王秋艳
南京市第九建筑安装工程有限公司 江苏南京 210000
摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们对交通行业的需求程度和质量要求也越来越高，交通事业的发展对我国经济有着不可或缺的重要作用。作为交通运输行业最基础的组成部分，我国道桥的设计近年来受到越来越多人的关注，众所周知，道路桥梁的设计水平是整个道桥施工工程的重要影响因素，因此在对道路和桥梁进行结构化设计时必须要遵循一定的原则，拥有科学合理的结构化设计方法就可以提高道桥的结构强度，在一定程度上可以提高道路和桥梁的耐久性，从而延长其使用寿命。本文阐述了结构化设计在道路桥梁设计中的重要性和重要意义，并简述了结构化设计应用于道桥设计中的主要原则，接着分析了结构化设计的计算模型，最后列举了结构化设计在道桥设计中的具体应用。
关键词：结构化设计；道路桥梁；设计；应用；研究
1 结构化设计在道路桥梁设计中的重要性和意义
1.1 结构化设计在道路桥梁设计中的重要性
在过去的施工设计中，设计的一般过程是相关人员首先根据自身的工作经验制定出一套最初的方案，最初的设计方案包括工程的材料选择、工程的施工技术、工程的具体工期和工程的整体布局等；其次对工程的结构进行分析审核，依据最初的设计图纸对工程结构的合理性和科学性进行审核，只有符合相应的标准才能进行下一步工序；最后对设计的工程结构进行力学模拟处理，观察方案是否具备力学上的可行性，并根据处理结果进行调整和更改。从传统设计方案的流程上分析，设计中更注重工程的安全性和可行性，但是却忽略了工程的施工质量，这无疑不满足现阶段人们对道路和桥梁的设计需求，因此我们亟待寻找一种更为合理的工程设计方式。
结构化设计是指自上而下对道路和桥梁进行细化设计，它主要的设计理念是将施工工程划分为若干个相对独立的结构模块。这种设计模式一方面是满足了现今道路和桥梁设计的发展需要，另一方面有利于促进施工工程达到设计最优状态。
1.2 结构化设计在道路桥梁设计中的意义
从过去道桥施工工程中看，传统的道桥施工工程更加重视道路和桥梁本身的强度，过去道路和桥梁本身承重能力和耐力都很好，但是近年来因道路和桥梁质量存在问题而发生事故的现象时有发生。通过分析具体事故可知，很多都是因为道路和桥梁开裂，桥梁扭曲等结构性构件损坏导致公路和桥梁的使用功能受到影响进而引发事故发生，这都是因为在对公路和桥梁进行设计时虽然对其本身的强度进行了加固，但是没有对耐久性等问题进行重视导致的。在传统的道桥工程设计中，设计者在确定了某个设计方案之后都会采取一定的方法和措施对设计方案的合理性和可行性进行检测，这种检测筛选的方法虽然得到了实际可行的设计方案，但是并没有在多个设计方案中优中选优，随着当前道桥建筑的复杂程度的增加和要求的增加，这种方式已经满足不了道桥工程在设计上的需求，为了更好地设计筛选出最佳设计方案应该将道桥的设计看作一个个模块结构，对每一个模块再进行具体的设计，这样组合起来的方案可以最大程度地增强公路和桥梁的使用寿命，提高其安全系数。
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2 桥梁结构化设计原则
2.1 连续性原则
现阶段，我国在进行现代化建设的过程中，加大了道路桥梁的建设力度，道路桥梁工程规模不断扩大，实际施工过程中的难度也有所提升，不仅增大了桥梁负荷，同时也提升了桥梁自身重量[3]。在这种情况下实施桥梁结构化设计，实现连续性是根本条件之一，只有在满足连续性原则的基础上，才能够不断扩大桥梁的有效受力面积，提升桥梁的使用安全性和稳定性，同时，在这一过程中还能够缩短桥梁在受力过程中的传递路径，这不仅有助于桥梁结构的优化，也有助于桥梁建设材料的节约，为提升桥梁工程结构的稳定性和连续性奠定了良好的基础。
2.2 科学性原则
在进行道路桥梁结构化设计的过程中，必须合理选择桥梁结构，设计人员应给予结构配置和桥梁横截面以高度的重视，确保科学性能够在桥梁设计中充分体现出来。在这一基础上，还应当有效优化桥梁的内部结构，促使重量在桥梁结构中得到有效降低，科学地展开桥梁结构设计。
2.3 简约化原则
在时代不断进步的情况下，我国在进行道路桥梁的设计和建设过程中，应努力实现桥梁结构的简约化。在实际设计中，要确保设计路径的简化，并构建简单的桥梁结构力，确保其可以得到及时传递，这样一来，桥梁就可以平衡地分散相应的外部负荷。在简约化的桥梁结构设计中，有助于促进桥梁结构强度的提升，还可以有效地实现施工材料的节约，在降低工程成本方面拥有重要的功能。
3 结构化设计在道路桥梁设计中的应用
3.1 结构化设计中常用的解法分析
在开展路桥项目设计工作的时候，一般使用如下的几种解法。第一，网络搜索。该方法较之于别的方法来讲，更加直观易懂。具体来讲，它是把范围之中的问题合理的划分，此时它们就会以很多网格点的形式存在，而这些点分别对应一个设计，此时我们就可以依据设定好的规律以及步骤搜索了。使用该方法能够确保我们以最短的时间获取所需的网格点。在使用该方法的时候，先要将其中的一个变量固定好，然后依据从大到小的次序分析其他的变量，此时就可以确保全部网格点都能够符合规定，进而帮助我们更好的获取所需的数据，获得最佳解。第二，求解函数。假如想获知函数的极数值的话，就要把之前的不等式转变为等式，而且按照特定方法将其中的变量消掉，此举能够将目标函数转变为仅仅包含单一函数的等式，进而运算目标函数，此时就能够得知函数中的极限数值了，该方法的优势较为明显，因此被大范围使用。第三，图解。该方法的使用频率非常高，尤其是被大量的用到二维桥梁设计工作之中，在具体的设计的过程中其牵扯到两个变量。具体来讲，它是把一个变量看成是竖向坐标，另外的看成是横向坐标，结合两点就能够制作出有着特定约束性质的图形了。而且能够依次得出这两个界限被约束的范围，进而在这一范围内做出这一函数的等值线。这时设计者看到所作出的等值线和所约束范围的边线之间存在着相切的关系，并且这一目标函数就是等值线和范围边界的切点。
3.2 同态设计法在道路桥梁设计中的应用
把设计中原本的不等式约束变换成等式约束，这样做的主要目的是为了缩小设计空间的可行性。从总体上来看，该方法获取的解较之于原解有着很多不完善的地方，不过它仍旧被大量的运用到当前的道桥工程设计工作之中。这主要是因为在设计时使用此种算法的话可以确保运算更加简单。
3.3 结构化设计在道路桥梁设计中的应用实例分析
对于一个设计人员来讲，要想从总体上功能把控结构化设计的内涵，就应该认真分析它在桥梁工程中的存在意义。在开展具体的设计工作的时候，身为设计人员，要认真分析设计思想，合理使用计算方法。同时，还要结合项目建设时期的具体需要，合理运用结构化设计理念。
4 结束语
最近几年，由于经济的高速发展，使得交通运输的压力不断增加，道桥项目总数也在变多，无形之中使得道桥工程设计工作开始受到人们的关注。这主要是因为只有良好的设计，才能够保证项目的品质良好，增加使用时间。笔者具体阐述了我们国家当前时期的道桥项目结构化设计相关的内容。我们坚信随着经济以及科技的高速发展，我们国家的桥梁设计工作一定会开展得更加顺畅，结构话设计必然会在大范围内推广运用。
参考文献：
[1]崔伟楠.道路桥梁设计的现状与改善措施[J].交通世界，2016（31）：96-97.
[2]沈洪涛.道路桥梁设计中的隐患及解决措施分析[J].建筑知识，2015（12）：94-95.
[3]盛羽.道路桥梁设计中的问题及对策[J].中华建设，2016（06）：12-13.
论文作者:王秋艳
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第18期
论文发表时间:2019/3/25
标签：桥梁论文; 道路论文; 结构化论文; 结构论文; 工程论文; 道桥论文; 方法论文; 《建筑细部》2018年第18期论文;