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《城市道橋與防洪雜志》2014年第六期
1結構化設計方法在道路橋梁設計中應有的重要性研究、實例及應有原則
1.1結構化設計方法在道路橋梁設計中應有的重要性研究對于傳統設計方法來說,基本上是為了達到規范設計的要求,遵從施工安全、適用和低成本的原則,較守舊而無新意,設計方案上也有不少問題。比如要通過定量性分析方式來計算各種指標,無法描述或處理橋梁結構中出現的不確定因素,那么橋梁結構上的設計方案就滿足日益復雜的要求,失去了協調性、科學性,那么就不能確保施工質量及水平得到保障。結構化設計是一個科學性的設計方法,能夠解決傳統設計出現的一些問題[2]。結構化設計主要原則是將設計分為一個單獨且單一的模塊結構,做具體設計及概略設計。結構化設計的方法一般是以從上向下細化、模塊化及結構化等程序來發展起來的,這與傳統設計根據經驗來分析“制定最初的設計計劃—結構研究—力學分析—驗證糾正”的設計模式有很大的差別,關鍵是借助于結構圖來描述設計階段及具體的設計方案。對于結構化設計來說,它在未來的市場前景及使用價值上有很好的發展空間。這對于優化道路橋梁工程的設計方案是有積極的作用,能夠保證施工進展順利、確保工程的質量及水平,對于實現道路橋梁工程的使用價值及提高經濟效益是有很大幫助的。
1.2結構化設計方法在道路橋梁設計中應用實例結構化設計在道路橋梁設計中的應用狀況是值得大家關注的,對這個問題來進行全面的分析和闡述。我國現代化的發展越加快速,對于結構化設計的應用在我國各大領域內也得到很大的發展,當然它在道路橋梁建設設計中的應用也是非常有前景的。比如,對于道路橋梁設計的橋頭搭板來說,就是采用了結構化設計的方法,而在設計當中,也考慮了搭板的長、寬、厚度的尺寸調整,同時更科學地計算了搭板需要掩埋的深度,這對于橋頭搭板的結構設計來說是可以更進一步的優化[3]。
1.3結構化設計在道路橋梁設計中的應用原則(1)更科學合理地選擇剛度配置及截面方式,為了能夠使結構重量減少,就要更合理性,科學地調整位移和內力的分布,而且也要選擇剛度配置在要求范圍內的材料。(2)確保力的傳遞路徑簡單直接,這對于支撐力來說,能夠更均衡地分為外負荷力,確保結構承重減輕,可以提高施工中的材料節約效率。(3)要達到連續性的目的,假如讓橋梁結構中的所有結構統一起來的話,可以確保受力的傳遞路徑更簡單直接,同時也可以擴大受力面積,這樣就可以減少結構本身承受的整體內力,而且還可以達到降低用料,更節約的目的。(4)不同材料的組合在設計時也要考慮在內,更好地利用結構的幾何形狀及受力的特點,對不同的材料的優勢點來完全的調配組合,可以達到降低結構整體的重量。(5)要對橋梁主要承重構件的性能進行研究,充分發揮其作用。橋梁結構會依照不同的施工要求在特定的情況下發揮承重的效果,結構化設計要分析各種結構的使用狀況,若想要減少主要受力桿的承重力,就要提高受力桿在各種情況下更好的發揮潛力,這樣就可發揮整體效果,達到節省用料,降低成本的目的[4]。
2結構化設計在道路橋梁設計中的不同應用
2.1結構化設計在道路橋梁防水設計中的應用道路橋梁的結構化設計是非常關鍵的,若在道路橋梁的路面上出現滲水無法排除及防滲漏出現紕漏的話,這些都會縮短道路橋梁的使用壽命。一方面要增強防水層的設計部署,想要做到對道路橋梁的防水保護效果,就要確保鋪上一層防水層,因此這就需要選擇更密實性的混凝土做原材料,另外還需要混入鋼筋網,這樣可以降低混凝土開裂的幾率,而選擇用復合纖維混凝土或將水泥與結晶材料滲透在一起,同樣可以達到防水的目的。達標的防水層結構設計要符合以下幾個原則:第一,確保路面有粘結性,不起皮,不脫落;第二,要將混凝土與路面鋪成一個整體;第三,在整體性的結構上要確保具有抗拉強度及保持一定的延展性;第四,要確保泄水管道的設計與安裝更合理,在細節上要預防水份通過管道滲出,這會對混凝土造成負面的影響。
2.2結構化設計在道路橋梁混凝土施工中的應用
2.2.1結構化設計中要增強鋼筋的混凝土保護層的厚度對于鋼筋混凝土來說,它的成分屬于鋼筋和混凝土混合組成的一個復合型的材料,在道路橋梁建設中是很普遍的施工材料,不過對于鋪在鋼筋混凝土層上的保護層來說,主要是起到預防鋼筋腐蝕,增強結構持久性,提高安全系數,可以更好地保護鋼筋混凝土[5]。所以,依照國家的規定來看,想要進一步增強保護層對鋼筋混凝土的保護系數,在進行結構設計中,通過提高保護層的厚度是可以達到這個目的。
2.2.2結構化設計要符合混凝土耐久性的特點對于混凝土的持久性來說,在結構設計中,它是直接關系到道路橋梁的施工質量的,同時也影響著道路橋梁的使用期限。這幾年來,因為在混凝土施工當中存在著削減工料的情況,同時結構設計也忽略了整體布局,計算失誤等都會影響工程的質量。所以在設計混凝土的時候,一定要滿足耐久性的特點。而要做到混凝土結構的耐久性,就要確保混凝土自身的耐久性提高,因此在材料配比上要做好計劃,比如水灰比例、水泥使用量、強度級別等,這對都會影響耐久性的變化。
2.2.3結構化設計中要增強構造配筋混凝土容易出現開裂的情況,進一步會影響結構的損失或破壞,如果出現開裂的話,不僅會引起雨水滲入的情況,影響開裂縫隙增大,同時也會侵蝕內部結構[6]。所以,對混凝土的使用過程要對開裂的情況加以控制,可以通過增加構造配筋來達到目的,通過這種方法可增強混凝土結構的抗裂縫能力。
3總結
在我國現階段的社會發展中,面對交通問題最大的關鍵應該是道路橋梁建設與設計,道路橋梁對于交通運輸的影響是至關重要的。在道路和橋梁的建造中如何降低成本,同時又達到質量要求是一個很重要的問題,前提要做好道路橋梁的設計方案,這樣才可以在道路橋梁的施工當中得到不錯的效果。在進行道路橋梁的結構化設計當中,我們要考慮一個問題,那就是如何更好的將道路橋梁自身的特點更好的結合實際,然后設計初步方案,這樣是可以保障設計方案的安全性、適用性、經濟性,同時還可以確保實現道路橋梁工程的使用價值,確保促進經濟效益[7]。因此,本文在闡述結構化設計方法在道路橋梁中的應用是非常成功的,再結合結構化設計在道路橋梁設計中的實例分析及論述,就可以明白進行結構化設計方法的必要性與重要性,所以對于相關的道路橋梁設計部門的工作人員來說,要重視在工作當中,引入結構化設計的方法,真正的落實道路橋梁設計的工作。
作者:孫李棟單位:滁州市城鄉建設規劃設計院