道桥设计中的结构化设计研究

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　　摘要：在道路桥梁结构设计中，必须确保整个道桥设计的经济性、安全性和适用性。在传统的道桥设计过程中，主要目标是满足设计要求。然而，这种设计方法并不能判断路桥设计中存在的各种意想不到的因素和问题，也不能提高路桥设计的实用性和经济性，因此必须采用结构化设计来提高整个道桥施工的稳定性和安全性。本文对道桥结构设计进行了研究，以供相关人员参考。
　　关键词：道桥设计;结构化设计
　　1 道桥设计中结构化设计的概述
　　结构化设计顾名思义，是将工程整体视为设计对象的方法。其更为科学的解释为，在有限的环境中存在许多制约条件，设计为达到某种既 定的目标，譬如建造成本低，承重能力强等，而产生的最佳方案。该定义 与运筹学的原则相似，旨在找到符合要求的最优解。结构化设计常被用于建设投入资金多，工期较长，对于安全性要求较高的工程项目中，因此其遵循五个原则：（1）整体功能性原则，在道路桥梁工程中，结构化设计完 成既定要求的同时，不能舍弃建造项目的基本功能，要有全局的眼光。（2）经济适应原则，结构化设计最终达到的结果一定是最佳的，资金投入也 应该是其中考虑到的一部分。（3）安全性原则，结构化设计的终极目标就 是确保道路桥梁工程的整体质量。（4）环境保护原则，目前所倡导的生态 文明建设也是结构化设计中不容忽视的细节。（5）构件特殊性原则，道路桥 梁工程中不同的组成构件对于安全性的规定也需要融入到结构化设计中。
　　二、道桥结构化设计应用方法分析
　　（1）同态设计法。同态设计法是将不等式转换为约束等式，减少了空间设计的可行性。在实际结构设计中，充分约束具体的结构构件，提高桥梁设计的整体质量，运用同态设计法减少复杂结构设计的问题。（2）图解法。此种方法的使用主要使用坐标轴。工程设计人员需要在纵坐标上设置一个变量、横坐标上设置另一个变量，通过变量形式的变化设计出合适的曲线，得出科学的约束区间。工程人员在约束区间获得基础上，画出目标函数等值线，寻找相切点，获得函数值。图解法一般是应用道桥二维结构设计中。（3）网络搜索法。此种方法作为直观化的方法，在实际应用中能够将道桥施工建设问题在相对固定的区域划分不同网格点，而一个网格点代表一种工程设计方案，这样工程人员便可以借助网络搜索的方式寻找规律，找到最为合适的网络点。网络搜索法的使用同样需要工作人员首先进行一个边梁的固定，接着通过逐层验证的方法一一实现验算，验算实现过程中保证每个网点都有相充足的约束条件。最后，通过验算寻找出与目标函数相同的网格点，获得最优值。
　　三、道桥设计中结构化设的实施策略
　　3.1道桥防水设计中的实施
　　道桥设计中结构化设计应用于道桥防水中，对于提升道桥路面防渗水效果具有重要的作用。对于道桥结构而言，防水效果高效化实现对于延长使用寿命具有重要的现实意义。那么，在设计工作进行中，优化防水层设计，设计使用效果好的防水层。如在设计过程中，针对当地自然地理气候条件分析，发现该地区的降水量较多，因此防水效果也应突出。设计人员针对市场调查分析基础上，选择来了最为密实的混凝土材料，并且适当加入了一定量的钢筋网。这一设计方案在实现之后发现，有效控制了混凝土裂缝。在实践总结分析基础上，设计人员对于混凝土的选择优先复合纤维混凝土，发挥最佳的防水效果。在防水层结构化设计中，首先道桥防水层基础路面需要具有良好的粘结性，避免出现起皮、脱落的现象。其次，防水层混凝土路面和路面铺装要保持一致性。然后，道桥防水层结构要有良好的抗拉强度、延展性。最后，对防水层的泄水道要科学化设计，水分完全泄漏出去，避免损害整个混凝土结构的稳定性。
　　3.2混凝土结构化设计的实施
　　在道路桥梁的设计过程中，混凝土结构化设计是重要环节，混凝土是道路桥梁工程建设中的主要建筑材料。混凝土结构化设计有利于提高混凝土在道路桥梁建筑施工中的质量，为此，设计师应当全面考虑混凝土的施工要求及特点，然后利用结构化的设计方法，掌控好混凝土的配比，并规范好施工工艺，进行科学浇筑养护工作，保障道路桥梁施工阶段和养护阶段路面的完好。除此之外，设计师 还应充分了解道路桥梁设计施工中可能发生的状况以及混凝土在实际施工过程中需要滿足的条件，然后进行科学合理地规划，确保混凝土的使用效果，以便达到道路桥梁的混凝土保护层要求，避免出现钢筋暴露在外部，以免出现钢筋腐蚀的情况，这样有利于道路桥梁的稳定性和耐久性。具体来讲，在结构化设计中，道路桥梁工程设计中不同的部位对混凝土的要求不尽相同，因此，设计人员应对不同部位所需混凝土的水灰比、水泥用量和强度等级等进行细化设计，有效控制道路桥梁建筑中不同部位混凝土的结构，使其强度设计、碱含量和用水泥量都能得到科学合理的控制，这样一方面可以提高道路桥梁的质量，另一方面也可以节省建筑资金 。

　　3.3防崩技术结构化设计的实施
　　在道路桥梁设计中，应使用防崩技术。设计施工人员通过结构化设计，对构造进行配筋设计，增加构造配筋技术，对一些常见的施工问题进行有效控制，提高道路桥梁的抗裂性能，达到防崩的目的。
　　3.4优化钢筋保护层厚度中的实施
　　目前的道路桥梁设计施工基本采用钢筋混凝土的结构，这样的结构使道路桥梁的整体性更好。但是在实际应用过程中，钢筋容易被腐蚀，导致钢筋的综合性能下降，从而降低道路桥梁的耐久性。对此，在结构化设计中，应在道路桥梁设计中注重钢筋保护层的优化设计，加强对钢筋混凝土结构中易腐蚀部位的保护，比如，优化钢筋保护层的厚度，这样可以有效提高钢筋抗腐蚀能力，提高钢筋的实际使用寿命，有利于道路桥梁的运营年限。
　　结 语：
　　总而言之，基于结构化设计的道路桥梁设计施工，有着较强的稳定性和耐久性，而且还可以在一定程度上降低建筑成本，可以有效促进现代化道路桥梁设计的发展。
　　参考文献
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