譚春騰

摘? ?要：近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展帶動(dòng)了交通運(yùn)輸行業(yè)的繁榮，同時(shí)，交通運(yùn)輸事業(yè)的進(jìn)步也成為助推經(jīng)濟(jì)質(zhì)量進(jìn)一步提升的動(dòng)力。道路橋梁工程作為交通運(yùn)輸事業(yè)的重要構(gòu)成部分，其質(zhì)量保障也得到了更加廣泛的關(guān)注。本文圍繞結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，指出這一重要設(shè)計(jì)形式的必要性、應(yīng)用原則與具體應(yīng)用要點(diǎn)，以期為行業(yè)人員持續(xù)提高結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)? 道路橋梁設(shè)計(jì)? 應(yīng)用分析

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的大背景下，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)得到了極快的發(fā)展，道路橋梁工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，為推動(dòng)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展、滿足人民生活與社會(huì)生產(chǎn)需求作出了重要貢獻(xiàn)。同時(shí)，社會(huì)對(duì)于道路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量也給予了更高的關(guān)注，而要想打造出質(zhì)量過(guò)硬的道路橋梁工程，首先就要保證道路橋梁設(shè)計(jì)這一基礎(chǔ)性工作的科學(xué)性。與其他工程相比，道路橋梁工程體量較大、質(zhì)量要求更高、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，如何把握好結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容、保證設(shè)計(jì)的合理性，是每一位設(shè)計(jì)人員必須思考與探索的關(guān)鍵問(wèn)題。

1? 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性

在過(guò)去的道路橋梁建設(shè)模式中，設(shè)計(jì)流程的起始環(huán)節(jié)是完成初始方案的設(shè)定，這一過(guò)程的主要參考依據(jù)是以往的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，涵蓋了材料選用、總體布置、工藝流程、結(jié)構(gòu)尺寸等多種要素，在初始方案設(shè)計(jì)完成后，通過(guò)結(jié)構(gòu)分析與力學(xué)分析，對(duì)設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行檢驗(yàn)，并視情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與糾正?？梢钥闯?，這一設(shè)計(jì)模式雖然可以對(duì)方案的可行性與安全性進(jìn)行檢驗(yàn)，但這種檢驗(yàn)相對(duì)基礎(chǔ)，沒(méi)有涉及到最優(yōu)環(huán)節(jié)，而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，道路橋梁建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，設(shè)計(jì)需求也更加復(fù)雜，這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式顯然無(wú)法滿足道路橋梁工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)需要。

作為一種科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)近年來(lái)在道路橋梁設(shè)計(jì)中逐漸占據(jù)了主流，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)起源于自頂向下細(xì)化、模塊化與結(jié)構(gòu)化等程序設(shè)計(jì)技術(shù)，是在道路橋梁的建設(shè)實(shí)踐中不斷形成發(fā)展的。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)就是將整體性設(shè)計(jì)，按照單一功能、相互獨(dú)立的原則進(jìn)行模塊結(jié)構(gòu)劃分的過(guò)程，詳細(xì)設(shè)計(jì)與概要設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的主要表現(xiàn)形式。這一設(shè)計(jì)模式在道橋設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，大大提高了設(shè)計(jì)方案的安全性與可行性，而且也使得最優(yōu)設(shè)計(jì)成為可能。

2? 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

2.1 科學(xué)性原則

科學(xué)性原則是指結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)要符合道路橋梁的安全規(guī)范與使用要求，對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)、橫斷面與道路橋梁結(jié)構(gòu)配置等內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)測(cè)算與安排，確保其能滿足長(zhǎng)期性的使用需要，盡可能提高道路橋梁工程的使用壽命。同時(shí)，從安全性的角度出發(fā)，通過(guò)優(yōu)化道路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，盡可能降低道路橋梁的自重。

2.2 簡(jiǎn)約化原則

簡(jiǎn)約化原則也是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要原則，簡(jiǎn)約化原則的應(yīng)用既可以減少不必要的施工程序，使得施工成本得以科學(xué)控制，提高建設(shè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也可以壓縮安全隱患的增長(zhǎng)空間，提高工程的整體穩(wěn)定性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要盡可能使得道路橋梁結(jié)構(gòu)力能完成直接、簡(jiǎn)單的傳遞，使得道路橋梁結(jié)構(gòu)能平衡地分散外部負(fù)荷，以此達(dá)到降低橋梁自重、增強(qiáng)工程整體強(qiáng)度、優(yōu)化施工流程的理想效果。

2.3 連續(xù)性原則

在實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)我國(guó)多數(shù)道路橋梁工程結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了自重與負(fù)荷持續(xù)增加的趨勢(shì)，這也是道路橋梁建設(shè)體量增大的必然結(jié)果，為了適應(yīng)這一趨勢(shì)發(fā)展，就需要在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中遵循連續(xù)性的原則，從而增大結(jié)構(gòu)在受力過(guò)程中的受力面積、縮短受力傳遞路徑，以此達(dá)到增強(qiáng)橋梁耐久性的目的。

2.4 統(tǒng)合性原則

統(tǒng)合性原則是指在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中，要對(duì)材料、結(jié)構(gòu)兩大關(guān)鍵部分進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮不同結(jié)構(gòu)、形狀在受力與功能方面的差異，使得其共同為提高道路橋梁工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的目的而服務(wù)。

2.5 整體性原則

道路橋梁工程各個(gè)構(gòu)成部分不是孤立存在的，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的最終目的是提高其整體工程的質(zhì)量及在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的耐久性。因此，在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中必須堅(jiān)持整體性的設(shè)計(jì)原則，最大程度激發(fā)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的突出優(yōu)勢(shì)，尤其是要做好過(guò)載等特殊情況下橋梁整體安全的設(shè)計(jì)。同時(shí)，可以通過(guò)提高整體承重力、統(tǒng)籌節(jié)約總體材料用量等方式，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量保障與經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。

3? 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 防水設(shè)計(jì)

防水設(shè)計(jì)一直都是道路橋梁設(shè)計(jì)中的重要部分，如果防水設(shè)計(jì)存在漏洞，必然會(huì)使得道路橋梁工程在投入使用之后出現(xiàn)路面滲漏水情況，這一方面會(huì)破壞工程的穩(wěn)定性，且需要投入額外的維護(hù)成本，造成資源的不必要浪費(fèi)，另一方面，路面滲漏水也會(huì)增加往來(lái)車輛的安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。因此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要尤其重視防水設(shè)計(jì)，為提高工程的防水質(zhì)量打下基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中，防水設(shè)計(jì)要重點(diǎn)把握兩個(gè)環(huán)節(jié)：其一，要優(yōu)化防水層設(shè)計(jì)。通常情況下，道路橋梁工程梁面上會(huì)設(shè)計(jì)有防水層，這一防水層的主要功效在于隔離道橋使用過(guò)程中自然降水、行車潑灑等情況產(chǎn)生的水，避免其對(duì)工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞。因此在防水層設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，要優(yōu)先選擇密實(shí)度高的混凝土材料作為主材料，增強(qiáng)防水功能，同時(shí)考慮到混凝土在復(fù)雜環(huán)境中容易出現(xiàn)的開(kāi)裂狀況，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行配套鋼筋網(wǎng)的設(shè)計(jì);也可以通過(guò)摻入水泥基結(jié)晶材料等達(dá)到提升防水層防滲效果的目的。在防水層設(shè)計(jì)完成之后，可以通過(guò)一些標(biāo)準(zhǔn)判斷其是否符合防水要求，如路面粘結(jié)情況、結(jié)構(gòu)整體的抗拉程度等。其二，在防水設(shè)計(jì)中還要做好泄水管道與安裝環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，尤其是要考慮到泄水管道的細(xì)節(jié)部分，避免這些部分出現(xiàn)疏漏而造成的滲水狀況。

3.2 混凝土設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于道路橋梁的混凝土設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)把握如下要點(diǎn)：其一，要滿足混凝土的耐久性需求。耐久性是選取混凝土作為橋梁結(jié)構(gòu)主體材料的重要原因，混凝土耐久性的高低對(duì)道路橋梁工程的使用壽命具有決定性的影響。可以發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)一些道路橋梁質(zhì)量隱患問(wèn)題，很大程度上是由于在混凝土設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)耐久性考量不當(dāng)造成的。優(yōu)化混凝土的耐久性設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于對(duì)水灰比、水泥用量、強(qiáng)度級(jí)別等進(jìn)行科學(xué)測(cè)算與精確配置。其二，要加強(qiáng)構(gòu)造配筋。無(wú)論混凝土材料應(yīng)用于何種工程建設(shè)，裂縫問(wèn)題均是一個(gè)繞不開(kāi)的問(wèn)題，這也是由混凝土本身的性質(zhì)特點(diǎn)決定的。裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，可能會(huì)使得外來(lái)雜質(zhì)尤其是污水滲入道路橋梁結(jié)構(gòu)中，既會(huì)加大裂縫的破裂程度，也會(huì)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行侵蝕。因此在混凝土設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)通過(guò)加強(qiáng)構(gòu)造配筋，提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能，最大程度降低裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的概率。其四，要合理配置防腐材料。近年來(lái)，隨著基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，相關(guān)材料市場(chǎng)也呈現(xiàn)出繁榮的發(fā)展趨勢(shì)，在進(jìn)行道路橋梁工程結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要從長(zhǎng)遠(yuǎn)使用的視角出發(fā)，對(duì)一些重點(diǎn)局部位置如鋼筋混凝土負(fù)彎矩區(qū)配備防腐材料設(shè)計(jì)，增強(qiáng)其耐久性。

4? 結(jié)語(yǔ)

交通運(yùn)輸事業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)性事業(yè)，作為這一基礎(chǔ)性事業(yè)的重要構(gòu)成部分，道路橋梁工程質(zhì)量的提升，是一個(gè)持續(xù)性的任務(wù)。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在道路橋梁設(shè)計(jì)中具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為道橋工程的主流設(shè)計(jì)形式。設(shè)計(jì)人員要把握結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，充分考慮道路橋梁工程的實(shí)際情況，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性、安全性與可靠性，為保障道路橋梁工程的基本質(zhì)量、使得其充分發(fā)揮服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的功能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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