郝朝阳
石家庄市政设计研究院有限责任公司 河北省石家庄 050000
摘要：交通行业在中国的经济发展中占据着重要地位，所以道路桥梁结构的安全和稳定性也备受重视。随着道路桥梁结构化设计水平持续发展，道路桥梁的结构设计工作越来越需要落实结构化设计的应用原则，重视结构化设计的标准，进而实现道路桥梁设计的整体目标。
关键字：道路桥梁设计、结构化设计、具体应用
一、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。
二、结构化设计的不同计算模型
2.1离散化结构
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。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。
2.2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。
2.3简化的材料和荷载
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。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。
要想使计算结果能够吻合实际的结构状况，在很大程度上取决于对计算模型的选取，因要慎重的选择计算模型，要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。选取计算模型时，要充分考虑结构化设计在桥梁结构设计中的具体情况，具体情况具体分析，从而制定出最合理的计算模型。
三、结构化设计常用的解法
3.1图解法
图解法适合各种二维结构的设计分析，图解法的基本思想就是把一个设计变量作为横坐标，另一个设计变量作为纵坐标，做出符合两种约束条件的曲线图形，进而得到上下界限的约束区域，在约束区域内做出目标函数的等值线，这一系列的等值线与可行区域的外边界相切，所得的切点就是目标函数值。
3.2求解函数极值
计算函数的极值，首先要把约束不等式变为等式形式，然后再去消除目标函数中的变量，使目标函数变为仅含一个变量的函数，从而可以求出函数的最大最小值，达到结构化设计的目的。
3.3同态设计法
把不等式约束换作等式约束，缩小了设计空间的可行性，这就是同态设计法。这种方法得到的解是劣于原解的，有时同态设计会得不到解。虽然这种方法有不足之处，但在实际结构设计中仍然有许多的结构构件需要用同态设计法来解决。结构化设计中的同态设计法能使复杂的结构计算问题变得更易于计算。
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3.4网络搜索的方法
作为一种直观切原始的方法，网络搜索法把问题在一定的范围内划分成许多的网格点，每个点代表不同的设计，按照一定的规律进行循序渐进的搜索，从而能够找到代表最优解的网格点。使用该法进行桥梁设计时，首先要固定一个变量，在对其他变量进行由小到大的验算，在验算时要使所有的点满足约束条件。在最后得出的可行的解中，选出最能满足目标函数的点，这就是所求的最优的解。
四、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里的应用
需要于道路桥梁的结构化设计时候予以高度关注。道路桥梁的路面渗水的排除问题还有防渗漏问题均可以影响到道路桥梁的使用时间。首先需提升防水层设计水平，在道路桥梁的发挥防水保护效果的为铺装的防水层，此层防水层需要选择密实性最佳的混凝土材料，也需混合钢筋网避免混凝土开裂，选择复合纤维混凝土，及在这里面混合水泥基渗透结晶材料，均可以发挥最佳的防水作用。达到标准的防水层的结构设计需达到下述几个部分规定：第一，路面需具备优质的粘结性，没有起皮及脱落现象；第二，混凝土需与路面的铺装统一起来；第三，综合结构具有适当的抗拉强度及延展性；第四需关注泄水管道的设计和设置，重视泄水管的详细安装过程，避免水份由管里渗出，直接作用于混凝土结构。
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结构化设计里关注钢筋的混凝土保护层厚度的增多
钢筋混凝土属于钢筋和混凝土构建的复合型建筑材料之一，其是道路桥梁建设里最为普遍的施工材料，而铺设于钢筋混凝土上层的保护层，实际上是对避免钢筋被腐蚀，增强结构的耐久性及安全性，对钢筋混凝土发挥安全保护的作用。所以，在部分国家的某些规范里清晰的规定，要想增强保护层在钢筋混凝土方面发挥的保护作用，当进行结构设计的过程中，需提高保护层的厚度。
4.2.2结构化设计需要符合混凝土耐久性标准
混凝土的耐久性设计标准，不单单是和道路桥梁的施工质量紧密联系的，还和道路桥梁的使用时间是密不可分的。当下因为混凝土施工时候的偷工减料，设计没有斟酌工程综合结构，计算错误等均给工程事故出现创造了条件。所以，混凝土的结构化设计里需要符合耐久性标准。做到混凝土结构的耐久性，则需增强混凝土自己的耐久性，就是将混凝土的材料进行配比设计，可以给耐久性带来很大的影响。
4.2.3结构化设计中要考虑加强构造配筋
混凝土最普遍的问题为发生裂缝现象，从而出现结构别的部分的损伤和破坏，裂缝的发生，不单单可以引起雨水渗透进入结构里，引起裂缝的持续加大，更可以引起内部的结构的侵蚀。所以，掌控混凝土在使用阶段裂缝的发生普遍需提高适当的构造的配筋，如此一来能够增强混凝土结构的抗裂缝的水平。
必须落实好道路桥梁的设计环节，才可以于下面的道路桥梁施工里获得最佳的效果。结构化设计于道路桥梁工程里的应用不难和所设计道路及桥梁具备的特点紧密连接起来，需要有效的模型。确保了设计方案具有的实际性、安全性，也能够完成道路桥梁工程的广泛使用。
结语
近年来我国基础建设不断发展，道路桥梁建设作为交通运输业的核心环节，要想取得巨大的发展进步，必须做好施工建设工作，而要想保证施工很好地进行，就要做好施工前的设计工作。通过实践证明，结构化设计在道路桥梁设计中的应用不但保证了道路桥梁工程的质量，还保证了工程的安全性和经济性。结构化设计的应用有广阔的市场前景和使用价值。
参考文献
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[4]赵婷婷,孙强.探讨道路桥梁设计的现状与改善措施[J].城市建筑,2013,14:239.
论文作者:郝朝阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：桥梁论文; 道路论文; 结构化论文; 结构论文; 混凝土论文; 结构设计论文; 同态论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;