【摘要】 對著城市的不斷發(fā)展，道路橋梁建設(shè)發(fā)揮著越來越重要的作用，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)對道路橋梁設(shè)計(jì)有重要的意義，它能有效的保證道路橋梁的安全性、實(shí)用性，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)對道路橋梁設(shè)計(jì)有不可替代的作用。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)；道路橋梁設(shè)計(jì)

道路橋梁建設(shè)對城市的發(fā)展有不可替代的意義，只有保證城市道路的順暢，才能有效的加快城市的建設(shè)。在道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確保道路橋梁的安全性、實(shí)用性，其次要確保道路橋梁設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)的定值設(shè)計(jì)法不能對道路橋梁結(jié)構(gòu)中，不確定因素進(jìn)行有效的處理，難以確保道路橋梁的安全性、實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)能有效的解決這些問題，在道路橋梁設(shè)計(jì)中有極其廣闊的應(yīng)用前景。

1. 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是指對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)過程進(jìn)行逐步細(xì)化、審評、編寫的一個(gè)過程。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)能對道路橋梁模型進(jìn)行不同的計(jì)算，從中選出最合適、最安全、最實(shí)用的道路橋梁設(shè)計(jì)方案，通過結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，能有效的分析出道路橋梁建設(shè)中，對道路橋梁產(chǎn)生影響的不確定因素，科學(xué)的對這些不確定因素進(jìn)行處理，達(dá)到保護(hù)道路橋梁的目的。

2. 道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的意義

2.1 道路橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

近年來，我國頻頻發(fā)生道路橋梁事故，不僅對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來很大的損失，同時(shí)造成許多人員傷亡，嚴(yán)重的阻礙了我國的和諧發(fā)展。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)發(fā)生道路橋梁事故的主要原因是道路橋梁的設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致道路橋梁在建設(shè)過程中出現(xiàn)漏洞，引發(fā)了事故。道路橋梁設(shè)計(jì)的主要問題在安全設(shè)計(jì)和耐久設(shè)計(jì)這兩方面上。

2.1.1 道路橋梁設(shè)計(jì)的安全問題

目前，道路橋梁施工單位在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，沒有充分考慮質(zhì)量問題，設(shè)計(jì)不規(guī)范，為了追求更高的利益，施工單位在道路橋梁建設(shè)中使用廉價(jià)偽劣的施工材料，偷工減料，嚴(yán)重的影響了道路橋梁的質(zhì)量，有的道路橋梁設(shè)計(jì)不太符合施工路段的實(shí)際環(huán)境，在施工過程中，施工人員不能嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，導(dǎo)致道路橋梁的質(zhì)量得不到保證，產(chǎn)生了很大的安全隱患。

2.1.2 道路橋梁的耐久問題

道路橋梁的壽命直接受道路橋梁的設(shè)計(jì)影響，目前，道路橋梁設(shè)計(jì)中沒有充分的進(jìn)行道路橋梁耐久設(shè)計(jì)，施工結(jié)束后，也沒有合理的道路橋梁維護(hù)手段，導(dǎo)致道路橋梁的壽命受到很大影響，時(shí)間一長，道路橋梁就容易發(fā)生事故。

2.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的意義

傳統(tǒng)的道路橋梁設(shè)計(jì)方法是根據(jù)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，初步制定設(shè)計(jì)方案，然后分析結(jié)構(gòu)，通過力學(xué)計(jì)算，檢測設(shè)計(jì)方案是否可行，最后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這種設(shè)計(jì)方案只是檢測設(shè)計(jì)方案的可行性，無法對道路橋梁的安全性和壽命做出做合理的設(shè)計(jì)，很難滿足道路橋梁設(shè)計(jì)的具體要求。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)能有效的解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中安全問題和壽命問題，為道路橋梁施工提供最科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)可以保證道路橋梁，在實(shí)現(xiàn)安全、實(shí)用的前提下，減少施工成本，節(jié)約施工消耗。

3. 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的解法和計(jì)算模型和計(jì)算模型

3.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的解法

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的解法有圖解法、網(wǎng)絡(luò)搜索法、求解函數(shù)極值法、同態(tài)設(shè)計(jì)法。

3.1.1 圖解法

圖解法是將設(shè)計(jì)的一個(gè)變量當(dāng)做縱坐標(biāo)，另一個(gè)設(shè)計(jì)變量當(dāng)做橫坐標(biāo)，在約束條件下，做出符合實(shí)際的曲線圖形，從圖中找出上下界的約束區(qū)域，約束區(qū)域中目標(biāo)函數(shù)等值線同可行區(qū)邊界相切點(diǎn)得到的數(shù)值，就是目標(biāo)函數(shù)值。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)搜索法

網(wǎng)絡(luò)搜索法是在一定范圍內(nèi)，將問題分成多個(gè)代表不同設(shè)計(jì)的網(wǎng)格點(diǎn)，根據(jù)一定的規(guī)律，進(jìn)行搜索，從中找出最優(yōu)解的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)搜索法設(shè)計(jì)道路橋梁是要固定一個(gè)變量，然后由小到大對其他的變量進(jìn)行驗(yàn)算，確保每個(gè)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)符合約束條件，然后找出可行的解中，選出最合適的目標(biāo)函數(shù)點(diǎn)，也就是所求的最優(yōu)解。

3.1.3 求解函數(shù)極值法

在求解函數(shù)極值時(shí)，要先把約束不等式轉(zhuǎn)換成等式，取消目標(biāo)函數(shù)的變量，目標(biāo)函數(shù)的變量確定為一個(gè)，然后算出函數(shù)的最小值和最大值。求解函數(shù)極值法能有效的達(dá)到結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的目的。

3.1.4 同態(tài)設(shè)計(jì)法

同態(tài)設(shè)計(jì)法是指將不等式約束轉(zhuǎn)換成等式約束，減小設(shè)計(jì)空間的可行性。同態(tài)設(shè)計(jì)能將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計(jì)算問題簡化，方便計(jì)算，同態(tài)設(shè)計(jì)法得到的解比原解要劣，甚至得不到解，雖然同態(tài)設(shè)計(jì)法有許多缺點(diǎn)，但在實(shí)際道路橋梁設(shè)計(jì)中有許多結(jié)構(gòu)仍需要用同態(tài)設(shè)計(jì)法來完成。

3.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算模型

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)常見的計(jì)算模型有離散化結(jié)構(gòu)、模型化結(jié)構(gòu)、簡化荷載與材料。計(jì)算模型決定著計(jì)算結(jié)構(gòu)同實(shí)際結(jié)構(gòu)的吻合情況，因此在進(jìn)行計(jì)算模型選擇時(shí)，要十分慎重，根據(jù)實(shí)際情況，選擇結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算模型，確保選取的計(jì)算模型能真實(shí)的反應(yīng)道路橋梁的受力情況。

4. 道路橋梁設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用原則

在道路橋梁設(shè)計(jì)中使用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)時(shí)要注意，盡量減輕結(jié)構(gòu)的重量，材料的剛度配置和截面形式要合理；盡量保證力的傳遞路線簡單，有利于施工的順利進(jìn)行，還可以有效的節(jié)約施工材料，設(shè)計(jì)要保證道路橋梁的各部分是一個(gè)整體，這樣就能方便力的傳遞，增大結(jié)構(gòu)受力面積；要結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)可行的施工方案，選擇價(jià)格合理、質(zhì)量優(yōu)越的施工材料和施工設(shè)備。道路橋梁的施工環(huán)境比較多，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)能對道路橋梁的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，降低結(jié)構(gòu)受力情況，提高道路橋梁的安全性，設(shè)計(jì)合理的道路橋梁維護(hù)措施，保證道路橋梁有較長的壽命。

5. 總結(jié)

道路橋梁建設(shè)對城市的發(fā)展有不可替代的作用，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)能有效的解決道路橋梁設(shè)計(jì)中安全問題和壽命問題，為道路橋梁施工提供最科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)可以減少道路橋梁施工成本，節(jié)約施工消耗，對道路橋梁設(shè)計(jì)有重要的意義。

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