王必濤

（江蘇方洋集團有限公司，江蘇 連云港222000）

0 引言

道路橋梁結(jié)構(gòu)自身有復雜性、綜合性的特點，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時就需要考慮多方面因素。如不結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況對這些因素進行針對性改進，就很容易導致道路橋梁存在安全質(zhì)量隱患。為了保證道路橋梁設(shè)計有明顯的優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)化設(shè)計是非常重要的方向，既能夠提高道路橋梁的建設(shè)效益以及應用性能，還能夠保障道路橋梁設(shè)計有高安全性、高精準性、高實用性，促使工程建設(shè)取得良好效果，提高整體設(shè)計工作的可靠性。從道路橋梁設(shè)計的重要指標出發(fā)，對設(shè)計結(jié)構(gòu)、原則進行詳細說明，保障結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中有充足的實踐標準。

1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的優(yōu)勢

1.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的內(nèi)涵

在結(jié)構(gòu)化設(shè)計的內(nèi)涵中，結(jié)構(gòu)化設(shè)計對已收集到的數(shù)據(jù)標準折射成流圖，在道路橋梁設(shè)計工作中實現(xiàn)分離，保證彼此功能獨立，形成有效的管理架構(gòu)。同時，道路橋梁自身要求具有高設(shè)計標準，要針對具體情況實現(xiàn)細致設(shè)計。在道路工程融合階段，要以實際施工方案為原則，對已有的設(shè)計圖紙進行優(yōu)化，保障最終設(shè)計的效果滿足工程需要。在設(shè)計中融合實踐經(jīng)驗以及項目工程的具體參數(shù)，在結(jié)構(gòu)布置、材料選擇、結(jié)構(gòu)尺寸中了解各項目的可行性，保障設(shè)計水準不斷提升。對于一些較為復雜的道路，橋梁通過結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法，能夠產(chǎn)生良好的設(shè)計優(yōu)勢。

1.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計的優(yōu)勢

結(jié)構(gòu)化設(shè)計能夠在道路橋梁施工中起到獨特的優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)化設(shè)計可以對道路結(jié)構(gòu)的各組成部分展開優(yōu)化，結(jié)合一種有效的設(shè)計方法，能夠分解道路橋梁的整體結(jié)構(gòu)。通過建模的方式，對其進行重新整合，保障道路橋梁結(jié)構(gòu)更加合理。在設(shè)計中，分析不同板塊之間的細節(jié)性問題，并采用極佳的方式解決結(jié)構(gòu)不良現(xiàn)象，彌補傳統(tǒng)設(shè)計中的缺陷。同時，道路橋梁結(jié)構(gòu)整體邁向最優(yōu)方向發(fā)展。結(jié)構(gòu)化的設(shè)計能夠發(fā)揮實用性、科學性的作用，使現(xiàn)代橋梁設(shè)計工作發(fā)展能夠呈現(xiàn)出精準性趨勢，適應未來道路交通事業(yè)的發(fā)展需求。

2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的原則

結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中有以下四項基本原則：

第一，連續(xù)性原則。道路橋梁施工是一個宏觀的施工概念，注重連續(xù)性。因此，結(jié)構(gòu)化設(shè)計必須遵循這一原理。通過工程架構(gòu)以及人員配比、資金需求等環(huán)節(jié)，使道路橋梁的各施工體系都可以相互連接，保障橋梁具有正規(guī)的承載力。在其使用效果以及自然生命周期中，考慮荷載力以及其他因素影響，減少施工成本，保障最終的經(jīng)濟效益。

第二，綜合性原則。綜合性原則要考慮各施工因素，并保障道路橋梁的技術(shù)合理。道路橋梁建設(shè)所需要的材料不同，在設(shè)計時需要就已有的材料以及最終道路橋梁的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)考量，分析二者是否吻合，且道路橋梁的結(jié)構(gòu)較為復雜，其承載的最終作用也各不相同。因此，在進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計時就要遵循綜合性原則，選擇配比材料，滿足道路橋梁的承載要求。

第三，整體性原則。在結(jié)構(gòu)化設(shè)計上，要滿足整體結(jié)構(gòu)的需求，提高橋梁的最終承載力。在荷載數(shù)值作用的分析下，設(shè)定不同標準值。通過建模，考慮道路橋梁是否具備正常使用性能，在不影響工程效果的前提下，對已有的風險進行規(guī)避，保障工程質(zhì)量。

第四，科學性原則。在進行道路橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，要選擇科學、有效的道路橋梁結(jié)構(gòu)標準。對結(jié)構(gòu)、形式、尺寸等進行考慮，落實科學設(shè)計的原則。在保障結(jié)構(gòu)安全性的前提下，優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)，盡可能降低橋梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的影響。

3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計模型搭建

3.1 數(shù)據(jù)值確定

結(jié)構(gòu)化設(shè)計模型搭建可以對工程實際情況實現(xiàn)模擬，同時將已收集到的數(shù)據(jù)以可視化的角度展示，方便施工人員了解何種設(shè)計架構(gòu)對道路橋梁會產(chǎn)生優(yōu)化，何種設(shè)計方法會導致道路橋梁失去自身的承載優(yōu)勢。在求解極值中，需要將約束不等式轉(zhuǎn)換為等式，隨后對目標函數(shù)中的變量進行消除。通過設(shè)置函數(shù)指標，以變量“H”為例。所有其他的常數(shù)均能求得最小值或最大值，完成結(jié)構(gòu)比例的設(shè)定。此外，數(shù)據(jù)值還需要通過網(wǎng)絡搜索進行建設(shè)。作為一種最直觀的方法，網(wǎng)絡搜索可以對固定區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)化方案設(shè)置網(wǎng)格點，如網(wǎng)格點A——網(wǎng)格點“A1”；網(wǎng)格點B——網(wǎng)格點“B1”。每一種大網(wǎng)格點代表一種設(shè)計方案，在搜索時按照特定規(guī)律，找出最佳的網(wǎng)格點。在道路橋梁設(shè)計中，可以分析一個固定的變量。隨后，由小至大，對其他變量進行逐一核算。在驗證過程中，保障每個網(wǎng)格點都能夠滿足已有的約束條件，選出可行的目標函數(shù)，求得最優(yōu)值。

3.2 已知模型的搭建

搭建模型化結(jié)構(gòu)，在道路橋梁的設(shè)計中，利用物理學原理，對道路橋梁的各關(guān)鍵環(huán)節(jié)規(guī)律變化實現(xiàn)分析。結(jié)構(gòu)化設(shè)計的關(guān)鍵指標，在于對設(shè)計中已有的矛盾實現(xiàn)精準分析，達成數(shù)據(jù)化的處理方案，可以保障整體的設(shè)計更具針對性，方便道路橋梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計工作的可行性。在材料以及荷載力中，對使用材料進行假設(shè)，保障材料具有理想的彈性以及塑性。同時，通過有限參數(shù)值，對荷載以及自由度進行模擬。有限參數(shù)既可以為解析式參數(shù)，也可以為概率性式參數(shù)。通過結(jié)構(gòu)化設(shè)計的原理，對施工前的結(jié)構(gòu)分析有明顯幫助。

例如，某道路橋梁施工要考慮路面滲水，排除防滲漏等要求。為解決此類問題，在模型建設(shè)時就要考慮防水層的設(shè)計數(shù)據(jù)，并保證最終設(shè)計的防水層有優(yōu)良的排水作用。在通常情況下，要選擇密閉性最高的混凝土，并加入鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)的存在，會對混凝土提供額外的承載力，避免混凝土在使用中出現(xiàn)裂痕。同時，混凝土的材料還可以選擇復合纖維混凝土。配比結(jié)晶材料，在力學模型設(shè)計中，就要考慮設(shè)計長項。如黏結(jié)性長項，將黏結(jié)性長項數(shù)據(jù)輸入模型，經(jīng)試運行后，分析是否會出現(xiàn)數(shù)據(jù)力學改變的問題。此外，還包含綜合結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，如抗拉強度、抗剪性、延伸性以及排水管道設(shè)計，分析這些數(shù)據(jù)值對于橋梁整體結(jié)構(gòu)的影響。

3.3 細節(jié)化模型設(shè)計

在細節(jié)化模型的建設(shè)中，通過離散化結(jié)構(gòu)設(shè)計，細化道路橋梁的整體結(jié)構(gòu)。例如，將結(jié)構(gòu)由無線自由度轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢拮杂啥龋M而分析整體的結(jié)構(gòu)受力情況，了解道路橋梁的精準性以及簡化效果。在結(jié)構(gòu)分析上，從力學角度出發(fā)，結(jié)合受力原理，分析道路橋的內(nèi)在規(guī)律。在此過程中，正確掌握矛盾點，以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的預處理，該設(shè)計能夠?qū)Y(jié)構(gòu)處理效率起到改進效果。

例如，在材料以及荷載結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中，以收集到的數(shù)據(jù)為核心結(jié)合實踐方案。通過簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計標準，以提高最終的施工效率。需要注意的是，該方法與實際情況必須保持一致，且選擇的計算模型要以科學性、合理性為核心。計算方法可以選擇圖解法以及同態(tài)設(shè)計法，例如在圖解法中，了解計算原理，將任意兩個計算變量作為橫縱標準?？紤]坐標值，如將a區(qū)域以坐標系分布，就可以精準得出a區(qū)各數(shù)據(jù)標準，了解含量，繼而繪制出目標函數(shù)等值線。此外，對已知切點實現(xiàn)目標函數(shù)的統(tǒng)計，了解二維結(jié)構(gòu)。而在同態(tài)設(shè)計法中，與函數(shù)極值法相同，均是將函數(shù)不等式作為參考標準，實現(xiàn)縮小設(shè)計空間的方向，進而提高最終的計算效率。雖然最終得出的數(shù)據(jù)值無法與原值比較，但對于簡化結(jié)構(gòu)的設(shè)計解法有較高的便捷性，因此應用頻率較高。

4 結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁設(shè)計中的實踐路徑

4.1 防水結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁施工體系中，需要考慮防水結(jié)構(gòu)的應用標準。例如，道路橋梁結(jié)合檢測指標，分析影響道路橋梁使用壽命的最終因素。經(jīng)數(shù)據(jù)值比對，涉及因素最多的為水分因素。如水分過多，就會導致橋梁主體結(jié)構(gòu)受水分影響，使關(guān)鍵構(gòu)件穩(wěn)定性失衡，干擾道路橋梁的最終使用耐久度以及承載力。因此，必要的防水結(jié)構(gòu)非常重要。設(shè)置防水層，選擇密閉性極佳的混凝土材料；還可以配比結(jié)晶材料，經(jīng)過鋪設(shè)可以有效提高橋梁結(jié)構(gòu)的防水性能。但在實際施工中，還需要注意橋梁結(jié)構(gòu)瀝青材料質(zhì)量，保障材料能夠產(chǎn)生優(yōu)勢，提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體連接性。道路橋梁結(jié)構(gòu)在施工中，還需要設(shè)置排水管道，減少管道漏水現(xiàn)象。對于特殊的氣候，如暴雪、暴雨等，要考慮其水分若沒有及時排出，將會對道路橋梁表面產(chǎn)生破壞。管道的設(shè)計要以道路橋梁的最終水分承載極限為原則，均衡分配。

4.2 混凝土結(jié)構(gòu)

對已有的混凝土結(jié)構(gòu)著重優(yōu)化，混凝土結(jié)構(gòu)是道路橋梁施工的重要環(huán)節(jié)，積極完成結(jié)構(gòu)化設(shè)計標準，產(chǎn)生良好的施工效果。提升道路橋梁工程的實際施工質(zhì)量，可以發(fā)揮其高強度穩(wěn)定性、可靠性。對于結(jié)構(gòu)化設(shè)計的應用，最重要的便是混凝土比例的控制。從橋梁建設(shè)的實際需求出發(fā)，混凝土材料要開展試驗工作，得出最佳的分配比例。同時，還需要注意混凝土攪拌以及混凝土水分配比，提供合理的混凝土使用條件。盡可能減少混凝土水分過多導致鋼筋腐蝕的問題，經(jīng)混凝土施工后所有鋼筋需要在混凝土內(nèi)部隔絕空氣。通過構(gòu)造鋼筋的科學性以及合理效果，減少道路橋梁在后續(xù)使用中出現(xiàn)的裂縫問題。結(jié)構(gòu)化設(shè)計在道路橋梁的架構(gòu)中能夠產(chǎn)生實踐優(yōu)勢，且在道路橋梁工程穩(wěn)定性、可靠性中，保障所有混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)置能夠順利完成，并取得理想的結(jié)構(gòu)化方向，在道路橋梁設(shè)計工作中發(fā)揮積極作用。

4.3 應用實例分析——以立交橋工程為例

在道路橋梁設(shè)計中，應用實踐案例，以客觀角度分析。立交橋工程項目在施工時，需要利用結(jié)構(gòu)化的優(yōu)勢，保障橋梁的搭頭科學、精準?？紤]埋深方面的影響因素，遵循相關(guān)規(guī)定，對立交橋的埋設(shè)深度以及搭板厚度、寬度等進行科學配比。使橋頭搭板設(shè)計符合建設(shè)要求，對已有的技術(shù)進行改良。例如，利用信息化手段完成結(jié)構(gòu)化設(shè)計，保證設(shè)計流程簡化。就厚度、寬度的結(jié)構(gòu)值能夠準確計算，防止道路墻結(jié)構(gòu)在設(shè)置中出現(xiàn)不吻合的問題，埋藏潛在隱患。由此可見，在立交橋工程結(jié)構(gòu)化設(shè)計中，關(guān)注重點為橋頭搭板寬度、厚度以及長度，三者調(diào)整必須實現(xiàn)平衡?？紤]計算以及調(diào)整作業(yè)的合理性，在橋頭搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要根據(jù)結(jié)構(gòu)化設(shè)計的原則以及當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、客觀條件等進行分析。

5 結(jié)語

綜上所述，道路橋梁在社會建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。因此，道路橋梁的設(shè)計考慮施工質(zhì)量以及施工安全性，要結(jié)合實際地質(zhì)情況完成分析。本文對設(shè)計模型確定其數(shù)據(jù)采集標準，確保所有的網(wǎng)格點都能滿足要求，選出目標函數(shù)。對已知模型實現(xiàn)搭建，考慮不同的設(shè)計原則，如將其黏結(jié)性長項輸入模型后，分析是否會出現(xiàn)數(shù)據(jù)運行問題。如果該問題出現(xiàn)，就要改進數(shù)據(jù)力學的參數(shù)指標，保證抗剪性、延伸性能夠滿足要求。在未來結(jié)構(gòu)化設(shè)計中，要進一步發(fā)揮道路橋梁設(shè)計獨特的應用優(yōu)勢，保障整體施工范圍滿足工程要求。