摘要：现阶段,我国城市化建设速度不断加快,各相关部门对道路和桥梁设计的重视程度逐渐增强,道路和桥梁的设计施工是一项较为系统的工程,需要对道路原有情况和建设现状进行具体勘察,结合当地的实际情况和基本的设计参数进行设计分析,这样才能保证具体的设计情况符合相关的设计要求。结构化设计是一种新型的施工设计理念,它是在传统设计方法上进行更新和改良后的结果。通过以往的设计施工经验证明,结构化设计在道路和桥梁设计中具有较大的优势,因此加强道桥设计中的结构化设计方案具有重要的意义。
关键词：结构化设计；道路桥梁设计；应用
1桥梁结构化设计的原则
1.1连续性
连续性是确保桥梁结构化设计顺利实施的基础原则之一,一方面只有在满足这一原则的基础上,才能增大桥梁的整体抗压强度和有效受力面积,进而缓解当前桥梁建设中所面临的桥梁负荷增加、施工难度增大等问题;另一方面有利于缩短桥梁在受力过程中的传递路径,起到优化桥梁结构、节省建筑材料等作用。
1.2简约化原则
第二要在道桥结构化的设计中确保设计方案的简约化,尽量用简约的设计方式实现道路和桥梁中受力均匀直接传递,这样道路和桥梁受到的外部同行车辆的负荷就可以更加均匀的分散开,另外还在一定程度上增强了道桥自身的结构强度,最后由于建筑材料得到了简化,一方面减轻了道桥的自重,另一方面降低了工程的施工成本,增加了道桥工程的经济效益。
1.3科学性原则
在道路桥梁的实际施工建设过程中,必须要选择合理的结构,为道路桥梁以及结构化配置的科学性、合理性提供一定的保障,才能确保其不会出现质量问题。设计人员在实际的工程中,必须要在确保道路桥梁整体架构不受影响的前提下,尽可能对其结构进行优化设计,使其达到最优化,进而在一定程度上有效降低道路桥梁出现故障的概率,为我国道路交通系统的发展打下良好的基础,促进我国经济的快速发展。
2结构化设计在道桥设计中的应用
2.1结构化设计计算模型分析
结构化设计在道路桥梁设计中的应用主要包括模型化结构、离散化结构以及简化计算模型等。首先是离散化结构,是将道路桥梁结构细分为多个独立的结构,这些结构具有极大的优势,其受力分析、对于施工和设计都比较方便。其次就是模型化结构。大部分道路桥梁在实际设计的过程中都需要进行力学分析,将其中的结构规律总结出来,这样设计模型能够找出规则中的矛盾,然后进行深入分析,最后通过模型将其真实形象展示出来,对于道路桥梁施工的指导具有非常重要的意义。再次是荷载和材料的尽量简化。结构设计在道路桥梁工程设计中,一般都会假设材料具有理想的塑性和弹性,并且还会使用有限的参数来开展无限自由度的随机荷载模拟,在这之中的有限参数都是具备较强概率特性的参数。最后,在进行结构化设计过程中,可以将荷载以及材料的计算最大程度的简化,能够更好地开展施工前结构化设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总的来说,在进行道路桥梁设计的过程中,选用计算模型的时候必须要考虑到各种情况,并且保持谨慎的态度,选型的时候也应该结合实际情况,对桥梁的真实受力情况准确地进行计算,只有这样才能够制定出最合适的计算模型。
2.2结构化设计在道桥防水设计中的应用
在道桥设计工程中,道路和桥梁的防水设计是一项十分重要的内容,道路和桥梁防水性能的好坏直接影响到其整体质量和使用寿命。在多雨的季节如果道路和桥梁的防水和排水效果欠佳,就会导致积水不能及时的排出,大量雨水积压在道路和桥梁的表面,久而久之就会造成雨水渗漏到道路和桥梁的结构内部,对道路桥梁的内部结构造成腐蚀,影响其正常使用。因此在对道桥结构进行设计时应该充分的重视防水设计,将防水层的设计结合到道桥的结构化设计之中,首先要增强道路和桥梁防水层的性能,在设计材料上选择防水性能更好的结晶材料混凝土或者复合纤维混凝土,这样可以增强防水层的密实性,有效提高道路桥梁的防水性能。另外在设计中可以加入钢筋网以增强混凝土的强度,防止混凝土开裂,有效地阻止雨水通过混凝土进入道路桥梁的内部结构。在对防水层进行结构化设计时,主要思想是将混凝土的设计和路面的设计看作一个整体,从而增加道路桥梁的黏合性,减少雨水等对表面的危害。
2.3斜拉索结构化设计
(1)材料选择。高强钢丝和钢绞线是斜拉索生产加工中的常用材料,但由于钢绞线的定制成本较高,且更换难度大,不适用于小斜拉桥结构设计中。针对这一问题,可采用高强精轧螺纹粗钢筋进行定制,这种钢筋的优点在于配件齐全、定制程序简单、成本费用低、施工操作简便等;(2)设计要点。若高强精轧螺纹粗钢筋在长期使用中出现了锈蚀情况,因施工前涂抹了防锈剂,故不会因为锈蚀到钢筋内部结构而造成应力腐蚀问题。粗钢筋的标准强度仅为钢绞线的1/2,故在设计中需将粗钢筋斜拉索截面积增加一倍左右;高强精轧螺纹粗钢筋的使用,会使得主梁结点竖向变位随着斜拉索刚度的增加而减少,这一现象可避免主梁弯矩过大,确保斜拉索设计的稳定性;(3)布置方式。辐射形、扇形、平行和竖琴形是斜拉索布置的常见方式。比如以扇形的方式布置斜拉索,具体内容为:将分别将两根25高强精轧粗钢筋和32粗钢筋作为端斜拉索以及其余斜拉索,这种结构设计形式可使得索塔顶端水平变位几乎为零。
2.4混凝土结构的设计分析
在道路桥梁的实际设计过程中,一个最重要的环节就是混凝土工程的施工建设,因此相关的工作人员必须要结合工程的实际需求以及混凝土施工规范要求,对其进行有效地规划,确保保护层功能的充分发挥,避免钢筋的外露、锈蚀等问题,进而保证道路桥梁结构的安全。除此之外,还要重视对混凝土结构耐久性以及稳固性的设计,在道路桥梁结构设计中,对混凝土材料进行合理选择,对混凝土配比进行有效规划,确定水泥用量、强度级别等参数,进而对道路桥梁结构的稳定进行有效地提升。
结论
总而言之,为了更好满足桥梁设计的经济适用、安全可靠、耐久性标准等要求,积极采用结构化设计代替传统的桥梁设计方式,大量工程实践也表明,结构化设计已取得良好的设计效果,对促进我国桥梁建设领域的发展具有重要作用。
参考文献
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论文作者:刘国庆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
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