付 超

遵義市建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（563000）

路橋系統(tǒng)對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。橋梁是路橋系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量直接影響著路橋系統(tǒng)的整體質(zhì)量。在橋梁設(shè)計(jì)中，不僅要考慮橋梁的實(shí)用性，還要考慮其安全性。由于橋梁工程的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)內(nèi)容較為繁雜，相關(guān)部門應(yīng)積極采用現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，不斷提高其設(shè)計(jì)水平。

1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在路橋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

1.1 簡單化

在橋梁的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡可能地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在不影響橋梁整體質(zhì)量的前提下進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。用最簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)原理的傳遞，使整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)能夠分散外荷載和內(nèi)應(yīng)力，以有效保證橋梁的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、減少建筑材料的使用量，從而降低工程成本、提高工程效益。

1.2 整體性

在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為保證整體結(jié)構(gòu)優(yōu)勢得以發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)注重突出橋梁結(jié)構(gòu)的整體性，確保橋梁結(jié)構(gòu)合理、穩(wěn)定、安全。這就需要設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，從橋梁工程整體的結(jié)構(gòu)承載力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性入手，優(yōu)化設(shè)計(jì)，為確保工程質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

1.3 科學(xué)性

在施工前，需要選擇合適的數(shù)據(jù)和參考指標(biāo)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)施工組織設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)施工，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。為此，設(shè)計(jì)者必須對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其達(dá)到最優(yōu)化的效果，為橋梁建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

1.4 連續(xù)性

在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮未來社會(huì)發(fā)展和路橋結(jié)構(gòu)連續(xù)性的要求，以保證路橋系統(tǒng)的完整性和橋梁施工質(zhì)量的穩(wěn)定性。

1.5 全面性

在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員必須全面考慮工程各方面情況。結(jié)構(gòu)的位置不同，所需建筑材料也不同，這就需要綜合考慮材料的性質(zhì)，從橋梁結(jié)構(gòu)需求出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行合理選擇和設(shè)計(jì)。除此之外，設(shè)計(jì)人員還需要保證橋梁結(jié)構(gòu)在形狀、承載力方面符合要求，做到設(shè)計(jì)合理，進(jìn)而保證橋梁的使用安全性。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在路橋設(shè)計(jì)中的重要價(jià)值

在實(shí)踐中，采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的主要目的是改進(jìn)和評(píng)估整體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程。運(yùn)用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，可以從不同角度設(shè)計(jì)橋梁模型，選擇最佳設(shè)計(jì)方案；實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)過程中一些客觀因素的有效分析，保證客觀的處理結(jié)果，提高橋梁的整體安全性。傳統(tǒng)中的橋梁設(shè)計(jì)，需要充分結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，編制初步設(shè)計(jì)方案，主要包括橋梁的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸和總體布局，以充分契合橋梁結(jié)構(gòu)和施工機(jī)械的特點(diǎn)，不斷完善和提高橋梁的實(shí)用價(jià)值。在現(xiàn)代路橋設(shè)計(jì)中采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)非常重要，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)方法只能檢驗(yàn)實(shí)際施工方案的可行性，難以滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)的客觀要求。

基于模塊化設(shè)計(jì)理念，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)中的每個(gè)模塊都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的個(gè)體，具有獨(dú)特的功能。橋梁設(shè)計(jì)需要以外觀設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)為中心的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，通過結(jié)構(gòu)圖對(duì)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)，這在整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)過程中具有重要價(jià)值。

3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁模型計(jì)算分析方面的應(yīng)用

橋梁設(shè)計(jì)主要包括建模結(jié)構(gòu)、離散結(jié)構(gòu)和簡化計(jì)算模型等階段。具體來說，離散結(jié)構(gòu)是將整個(gè)路橋結(jié)構(gòu)分割成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，并對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，其在施工和設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)出一定的便利性。在設(shè)計(jì)過程中必須對(duì)橋梁進(jìn)行力學(xué)分析，可以通過橋梁模型進(jìn)行深度分析并顯示特定圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體路橋建設(shè)的引導(dǎo)和優(yōu)化。一般而言，在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，假設(shè)所用材料具有理想的塑性和彈性，并使用適當(dāng)?shù)膮?shù)模擬概率無限自由度載荷[1]；其中，有效參數(shù)具有較強(qiáng)的概率特征。結(jié)合載荷和材料的計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)更好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在橋梁設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算模型的選擇必須充分考慮各種情況，始終保持認(rèn)真的態(tài)度完成橋梁的準(zhǔn)確計(jì)算，最終制定出較為合理的計(jì)算模型。

3.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在橋梁設(shè)計(jì)中，與防水有關(guān)的設(shè)計(jì)問題直接影響橋梁的使用壽命。如果橋梁防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，橋梁上的積水就難以及時(shí)排出，從而影響橋梁的正常使用。防水設(shè)計(jì)必須滿足以下要求：優(yōu)化和完善排水管道設(shè)計(jì)，保證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。

3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁混凝土施工中的應(yīng)用

混凝土的耐久性關(guān)系到橋梁的使用壽命。一些施工單位為了眼前利益而使用一些不合格的混凝土材料，這對(duì)橋梁質(zhì)量產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。在橋梁建設(shè)中，必須充分考慮混凝土的耐久性，防止混凝土開裂，這就要求設(shè)計(jì)者充分重視整體結(jié)構(gòu)鋼筋的設(shè)計(jì)[2]。

3.4 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁主梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，裝配式簡單支撐梁結(jié)構(gòu)在吊裝、運(yùn)輸和現(xiàn)場預(yù)制獨(dú)立構(gòu)件等方面具有更突出的優(yōu)勢。同時(shí)，機(jī)械化、自動(dòng)化施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以有效提高施工效率，還可以節(jié)約施工材料、克服天氣影響。梁的形式以T形和箱形為主，作為橋梁的主要承重部件，受力混凝土結(jié)構(gòu)中廣泛使用的主梁結(jié)構(gòu)通常為箱形。主梁結(jié)構(gòu)尺寸和高度的計(jì)算要基于適當(dāng)?shù)挠?jì)算準(zhǔn)則。在計(jì)算橋梁的應(yīng)力值時(shí)，必須考慮一些不確定的風(fēng)險(xiǎn)因素，綜合計(jì)算各方面的值。

3.5 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)在橋梁中的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

在橋梁設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就在于將某一種巨大的功能進(jìn)行模塊化處理，將其進(jìn)一步劃分為多個(gè)小型工程方案，確保這些小型工程方案能夠?qū)崿F(xiàn)最簡單的功能，還要降低不同方案之間所具備的耦合性，這就需要同時(shí)對(duì)多種模塊方案展開科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，穩(wěn)步提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率以及設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，在實(shí)際建設(shè)階段中就要選擇對(duì)應(yīng)的道路橋梁結(jié)構(gòu)，穩(wěn)步提升橋梁自身的負(fù)載能力，降低各類風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生概率。文中所提到的簡約化原則，則是要求在橋梁的設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)當(dāng)對(duì)橋梁的受力方式以及力的傳遞方式進(jìn)行簡化處理，確保橋梁能夠?qū)毫ω?fù)荷進(jìn)行分散承擔(dān)，在選擇各種施工材料的過程中，同樣也要遵循基本的簡約化原則，在滿足橋梁工程施工基本要求的同時(shí)，穩(wěn)步降低相應(yīng)的預(yù)算成本，進(jìn)一步提高施工效率；而連續(xù)性原則，要求橋梁設(shè)計(jì)過程中綜合考慮到未來使用階段中可能承載的車輛數(shù)量，在這種情況來對(duì)橋梁的受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇對(duì)應(yīng)的建設(shè)材料來加大橋梁的受力面積，科學(xué)合理的縮短橋梁的基本傳遞力路徑；而綜合性原則更是要求施工方案的設(shè)計(jì)人員，在對(duì)具體的設(shè)計(jì)階段中應(yīng)當(dāng)充分考慮到建筑材料與結(jié)構(gòu)之間的兼容性，明確材料在使用過程中能夠有效體現(xiàn)出自身作用，利用綜合性原則來高效發(fā)揮出施工材料自身所具備的性能，并通過不同建筑材料之間的結(jié)合來發(fā)揮出更加優(yōu)異的性能。

3.6 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分體現(xiàn)簡單實(shí)用的原則。應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化橋梁的整體結(jié)構(gòu)，有效降低其整體重量，宜選擇輕量化的復(fù)合整體結(jié)構(gòu)。為保證橋梁整體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，以提高橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用安全性、節(jié)約橋梁施工材料。還要注意橋梁材料與整體結(jié)構(gòu)的融合，對(duì)材料進(jìn)行分類。如果結(jié)構(gòu)承受較大的力，則應(yīng)考慮更合適的材料和形狀，以充分體現(xiàn)其作用。最后，在設(shè)計(jì)橋梁防水方案的實(shí)際過程當(dāng)中，其所采用的通常都是具備著較高密實(shí)性的混凝土材料，而為了避免雨水對(duì)道路橋梁產(chǎn)生腐蝕等嚴(yán)重問題，降低裂紋等質(zhì)量問題的發(fā)生概率，就要在選擇混凝土材料的過程中，保證橋梁路面的基本黏結(jié)性，杜絕道路起皮問題出現(xiàn)，而在實(shí)際施工建設(shè)階段，還要提升橋梁路面的抗拉性以及抗壓性，避免雨水直接滲透至橋梁的鋼筋結(jié)構(gòu)當(dāng)中，大幅度降低腐蝕問題的發(fā)生概率[3]。

4 結(jié)語

總之，隨著我國橋梁建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，設(shè)計(jì)單位應(yīng)積極創(chuàng)新橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，為保證橋梁的施工質(zhì)量和整體安全奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)橋梁建設(shè)事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。