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研究结构化设计在道路桥梁设计中的应用

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第10期作者：土巨鸿

[导读] 摘要：在经济的发展进程中，优化道路桥梁设计对于提高我国交通安全水平来说至关重要。

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        摘要：在经济的发展进程中，优化道路桥梁设计对于提高我国交通安全水平来说至关重要。本文主要探讨了道路桥梁设计中结构化设计的常用方法和原则，并明确了道路桥梁设计中采用结构化设计的具体应用，旨在优化道路桥梁建造能力，并促进我国交通业的健康发展。
        关键词：结构化设计；道路桥梁；设计；应用
        1道路桥梁结构化设计的重要价值
        在设计道路桥梁时，人们通常只是关注桥梁的强度，却没有考虑到使用的长久性，也没有重视桥梁适用极限的情况，在后期桥梁的维护检测方面也没有给予足够的重视，从而导致道路桥梁设计结构出现安全问题。传统的道路桥梁设计的具体步骤，首先是按照原有的经验制订初始设计，包含选定的材料、结构规划、制造过程和蓝图的规模等方面；其次再进行结构分析，之后利用机械分析研究设计结构的可行性，并根据实际情况加以调整。然而，这种设计过程只能按照设计方案和安全标准的有效性来执行，却不能从项目最优化或根据满足新的桥梁设计需求来确定，因此，结构化设计成为最主要的环节。
        2结构化设计常用的方法
        2.1图解法
        将二维设计结构转换成横向和纵向坐标图形，再对图形的目标函数进行有效的调整。通过这种图解法可将其等值线与相关的外切边进行结合，进而保证目标函数的等值是有效的。
        2.2网络搜索
        使用网络搜索可以将道路桥梁的基础结构做成网格点，并且每个网格点都是不同的设计观点。按照相关规章逐步寻找网络节点，并在一定时间内找到最佳节点。运用网络搜索可以提高道路桥梁设计的综合水平。通常在使用网络搜索时，需要先确定它的等价变量，之后按有关流程对别的变量实施严格的检测，进而能够得到所有的关键数据，以确保数据点达到约束标准，同时要确保目标函数的准确性。
        2.3函数极值求解法
        现如今，人们通过学习高等数学了解到函数极值的概念，并对其求解方法进行了深入研究，这种函数极值求解法是通过转换数学方程变量的不等式关系，改变变量的形态，将目标函数作为函数值，进而算出相关的极值数。而这个数值可以为道路桥梁结构设计的工作内容提供有效的参照点，促使这些结构的设计发挥其重要的作用。
        3道路桥梁中结构化设计的基本原则
        3.1统一性原则
        在改善道路桥梁结构时需要全面分析具体地点所需材料的特性，并选择适当的建筑材料，可以实现材料的最大价值，从而使道路桥梁结构得到优化。在道路桥梁结构设计过程中，物体受力的情况会因结构问题而异。所以需要按照道路桥梁结构来设计方案并进行统计评估，以便进行有效的施工，来达到道路桥梁结构受力均匀的目标，进一步保障建筑物的质量和人员安全。
        3.2科学性原则
        在道路桥梁结构化设计中，需要重视路桥梁结构的基本要素，科学地调整道路桥梁结构的位置，同时兼顾横截面结构搭配，改善道路桥梁的基础设施，减少设施结构重量，进而促使道路桥梁结构的科学化。
        3.3简约化原则
        简约化原则是进一步优化道路桥梁的实际设计，通过简易的结构来转移压力，进而降低桥梁结构的总体重量并增加桥梁的强度。现如今，简约化设计是道路桥梁设计的关键步骤，它不仅可以增加建筑强度，还可以节省建筑成本，从而提高道路桥梁建设的实际利益。

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        4道路桥梁结构化设计的计算模型
        4.1模型化结构
        通过应用力学原理，将不同的道路桥梁结构分开，确定结构模式，并解决好结构内部问题，以确保道路桥梁结构设计的实用性和便捷性，促使道路桥梁工程能够顺利实施。
        4.2离散化结构
        此种设计形成的离散化结构有助于受力研究，可以促使工程顺利施工。在设计道路桥梁时，需要将结构转变为有限的自由度，将整个结构进行离散化的划分。
        5分析结构化设计在道路桥梁设计中的应用
        5.1对于道路桥梁防水设计的应用
        目前，对于道路桥梁结构设计的优化能够有效处理建筑物的渗漏问题。而且在道路桥梁工程中，它的使用寿命和质量保障与防水设计密切相关。如果在雨季没有做好排水工作，桥梁上就会积聚雨水，进而会引起桥梁的安全风险。所以设计者必须更加注重防水桥梁的设计，选择高质量的建筑材料并将其应用在防水层里，进而强化道路桥梁的防水性。
        5.2道路桥梁混凝土施工设计的应用
        混凝土是道路桥梁建设的一个非常重要的组成部分，混凝土结构设计能确保其质量安全。在实际建造中，传统的混凝土被钢筋混凝土所取代，在建筑外部形成保护层，以避免其受到外部环境的损害，并延长混凝土结构的使用期限。道路桥梁建筑事故是由于建筑工人在混凝土建筑过程中没有按照建筑标准施工，造成道路桥梁工程不达标，质量不过关。这表明，在进行混凝土结构化时要多关注混凝土的抗裂能力，所以使用有效措施进行道路桥梁裂缝的防治很重要。混凝土裂缝的出现可以通过增加混凝土内部钢筋的数量，提升构造凝聚力，确保道路桥梁的质量以及增加建筑公司的经济效益。
        6道路桥梁设计中结构化设计的重要意义
        随着经济时代的快速发展，传统道路桥梁设计已不再适用于当前建筑的需求。在以往的设计中，主要是对桥梁施工技术、材料使用、结构类型等方面进行全面分析，用机械原理来设计建筑结构，并使这些结构设计适用于不同类型的建筑物。虽然这个方法是通用解，可是当出现路桥沉降时，路面会产生凹陷现象，不易于车辆行驶，这也加深了桥梁项目基础设施的损坏程度。作为组织设计过程的一部分，拟定具体的公路桥梁功能和独立的标准结构，以便在结构图的基础上提高桥梁设计的质量。在设计最佳的公路桥梁结构时，设计者必须考虑到工程的真实情况，增加足够的结构钢筋，避免出现混凝土破裂的情况，进一步保护混凝土内部结构，从而保障道路桥梁的工程质量。在设计道路桥梁的结构过程中，必须按照道路桥梁的实际发展情况进行判断和分析，进而强化其总体效果。所以，进一步加强对道路桥梁结构化设计的创新，可以促进建筑工程的顺利实施。结构化设计具有典型的模块化设计理念，可以在道路桥梁工程中使用结构化设计，有效分析和处理道路桥梁的所有模块，从而使其具备单一独立的功能。
        7结语
        随着科技的进步、城市化的发展，道路桥梁的建设的规模正在扩大。道路桥梁在人们的生活和生产中占有重要的位置，并对社会经济发展有着重要的促进作用，其中，道路桥梁的设计工作更是保证整个道路桥梁顺利交付使用的关键，在结构化设计中做好优化措施，才能顺利地进行工程项目的后期工作，从而确保道路桥梁工程的建设质量和安全，所以要想使道路桥梁的结构化设计发展得更好，就必须在实施结构设计方面参考传统设计方法，对道路桥梁结构设计进行合理的科学创新，进而促进道路桥梁工程项目的可持续发展。
        参考文献
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        [3]刘东峰．结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J]．交通世界，2018（33）：136-137．
        [4]谢晓亮．结构化设计在道路桥梁设计中的应用研究[J]．智能城市，2017，3（01）：85，87．
        [5]李艳晖．结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J]．中国新技术新产品，2013（17）：67