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摘要：桥梁是交通系统中的一部分。为了促进桥梁建设行业的发展，需要从最基本的桥梁设计优化工作做起。在工作中，常见的方法是结构化设计模型构建法，这是当代桥梁设计中的新型设计理念之一，为桥梁结构的优化提供了保障。因此，为了使交通系统建设不断完善，加强结构化设计在桥梁设计中的应用研究有重要的意义。
关键词：结构化设计；道路桥梁设计
引言：我国经济的高速发展离不开交通运输业支持，交通运输业在我国经济发展、社会进步以及人们生活质量提升方面都扮演着举足轻重的地位。道路桥梁设计在整个交通道路建设中至关重要。为此，在接下来的文章中，将围绕结构化设计在道路桥梁设计中的应用方面展开详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
一、结构化设计在道路桥梁设计中应用的意义以及原则分析
（一）结构化设计在道路桥梁设计中的应用
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。
（二）桥梁结构化设计及应用原则
首先，桥梁结构化的设计原则。结构化的设计原则包括以下内容：第一，科学性原则该原则要求对桥梁结构进行合理的选择，将桥梁横截面与结构配置作为设计的重点，保证桥梁设计的科学性。第二，简约化原则。该原则是为了降低桥梁自身的规模和自重，缩短传力路径，实现桥梁结构强度的提升，保证桥梁内外部受力的平衡。第三，综合性原则。进行结构化设计时，要综合考虑不同材料在不同结构中的应用特点，同时，要根据桥梁结构、功能、形状受力等特点，对桥梁进行统和，保证桥梁结构在重量、受力方面达到稳定性目标。另外还有桥梁结构化设计的应用原则。从截面形式选择上看，需要根据桥梁的荷载情况选择性能相符的截面形式，使荷载合理地分布在结构中，可选用结构优良、空壁式、质量小的截面，以此降低桥梁的压力。从材料结构的整合角度，要充分发挥不同材料在桥梁的不同结构中的优势，使结构和材料达到最优配置。
二、结构化设计在道路桥梁设计中的计算方法
（一）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。
（二）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。
（三）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。
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（四）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。
三、道路桥梁结构化设计中常见的计算模型分析
（一）基于简化材料、荷载结构的计算模型
道路桥梁设计过程中会基于简化材料、荷载结构的计算模型开展设计工作，具体操作过程中设计人员利用有限的参数模拟无限的可能性，并且假设设计材料具有理想塑性和弹性的特点。结构化设计能够让材料和荷载在模拟与计算过程中变得更加简单，并且能够更好的契合实际施工情况，设计人员在选取计算模型之前必须进行深入分析和调查，特别是对桥梁结构自身受力数据的收集分析，这就需要设计人员进行全面的调查，深入桥梁施工现场收集参数，以便于制定切实可行的计算机模型，提高道路桥梁设计工作的质量。
（二）基于离散化结构的计算模型
道路桥梁在设计环节采用结构化设计思路能够将整体部分划分为有限组成部分，进而对整个桥梁道路工程进行离散化的划分，这样有助于减轻道路桥梁各个施工环节受力分析的难度，以便于制定科学可行的道路桥梁施工方案。
（三）基于模型化结构的计算模型
道路桥梁设计中对力学原理的应用较多，为了保证道路桥梁设计的科学性和可行性，设计人员必须对到道路桥梁设计的内部结构规律性进行深入分析，结构化设计思路主要采用模型化处理，这种模型化处理之后能够使道路桥梁设计变得更加具体可行，极大地降低了施工的难度，有利于保证道路桥梁的施工质量和效率水平。
四、结构化设计在桥梁设计中的应用
（一）混凝土施工结构化设计的应用
混凝土施工结构化设计能有效地提高混凝土的施工质量。设计人员要充分考虑混凝土的施工性质和特点，利用结构化设计，控制好混凝土的配合比。以此为前提，设计人员还要把握好混凝土保护层的厚度，控制其开裂动态情况，强化构造配筋。同时，还要注意以下几个方面：预拱度要精准计算，避免后期施工的过多调整；施工过程中要做好安全储备，避免出现误差；跨径位置可增加横隔板以增强桥梁的横向稳定性和刚度，承受并分布较大的支撑反力。
（二）结构化设计在桥梁设计中的应用实例
结构化设计的优化，即要根据工程具体情况进行变通性应用。设计人员要根据施工现场的实际情况，准确计算预拱度，防止外崩力的影响，并利用横隔板减少底板承重。以“立交桥”的结构化设计为例，设计人员对结构化设计的巧妙运用，首先要对桥头搭板进行合理设计，然后确定桥梁的长度。在设计过程中，设计者可借助信息化先进手段，简化桥梁设计流程，及时发现隐患问题。在桥梁实用性、耐久性、经济性的基础上，体现出现代化设计风格，增强桥梁结构特色。
（三）防崩关键技术施工设计应用
防崩技术在结构化设计中的应用和体现，可从以下几方面进行说明：第一，桥梁施工中，要精确计算预抛高度，以此避免不必要的高度调整；第二，将合拢段的高差控制在2-3cm；第三，为了避免桥梁底板的钢筋崩裂，可以先在钢筋加工场焊接闭合箍筋，形成固定骨架，并和肋板钢筋焊接到一起，这样能有效地保证钢筋的整体性，并降低造价成本；第四，尽量避免施工中的误差并精确施工放样工作；第五，实际施工中，要保证桥梁中管道之间以及管道底部的混凝土具有较高的密实度。
结论：
简而言之，桥梁设计中结构化设计的应用，要从实际工程项目入手，即在明确研究结构化设计现实意义的情况下，找出优化控制的方法策略。具体来说，就是根据不同的道路桥梁结构类型，确定最具效用的模型构建与设计计算方法。事实证明，只有这样才能将桥梁工程的混凝土结构设计、构造配筋设计以及防水设计的有效性充分发挥出来，使其能够服务于所处的道路交通网络环境，最终满足各行各业经济发展所提出的安全稳定需求。
参考文献：
[1]李凯.结构化设计在道路桥梁设计的应用研究[J].科技创新与应用，2017（34）：117-119.
论文作者:袁泉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/20
标签：桥梁论文; 结构化论文; 道路论文; 结构论文; 模型论文; 荷载论文; 设计人员论文; 《防护工程》2018年第21期论文;