河北省交通规划设计院 河北石家庄 050011
摘要：随着交通工程建设总量不断攀升，道路桥梁的建设水平日新月异。但道路桥梁建设过程中不少设计方面的问题不断凸显，结构化设计作为解决这些问题的重要方式，在道路桥梁设计过程中的作用十分显著，论文对结构化设计在道路桥梁设计工作中的应用进行分析。
关键词：结构化设计；道路桥梁设计；混凝土结构设计；
1.研究结构化设计在道路桥梁设计中应用的现实意义
当前阶段，道路桥梁设计中的结构化设计，就是通过全面分析设计、程序以及数据等，来进行设计审评。此情况下，不仅计算模型运用的科学合理性能够得到保障，还能提高设计方案的有效性。结构化设计应具备接续性的特点，如果能把桥体的衔接部分划归成一个整体，传递荷载的特有路径就能愈加简易，同时还能拓展整体结构的受力范畴，减小运送内力，在节省建构材料的基础上降低工程造价。然而，在实际应用过程中，道路桥梁设计人员并未按照结构化设计既定的工作内容划分进行设计，在一定程度上降低了结构化设计控制的有效性。由于业内人士将结构化设计划分为详细设计，即模块的细节化设计；概要设计，即从软件系统整体入手，提升设计控制的整体效果。
2 结构化设计在道路桥梁设计中的模型构建及计算方法
2.1 模型构建
2.1.1 离散化结构设计
该结构设计是指，通过细化道路桥梁的整体结构，将结构无线的自由度转变为有限自由度，进而提高结构受力情况分析的准确性与简化效果。
2.1.2 模型化结构设计
从力学角度来看，模型化结构能够利用受力原理分析道路桥梁的内在规律。此过程，设计人员应正确把握矛盾点，以实现结构的模型化处理。此外，该设计还能具体化结构设计，以提高结构处理工作效率。
2.1.3 材料与荷载结构化设计简化
此设计，就是利用相对应的资料来对道路桥梁进行模拟的结构化设计。该设计方法运用于实践，能够通过简化结构化设计过程，来提高设计施工的效率。值得注意的是，该设计方法是否与实际情况一致，取决于选择的计算模型。故设计人员应加大计算模型选用科学合理性的研究力度，以提高路桥设计控制的质量。
2.2 计算方法
2.2.1 图解法
该方法计算原理，就是将任意两个设计变量，作为横纵标准，并结合变量情况得出坐标系中的图形。这里的结合变量是指，变量含水不等式，以获得坐标系内两种变量的约束区域，继而画出目标函数的等值线。如此，就可将其切点进行确定，得出最终的目标函数值。该计算方法主要运用于道路桥梁的二维结构设计。
2.2.2 求解函数极值法
极值法的运用，应把结构设计中的设计变量函数不等式作为等式，需要将变量的大小解出，进而获得函数的极值。
2.2.3 同态设计法
与极值法相同，该方法需要将函数不等式作为等式，以实现缩小设计空间的目标，进而提高设计计算的效率。经分析，虽然该方法所得值无法与原值进行比较，但无法简化结构化设计的解法，因此，其应用频率较高。
2.2.4 网络搜索方法
作为较为原始的方法，网络搜索具有直观优点，即能找出道路桥梁结构化设计的最优解释。但实际应用过程计划较为复杂。具体的操作流程，就是将遇到的设计问题进行网络化，并根据既定的规律实现某一变量的固定。值得注意的是，验算工作的开展，还应根据特定顺序进行以至达到最优解释【1】。
3 道路桥梁设计中结构化设计的应用控制对策
3.1 混凝土结构设计控制
作为道路桥梁结构设计中的混凝土结构设计，相关人员需要根据具体的施工需求与混凝土作业规范，来确定混凝土钢筋保护层的厚度。此外，在保证保护层功能实现的同时，还可避免外露与锈蚀方面的问题。为提高道路桥梁混凝土结构的耐久性与稳固性，应在实际设计过程，合理规划混凝土材料的配比。如图1所示，为装配整体式混凝土结构的设计规程。值得注意的是，还应综合水泥强度等级、水灰比以及用量参数等，来强化整体结构的安全稳定性。实际设计过程，相关人员还应将各类影响因素考虑在内，即通过优化结构的机械性能，来强化混凝土结构的抗裂性。如此，就可降低裂缝病害发生，继而保证道路桥梁结构能与具体使用要求相符。
图1 装配整体式混凝土结构设计
3.2 构造配筋设计
道路桥梁工程建设使用过程中，混凝土结构会因多种主客观因素的影响而出现裂缝现象。此现象的出现，就会为水分渗入至工程内部提供渠道环境，进而导致侵蚀结构问题的出现，严重的甚至会导致工程建设使用的安全稳定性受到影响。为此，结构化设计人员应运用现有的计算方法与模型建立方法，来提高构造配筋设计的有效性。具体来说，设计人员应充分结合道路桥梁的建设规模与结构形式，并达到运用成本的合理性控制与构造的安全性等目标要求。即运用计算机验证与专家审核方法，确定道路桥梁最佳构造的配筋设计方案，进而达到提升混凝土结构抗裂性的目的。
3.3 防水设计
从道路桥梁建设使用的耐久性角度来看，防水，是一项重要的工作内容。一旦防水设计不合理，将会使水分渗透至道路桥梁工程内部，以带来钢筋腐蚀影响，进而导致路面结构开裂与结构受损问题发生。首先，道路桥梁防水层的设计，为取得更好地防水效果，可采用结晶材料混合的水泥与密实度高的复合纤维混凝土。同时，还应在混凝土施工过程中增加钢筋网，以避免水分渗入或是混凝土结构开裂现象出现。其次，实际设计过程应严格遵循相关管理部门制定的规范标准，满足混凝土层与防水层间的高黏结性要求。这样一来，设计就能有效避免剥离现象的出现。最后，设计人员还应根据每隔路段的实际情况，提高排水管道设计的科学合理性。如此，就可帮助积水能够更快的排出路面，以避免因浸泡渗水问题而对工程项目建设使用的耐久性与安全性带来影响。
3.4 设计控制实例
以某立交桥工程进行的结构化设计过程为例，具体的设计内容包括：桥头搭板宽度、厚度以及长度的调整，以提高计算与调整作业埋深的合理性，继而更好地体现出桥头搭板结构设计的效果。对结构化的设计原理与设计方式进行优化，设计人员还要与工程项目的实际情况进行结合。此外，设计人员还应利用计算机软件构建一个简单的结构化模型，进而使设计效果与工程项目建设目标一致。具体的建模过程，应在确保桥梁道路高度综合的结构性质前提下，来对相应构件的具体要求进行全面考虑。如此，就可根据计算机所得的结果，对桥梁工程的实物进行约束。值得注意的是，实际设计过程，应将参数间的关系特征体现在道路桥梁工程的设计图纸上，以避免出现更多的误差问题【2】。
结语：
道路桥梁设计工作中出现的问题容易影响到工程的质量、安全和运营，结构化设计作为有效解决这些问题的重要方式，在道路桥梁设计工作中的作用十分显著。随着交通科技的不断发展，结构化设计将充分运用到设计工作中，不断提高道路桥梁的安全性能，有效延长道路桥梁的使用寿命。
参考文献：
[1]杨清宝.桥梁设计中结构化方法设计实践[J].交通世界,2018(19):92-93.
[2]范史文.公路桥梁设计中结构化方法设计要点分析[J].交通世界,2018(Z1):202-203.
论文作者:吕佳泽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
标签：桥梁论文; 道路论文; 结构化论文; 结构设计论文; 结构论文; 混凝土论文; 方法论文; 《防护工程》2018年第30期论文;