道桥设计中的结构化设计研究
DOI: 10.12721/ccn.2021.157064, PDF, 下载: 306  浏览: 2563 
作者: 王宁
作者单位: 华设设计集团股份有限公司黑龙江分公司
关键词: 道桥设计;结构化设计
摘要: 随着我国社会经济的快速发展,道路桥梁工程的整体设计有了明显的进步。为了使道路桥梁设计更加的精细化和高效化,必须运用结构化设计理念。本文分析了结构化设计在道路桥梁设计中的实际应用,有效保证了道路桥梁设计的整体优化水平。

道路桥梁作为我国交通工程体系的重要组成部分,在实际施工建设中,随着现代化运营需求的不断提升,道桥设计人员要积极面对现实设计状况,不断改进实际设计工作,设计出最优化的设计方案,为道路桥梁实现高质量建设奠定基础。基于以上分析,在当前设计中结构化设计具有非常重要的现实意义。

一、道桥设计中结构化设计的意义

结构化设计是一种根据数据分析对设计方案进行综合评审的设计方式,这种设计方法可以通过编程达到细化、审评、构思的结果,在道路桥梁设计中,应用结构化设计有利于相关模型设计的计算和构建,有利于对道路桥梁设计方案的优化,便于设计者挑选最好的设计方案。把结构化设计应用到道路桥梁设计中的目的是提升道路桥梁的可操性,是鉴定设计方案的基础条件。道路桥梁设计过程中,采用结构化设计是为了在特定时间内,使工程结构与质量规范相符,道路桥梁试行应用后可以对出现的各种问题予以解决,确保长时间内运营安全。倘若要确保道路桥梁设计具备较强的可操性,则要满足结构化设计的诸多规范要求,比如结构构件荷载效应、抗力要满足标准。对应的,就这两点的独立研究也是结构化设计的核心内容。

另外,为了保障道路桥梁设计方案的科学化和合理化,在引用结构化设计时,要严苛控制道路桥梁承载力安全指数,对高过安全指数的模型加以模拟,进而保障道路桥梁设计方案的可靠。道路桥梁运用中,由于构建扭曲、桥梁开裂等原因造成的安全事故颇多。所以设计人员在展开道路桥梁设计时必须注重桥梁强度,对桥梁的承受力、耐力进行考量。随着社会的发展和需求的改变,对于道路桥梁的耐用度、强度要求越来越高,所以结构化设计应用到其中也是大势所趋。

二、结构化设计常用的方法

1、网络搜索

运用网络搜索能够将一定范围内的道路桥梁结构转变成网格点,而不同的网格点代表不同的设计方案。根据相应的规律逐渐搜索网格点,在短时间内寻找到最优的网格点。通过网络搜索能够保证桥梁设计的整体效果。在运用网络搜索方法设计时,首先要明确固定变量,并且对其他的变量进行验证,获得所有的搜索点,保证这些数据点符合约束条件,最后要选出符合目标函数的标准,这都属于最优解。

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、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。

三、道路桥梁设计中的结构化设计应用分析

1、道路桥梁设计中的结构化设计应用要求

主要表现为:(1)对截面形式进行合理的选择。当前,道路桥梁在建设中使用的原材料较多,道路桥梁自身所要承受的载重也比较大,因此,需要选择轻重量,复合整体性结构的结构,在这其中圆柱形截面便是应用较多的案例;(2)保证道路桥梁结构的连续性,为了使成本降低,增大整体结构的受力范围,结构设计中需要将各个结构相互联系和作用,使每个结构都可以均匀受力,同时减少力的作用带来的压力,降低使用材料;(3)重视结构和材料之间的相互整合。在结构设计中,应该有效分类各类材料,如果结构受力较大,就需要采用随之对应的形状和材料,从而将力的最大支撑作用得以发挥。最后,对道路桥梁设计中的各个部位主要特征进行掌握,只要这样,才能正确对其相对应的设计方案进行分析,将完善的

设计方案对应适合其特征的道桥建设,不仅有利于对工程的掌握,而且能够在结构化设计中做出正确的选择。

2、道桥混凝土施工设计中结构化设计的应用

首先,道桥混凝土结构化设计工作落实中,优先对混凝土的保护层厚度确定。钢筋混凝土作为当前道桥结构施工主要材料,也是应用最为普遍的施工材料,结构化设计不但能顾保证钢筋混凝土内部钢筋不会被腐蚀,提升道桥的承载力,要确定最佳的覆盖厚度,对道桥工程项目产生有效的保护作用。其次,在确定道桥混凝土应用标准之后,选择耐久性强的混凝土,控制外部环境对混凝土产生破坏效果,提升道桥施工质量。然后,工作人员要对混凝土配比设计,通过预试验确定混凝土的科学配比,提升混凝土整体承载力。最后,设计人员要针对混凝土的开裂情况实现动态化的管控,适当增加一定量的配筋,促使整个混凝土结构的抗裂缝能力提升,避免外部杂物和雨水进入到混凝土结构裂缝中,提升整个混凝土质量。

3、结构化设计在道路桥梁工程中的防水设计应用

道路桥梁结构化设计对整个道路桥梁施工具有非常关键的影响,如果在路面上出现渗水问题无法及时排出,容易导致路面渗漏,进而影响道路桥梁的实际使用效果。为此,必须加强道路桥梁路面防水层的设计规划,进一步提高结构化设计的整体质量。首先应该在防水层进行重点部署保证铺设防水层,有效避免雨水渗漏,通过选择密实度更高的混凝土作为整个混凝土表面的原材料,而且还应混入钢筋网络,减少混凝土开裂的概率,进而达到防水的目的。另外,通过运用防水层结构设计,能够保证路面的黏结性,避免路面掉皮脱落的问题,使得混凝土与路面形成统一的整体,保证路桥的抗拉强度和延展性。

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。

四、结束语

综上所述,结构化设计在道路桥梁设计中的广泛应用,是当前道桥工程项目施工建设前期重要工作之一,为道路桥梁建设提高了施工效率,节约了成本以及保证了质量,同时也为我国道路桥梁建设事业的发展提供了保障。

参考文献:

[1]郭伟.道路桥梁结构化设计要点探究[J].科技创新与应用,2020(19):96-97.

[2]胡师杰.结构化设计在道路桥梁设计的应用分析[J].四川水泥,2020(05):68.

[3]张光远.研究结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].城市建筑,2020,17(12):189-190.