计然后再进行详细设计。道路桥梁设计工作中通过结构化设计的有效应用，充分提高道路桥梁的安全性能，延长道路桥梁的使用寿命。

模型建立

2.2离散化结构

该模型的构建是指在进行结构化设计工作时，将完整的设计过程划分为若干组成部分，经过这样的处理，能得到全新模型，在实际的受力分析过程中，可针对某个特殊的部分实施科学的测试及分析，该方法的利用能在提高效率的同时简化设计，所以在当前的道路桥梁设计工作中得到十分广泛的应用。

2.3材料和荷载有效简化

结构化设计过程中，通常会对道路桥梁材料弹性与可塑性予以假设，同时需要根据有限参数对处在无线自由度条件下的荷载实施模拟。通常所选有限参数存在概率性特点，通过解析获得的参数同样具有可行性。从结构化设计角度讲，它能对材料和荷载进行简化，以此在开工前实施设计优化。若想保证设计方案与道路桥梁具体状况保持适应与匹配，需在建立模型的过程中保持慎重，通过模型对道路桥梁实际受力进行真实反映。

概要设计任务在于以下几个方面：对软件系统结构进行设计，划分相应的功能模块，明确模块之间的相互关系，数据结构设计和数据库设计，编写相应的概要设计档案，对概要设计档案进行评审，确定方案是否可行，在设计中需要用到结构图，它能反映出模块间保持的联系，即系统总体结构。在概要设计完成后需进行详细设计，其目的在于为结构图所有模块确定相应的算法，对于模块当中的数据结构，需要用特定工具进行表达与描述。

2.4具体应用

（一）应用原则

设计工作中，对结构化设计而言，需要遵循尽可能降低结构自重，同时确保材料刚度相互配比应能达到截面要求等基本原则，而且从设计的角度讲，除了要保证设计合理可行，还应确保施工能够顺利完成，保证道路桥梁整体质量的基础上，减少材料的实际使用，坚持从整体结构布局的角度出发，把所有材料和设备实际使用都发挥至道路桥梁的结构化设计，既能对设计方案进行优化，还能减少材料实际消耗，降低成本，加快效率。除此之外，通过对结构化设计方法的合理应用，能达到长期安全运营的要求，延长道路桥梁寿命。然而，该方法实际应用还应深入至所有细节和组成部分，以此发挥方法的作用和效果。

（二）结构化设计在道路桥梁防水设计中的应用

道路桥梁路面渗水的排除、防渗漏问题均会影响到道路桥梁使用寿命。为解决此类问题，需提升防水层设计水平，采用具有良好效果的防水层，一般该防水层需要选择密实性最佳的混凝土材料，并在混凝土当中加入钢筋网，有效避免混凝土出现裂纹，选择复合纤维混凝土，在其中混合水泥、渗透结晶材料，发挥最佳防水效果。达到标准的防水层结构设计需满足下述几个部分规定：1）路面需具备优质的黏结性，没有起皮及脱落现象；2）混凝土需与路面的铺装统一起来；3）综合结构具有适当的抗拉强度及延展性；4）需关注泄水管道的设计和设置，重视泄水管的安装过程和工艺水平，避免水分由管里渗出，直接作用于混凝土结构。

（三）结构化设计在道路桥梁混凝土施工设计中的应用

结构化设计里钢筋的混凝土保护层厚度钢筋混凝土属于钢筋和混凝土构建的复合型建筑材料之一，是道路桥梁建设过程中最为普遍的施工材料，而铺设于钢筋混凝土上层的保护层，实际上是为了避免钢筋被腐蚀，增强结构的耐久性及安全性，对钢筋混凝土发挥安全保护的作用。所以，在部分国家规范里规定，需增强保护层在钢筋混凝土的保护作用，在进行结构设计的过程中，需适当控制保护层的厚度。2）结构化设计需要符合混凝土耐久性标准混凝土的耐久性设计标准，不但和道路桥梁的施工质量紧密相关，还和道路桥梁的使用时间密不可分，故混凝土的结构化设计需要掌握耐久性标准。提高混凝土结构及混凝土本身的耐久性，并对混凝土的材料进行配比设计，对提高其耐久性有很大的帮助。

3结语

道路桥梁设计工作中出现的问题容易影响到工程的质量、安全和运营，结构化设计作为有效解决这些问题的重要方式，在道路桥梁设计工作中的作用十分显著。随着交通科技的不断发展，结构化设计将充分运用到设计工作中，不断提高道路桥梁的安全性能，有效延长道路桥梁的使用寿命。

参考文献

[1]翟晓鹏.浅析结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].建材与装饰,016(20).

[2]殷江波,黄红妹.结构化设计在道路桥梁设计中的应用研究[J].黑龙江交通科技,2016,39(3):102-103.