摘要：结构化设计在道路桥梁设计中的应用显著改善了传统道路桥梁设计的“三步走”方法的不足，有效提升了道路桥梁建设的承载能力、安全性、耐久性等。基于此，本文首先对道路桥梁设计中应用结构化设计的重要意义进行了分析，以此为基础，对结构化设计在道路桥梁设计中的具体应用进行了探讨。
关键词：道路桥梁；结构化设计；应用
1.结构化设计在道路桥梁设计中应用的可行性分析
在道路桥梁的设计中应用结构化的设计模式主要是为了增加公路和桥梁的可行性，道路桥梁的可行性是设计标准的最主要性能指标。结构化设计在道路桥梁的建设过程中扮演的角色就是让工程结构在有限的时间内，达到一定的质量标准下，道路桥梁在实际应用的情况下，能够应付运营中的各种情况的出现，并能长期保持稳定、安全的状态。要想实现道路桥梁的可行性达到实际的运营水平，就要达到结构设计要求，而道路桥梁的可行性则是由结构构件的荷载效应和抗力来决定的。因此，结构设计的重点则是对两个因素进行独立的分析，保证设计中的整体结构的抗压能力一定要大于结构的综合承载的效果，进一步地保证在应用结构化设计理念和方法的设计方案中实现道路桥梁工程的可行性设计，将道路桥梁的承受力做到最大。为了使道路桥梁设计工作更为科学系统，在道路桥梁的设计应用结构化设计的过程一定要明确道路桥梁的截面承载的安全指标，确定结构的相关失效标准，明确地设计构想出失效模型。保证在可行性合格的条件下才能来进行道路桥梁的结构设计，从根本上样提高道路桥梁整体的可行性。
2. 道路桥梁设计中应用结构化设计的基本原则及模型的构建
2.1 结构化设计的基本原则
在实际道路桥梁设计中，结构化设计应遵循最大程度减少结构承载力的重量，且不同施工材料刚度的配比都要符合道路桥梁截面要求，在保障道路桥梁设计时一定程度上还要保障道路桥梁施工的顺利进行，在保证道路桥梁质量的前提下，尽量节省材料的使用，从道路桥梁整体结构布局出发，将各工程材料及设备的使用充分发挥在结构化设计中，不仅仅扩大了道路桥梁使用的受力面，更加优化了施工设计方案，减少材料浪费，大大节约了成本，提高了工作效率。一定意义上而言，这种结构化设计也满足长期运营维护的需要，最大程度的延长了道路桥梁的使用寿命，提升了整体安全性能结构。但这种方法的使用必须深入到道路桥梁设计的各个部分及细节，这样才能发挥其应有的效用。
2.2 结构化设计模型的构建
2.2.1 离散化结构的构建
离散化结构模型的建立主要是指在道路桥梁结构化设计时将原有结构整体设计划分成多个限制组成部分，通过这种方式的划分可以构建出新的结构化设计模型，在进行受力分析时就可以针对每个限制部分进行合理测试分析，这种方法大大提高了施工效率且比较简单，因此被广泛地应用于道路桥梁设计中。
2.2.2 材料及荷载的简化
在道路桥梁设计中进行结构化设计时，往往会对结构材料的可塑性及弹性进行理想化假设，并相应使用有限参数对无线自由度情况下的结构荷载能力进行随机式模拟。一般选择的有限参数具有一定的概率性，当然以解析式得出的参数也是可行的。结构化设计一般会尽量简化材料与荷载等因素，从而方便施工前期进行设计优化。如果想使得结构化设计的方案同道路桥梁实际情况相适应，那么在构架模型及计算时应当仔细慎重，道路桥梁的受力情况在模型上有真实反映。在结构化设计中应用较多的常用算法包括图解法、求函数极限值法、同态设计法以及网络搜索等办法。
3. 结构化设计的不同计算模型
在结构化设计在道路桥梁工程中应用要注意合理的选用计算模型。要注意具体情况具体分析，使计算结果能够吻合实际的结构状况，保证选取的计算模型能够真正地反映出桥梁结构的实际受力状况。
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3.1模型化结构
道路桥梁设计中要运用力学原理对各种结构的内在规律性进行分析，结构化设计能够做到抓住主要矛盾对结构进行模型化处理，模型化的结构使整个设计变得更加具体，易于施工的正常进行。
3.2离散化结构
这种结构化设计形成的离散化的结构有利于受力分析，更容易进行设计施工。在道路桥梁结构设计时需要把结构的无限自由度转化为有限的自由度，也就是把整个结构分为有限个部分，这种划分就把整个结构进行了离散化的划分。
3.3简化的材料和荷载
结构化设计使材料和荷载在计算时变得更加简化，也利于更好的进行施工前的结构设计。结构化设计通常会假设结构的材料是具有理想塑性和理想弹性的，而且用有限的参数来模拟具有无限自由度的随机荷载。这些有限的参数可以是具有概率特性的参数，也可以是解析式的参数。
4. 结构化设计在道路桥梁设计中的具体应用
4.1 结构化设计在道路桥梁防水设计中的应用
一定要在道路桥梁的结构化设计过程中高度重视。道路桥梁的路面渗水的排除问题以及防渗漏问题都是会对道路桥梁的使用寿命产生重大影响。一方面要加强防水层设计，对道路桥梁的起到防水保护作用的就是铺装的防水层，这层防水层必须采用密实性较好的混凝土材料，还应加入钢筋网防止混凝土开裂，采用复合纤维混凝土，或者是在其中掺入水泥基渗透结晶材料，都能起到较好的防水效果。合格的防水层的结构设计应符合以下几点要求：首先，路面要具有良好的粘结性，不起皮，不脱落；其次，混凝土要和路面的铺装成为一体；再者，整体结构做到有一定的抗拉强度和延展性；另一方面要注意泄水管道的设计与安装，注意泄水管的细节安装，防止水份从管中渗出，对混凝土结构造成影响。
4.2结构化设计在道路桥梁混凝土施工设计中的应用
4.2.1结构化设计中注重钢筋的混凝土保护层厚度的增加
钢筋混凝土是钢筋与混凝土构成的一种复合型建筑材料，它是道路桥梁建设中的常用施工材料，而铺设在钢筋混凝土上面的保护层，则是对防止钢筋被腐蚀，提高结构的耐久性和安全性，对钢筋混凝土起到一个安全保护的作用。因此，在相关的国家的一些规范中做出明确规定，为了提高保护层对钢筋混凝土的保护作用，在结构设计时，要增加保护层的厚度。
4.2.2结构化设计一定要满足混凝土耐久性要求
混凝土的耐久性设计要求，不但关系到道路桥梁的施工质量，更关系到道路桥梁的使用寿命。近些年来，由于混凝土施工过程中的偷工减料，设计不考虑工程整体结构，计算错误等都为工程的埋下了事故隐患。因此，混凝土的结构化设计中一定达到耐久性要求。实现混凝土结构的耐久性，就要提高混凝土自身的耐久性，就要把混凝土的材料配比设计好，例如水灰比、水泥用量、强度等级等，均对其耐久性有较大影响。
4.2.3结构化设计中要考虑加强构造配筋
混凝土最常出现的问题就是出现裂缝，进而发生结构其他方面的损伤与破坏，裂缝的出现，不但会导致雨水渗透进入结构中，导致裂缝的进一步加大，更会造成内部的结构的侵蚀。因此，控制混凝土在使用过程中裂缝的出现一般要增加一些构造的配筋，这样，可以提高混凝土结构的抗裂缝的能力。
结束语
通过在道路桥梁设计中运用结构化设计方法，不仅可以有效提升道路桥梁的承载能力，而且可以显著改善道路桥梁的安全性、适用性和耐久性，进而延长桥梁的使用寿命，从而为我国交通事业的发展做出贡献，以进一步获得相应的经济和社会效益。
参考文献：
[1]孙李栋.浅议结构化设计在道路桥梁设计的应用[J].城市道桥与防洪，2014（06）.
[2]李艳晖.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].中国新技术新产品，2013（17）.
论文作者:周浩天
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：桥梁论文; 道路论文; 结构化论文; 结构论文; 混凝土论文; 模型论文; 荷载论文; 《基层建设》2019年第17期论文;