結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用研究

張丹

摘 要：隨著我國交通工具數(shù)量逐漸增多以及道路橋梁使用年限不斷降低，如何提高道路橋梁的使用壽命成為道路橋梁工程需要考慮的重要問題。本文主要講述了結(jié)構(gòu)化設(shè)計的意義與原則，并從結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁中的作用入手，對道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計具體應(yīng)用方法進(jìn)行討論，希望能為相關(guān)專業(yè)研究提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化設(shè)計;道路橋梁;設(shè)計應(yīng)用

中圖分類號：U442.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2018）29-0118-02

Abstract： As the number of vehicles in China gradually increases and the service life of roads and bridges continues to decrease， how to improve the service life of road bridges has become an important issue to be considered in road and bridge engineering. This paper mainly introducesd the significance and principle of structured design， and started from the role of structural design in roads and bridges， discussed the specific methods of road bridge structure design optimization， and hoped to provide reference for relevant professional research.

Keywords： structural design;road bridge;design application

改革開放以來，我國道路橋梁工程發(fā)展迅速，其作為我國交通運(yùn)輸系統(tǒng)的核心要素，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷深入，道路橋梁建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工難度也在逐漸加大，因此對道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計進(jìn)行研究是非常重要的。

1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的意義以及原則

1.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計對道路橋梁設(shè)計的意義

在道路橋梁傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，相關(guān)設(shè)計人員最看重的只有橋梁自身的強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮如何提高道路橋梁耐力與承重力。但是近幾年，道路橋梁事故屢屢發(fā)生，大多數(shù)都是因為橋梁扭曲、開裂等原因，影響了橋梁的承重能力與使用性能。這表明傳統(tǒng)橋梁設(shè)計雖然重視了橋梁的耐久度，卻忽視了橋梁的使用極限。目前，現(xiàn)代橋梁設(shè)計越來越復(fù)雜，對橋梁的強(qiáng)度與耐用性提出了更高的要求，道路橋梁的結(jié)構(gòu)化設(shè)計是在模塊化程度與結(jié)構(gòu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，對橋梁設(shè)計可以進(jìn)行詳細(xì)分化，從而有效提高橋梁的安全性與使用壽命。

1.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的原則

1.2.1 均衡性原則。目前，我國道路橋梁建設(shè)的力度與規(guī)模不斷增大，橋梁負(fù)荷也隨之提升。因此，在建設(shè)過程中要堅持均衡性原則，保證道路橋梁的各個部分都能均勻合理受力。只有遵循均衡性原則，才能縮短荷載傳遞路徑，從而有助于道路橋梁的優(yōu)化，避免材料浪費(fèi)，為提升橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。

1.2.2 合理性原則。在道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計過程中，要選擇合理的橋梁結(jié)構(gòu)，重視橋梁橫截面以及結(jié)構(gòu)的配置，充分體現(xiàn)出道路橋梁設(shè)計的科學(xué)性。此外，還要優(yōu)化道路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，設(shè)計科學(xué)的橋梁結(jié)構(gòu)。

1.2.3 簡約性原則。隨著時代的進(jìn)步，道路橋梁設(shè)計呈現(xiàn)出簡約化特點。這就要求在道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計過程中，既要保證設(shè)計路徑的簡化，而且還要均衡分散外部負(fù)荷。道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計簡約化，有利于橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提升，降低材料成本[1]。

1.2.4 安全性原則。在道路橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化設(shè)計時，工作人員要合理利用結(jié)構(gòu)化設(shè)計的優(yōu)勢，保證道路橋梁結(jié)構(gòu)在過載情況下也有足夠的安全性，提高道路橋梁的承重力，保障道路橋梁的質(zhì)量與安全。

1.2.5 綜合性原則。在道路強(qiáng)梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計過程中，設(shè)計人員要堅持綜合性原則，使道路橋梁每一部分結(jié)構(gòu)都能發(fā)揮應(yīng)有作用。同時，要不斷完善原有設(shè)計方案，綜合所有因素，制訂出最適合的施工方案，降低施工成本，取得好的經(jīng)濟(jì)收益。

2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 道路橋梁防水設(shè)計的應(yīng)用

在道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計過程中，橋梁防水是關(guān)鍵，橋梁防水性與整個橋梁的質(zhì)量及使用壽命息息相關(guān)。如果道路橋梁沒有做好排水工作，那雨水就會聚集在路面上，進(jìn)而雨水會滲入道路橋梁內(nèi)部，侵蝕內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使橋梁內(nèi)部受到損壞，影響道路橋梁的正常使用。所以，在道路橋梁設(shè)計過程中要重視防水設(shè)計，采用防水效果較好的防水層。在選擇防水材料時，選擇密實性更好的材料，如使用與結(jié)晶材料混合的水泥或復(fù)合纖維混凝土，這樣可以提高道路橋梁的防水性。

具體來說，要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的防水層結(jié)構(gòu)，要做到以下幾點要求：第一，路面要具備很好地黏結(jié)性，沒有起皮的現(xiàn)象;第二，混凝土要與路面的鋪裝統(tǒng)一;第三，要提升結(jié)構(gòu)的抗拉程度與延展性，設(shè)計排水管道，減少雨水對道路橋梁的損壞;第四，要重視排水管道的設(shè)計以及排水管道的安裝過程，避免因雨水滲漏對混凝體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞[2]。

2.2 道路橋梁混凝土施工設(shè)計的應(yīng)用

道路橋梁施工的另一個重點內(nèi)容就是混凝土施工，利用結(jié)構(gòu)化設(shè)計能有效地提高混凝土施工質(zhì)量。施工人員可以用鋼筋混凝土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土，在施工中，要設(shè)計鋼筋混凝土保護(hù)層，防止外界因素對混凝土的腐蝕，從而延長鋼筋混凝土的使用壽命。

很多道路橋梁事故原因都是施工人員沒有按照要求進(jìn)行混凝土施工，存在偷工減料問題，致使道路橋梁的布局不合理。所以，要想提升混凝土的耐久性，就要對混凝土進(jìn)行合理的配比。此外，在混凝土施工的結(jié)構(gòu)化設(shè)計中，施工人員還要增強(qiáng)構(gòu)造配筋，否則混凝土就會損壞或者開裂，造成雨水滲入，破壞道路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致事故的發(fā)生。所以，在混凝土設(shè)計中，要增加構(gòu)造配筋以對混凝土的開裂問題進(jìn)行控制，增加混凝土的抗裂縫能力。

2.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁防崩技術(shù)施工中的應(yīng)用

防崩技術(shù)在道路橋梁設(shè)計中體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，在道路橋梁施工中，要精準(zhǔn)計算欲拋高度，避免不必要的調(diào)整;第二，將合攏段的高差控制在2～3cm;第三，鋼筋加工過程中做好箍筋焊接閉合工作，固定骨架，然后與助板鋼筋焊接在一起，避免道路橋梁底板的鋼筋崩裂，同時還能降低造價成本，并保證鋼筋的整體性;第四，在實際施工中，保證道路橋梁的管道間、管道與混凝土間有一定的距離[3]。

2.4 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁加固施工中的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)化設(shè)計廣泛應(yīng)用在道路橋梁加固施工中，施工人員要盡量改善道路橋梁的結(jié)構(gòu)性能。一般有兩種方法，即體外預(yù)應(yīng)力加固與橋面補(bǔ)強(qiáng)加固。在施工之前，要充分了解該工程施工結(jié)構(gòu)的特點，然后根據(jù)施工特點選擇合適的技術(shù)，最大程度地提升混凝土的承重力，從而增加道路橋梁的使用壽命。

3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用實例

在道路橋梁設(shè)計過程中，設(shè)計人員要將結(jié)構(gòu)化設(shè)計放在關(guān)鍵位置，要根據(jù)施工的具體情況靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計。設(shè)計人員必須根據(jù)實地情況，精準(zhǔn)計算預(yù)拱度，盡量減少施工中的調(diào)整次數(shù)，利用橫隔板減少底板承受能力，科學(xué)設(shè)計道路橋梁底板。以立交橋的設(shè)計為例，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員要利用結(jié)構(gòu)化設(shè)計，合理設(shè)計橋梁的橋頭搭板，分析各方面的影響因素，準(zhǔn)確計算數(shù)值，調(diào)整搭板的長寬高，使設(shè)計更加科學(xué)。此外，設(shè)計人員還要利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，簡化設(shè)計流程，提高計算結(jié)果精確度，使之更加符合實際情況，保證施工順利進(jìn)行[4]。

4 結(jié)語

道路橋梁在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演著重要角色，其結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項非常復(fù)雜的工作。結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁中的應(yīng)用，能夠有效提升我國道路橋梁設(shè)計的科學(xué)性和安全性，降低建設(shè)成本，促進(jìn)我國道路橋梁設(shè)計的發(fā)展。在設(shè)計道路橋梁結(jié)構(gòu)時，要根據(jù)實際情況進(jìn)行觀察、設(shè)計，選擇最佳的設(shè)計方案，避免道路橋梁事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷江波，黃紅妹.結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].黑龍江交通科技，2016（3）：102-103.

[2]鄔建偉，樊海平.結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].成功，2017（7）：26.

[3]謝曉亮.結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].智能城市，2017（1）：85-87.

[4]鄭鵬.結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（24）：103.