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結構化設計在道路橋梁設計中的應用研究
現今,伴隨我國城市化建設進(jìn)度持續推進(jìn),交通管理相關(guān)部門(mén)不斷提高在公路橋梁建設的投資力度,所修建橋梁與公路的數量不斷增多,特別是道路橋梁建設工程占據關(guān)鍵性地位,進(jìn)行公路建設的同時(shí)要跨越河道所以一定要進(jìn)行橋梁建設。因此,怎樣加強橋梁設計與施工工作是極為關(guān)鍵的,這也屬于橋梁管理與施工單位需要加強重視的項目?jì)热?。除去在施工過(guò)程中必須重視施工操作技術(shù)與相應人員的組織安排之外,特別是針對道路橋梁的設計工作必須更加重視,具備一個(gè)優(yōu)良的設計方法與理念才可以確保后續施工更為穩定有序,道路橋梁設計重要性便如同一個(gè)畫(huà)家進(jìn)行創(chuàng )作時(shí)的構思靈感,而畫(huà)家必須在腦子內有勾畫(huà)的事物才可以創(chuàng )造更優(yōu)良的作品。所以,要想建設質(zhì)量更為精良的道路橋梁便一定要加強設計工作,這時(shí)設計理念與設計手段便變的非常關(guān)鍵。此文注重在道路橋梁設計中的結構化設計運用問(wèn)題,對其展開(kāi)詳細的研究分析,下文將針對道路橋梁設計中結構化設計的應用問(wèn)題分析研究結果展開(kāi)具體論述:
關(guān)鍵詞:結構化設計;道路橋梁設計;應用
一、結構化設計的意義以及原則
1、結構化設計對道路橋梁設計的意義
在道路橋梁傳統結構設計中,相關(guān)設計人員最看重的只有橋梁自身的強度,結構設計考慮如何提高道路橋梁耐力與承重力。但是近幾年,道路橋梁事故屢屢發(fā)生,大多數都是因為橋梁扭曲、開(kāi)裂等原因,影響了橋梁的承重能力與使用性能。這表明傳統橋梁設計雖然重視了橋梁的耐久度,卻忽視了橋梁的使用極限。目前,現代橋梁設計越來(lái)越復雜,對橋梁的強度與耐用性提出了更高的要求,道路橋梁的結構化設計是在模塊化程度與結構化設計的基礎上發(fā)展起來(lái)的,對橋梁設計可以進(jìn)行詳細分化,從而有效提高橋梁的安全性與使用壽命。
2、結構化設計的原則
2.1均衡性原則。目前,我國道路橋梁建設的力度與規模不斷增大,橋梁負荷也隨之提升。因此,在建設過(guò)程中要堅持均衡性原則,保證道路橋梁的各個(gè)部分都能均勻合理受力。只有遵循均衡性原則,才能縮短荷載傳遞路徑,從而有助于道路橋梁的優(yōu)化,避免材料浪費,為提升橋梁結構穩定性奠定基礎。
2.2合理性原則。在道路橋梁結構化設計過(guò)程中,要選擇合理的橋梁結構,重視橋梁橫截面以及結構的配置,充分體現出道路橋梁設計的科學(xué)性。此外,還要優(yōu)化道路橋梁的內部結構,設計科學(xué)的橋梁結構。
2.3簡(jiǎn)約性原則。隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步,道路橋梁設計呈現出簡(jiǎn)約化特點(diǎn)。這就要求在道路橋梁結構化設計過(guò)程中,既要保證設計路徑的簡(jiǎn)化,而且還要均衡分散外部負荷。道路橋梁結構設計簡(jiǎn)約化,有利于橋梁結構強度的提升,降低材料成本。
2.4安全性原則。在道路橋梁結構結構化設計時(shí),工作人員要合理利用結構化設計的優(yōu)勢,保證道路橋梁結構在過(guò)載情況下也有足夠的安全性,提高道路橋梁的承重力,保障道路橋梁的質(zhì)量與安全。
2.5綜合性原則。在道路強梁結構化設計過(guò)程中,設計人員要堅持綜合性原則,使道路橋梁每一部分結構都能發(fā)揮應有作用。同時(shí),要不斷完善原有設計方案,綜合所有因素,制訂出最適合的施工方案,降低施工成本,取得好的經(jīng)濟收益。
二、道路橋梁設計中結構化設計的具體應用
1、結構化設計計算模型分析
結構化設計在道路橋梁設計中的應用主要包括模型化結構、離散化結構以及簡(jiǎn)化計算模型等。首先是離散化結構,是將道路橋梁結構細分為多個(gè)獨立的結構,這些結構具有極大的優(yōu)勢,其受力分析、對于施工和設計都比較方便。其次就是模型化結構。大部分道路橋梁在實(shí)際設計的過(guò)程中都需要進(jìn)行力學(xué)分析,將其中的結構規律總結出來(lái),這樣設計模型能夠找出規則中的矛盾,然后進(jìn)行深入分析,最后通過(guò)模型將其真實(shí)形象展示出來(lái),對于道路橋梁施工的指導具有非常重要的意義。再次是荷載和材料的盡量簡(jiǎn)化。結構設計在道路橋梁工程設計中,一般都會(huì )假設材料具有理想的塑性和彈性,并且還會(huì )使用有限的參數來(lái)開(kāi)展無(wú)限自由度的隨機荷載模擬,在這之中的有限參數都是具備較強概率特性的參數。最后,在進(jìn)行結構化設計過(guò)程中,可以將荷載以及材料的計算最大程度的簡(jiǎn)化,能夠更好地開(kāi)展施工前結構化設計??偟膩?lái)說(shuō),在進(jìn)行道路橋梁設計的過(guò)程中,選用計算模型的時(shí)候必須要考慮到各種情況,并且保持謹慎的態(tài)度,選型的時(shí)候也應該結合實(shí)際情況,對橋梁的真實(shí)受力情況準確地進(jìn)行計算,只有這樣才能夠制定出最合適的計算模型。
在道路橋梁實(shí)際設計過(guò)程中,其防水設計直接關(guān)乎道路橋梁的使用壽命以及施工質(zhì)量。如果防水設計工作沒(méi)能做好,將會(huì )使得道路橋梁中的積水不能夠及時(shí)排出,進(jìn)而侵蝕道路路面和路基。同時(shí),可以在道路橋梁建設過(guò)程中合理應用鋼筋網(wǎng),這樣能夠很好地避免因為橋梁混凝土開(kāi)裂,雨水直接進(jìn)入到道路橋梁內部結構中。通常情況下,道路橋梁防水設計應該符合以下幾個(gè)標準:首先就得需要有效的保證路面和混凝土的整體性,然后就是要保證結構的延展性和抗拉強度,最后是積極地完善排水管道的設計。
3、道路橋梁混凝土施工中結構化設計的應用
鋼筋混凝土是道路橋梁施工過(guò)程中必不可少的一種材料,并且在當前的道路橋梁建設中應用得非常廣泛。在進(jìn)行道路橋梁結構化設計中,必須要加強鋼筋混凝土的保護層厚度,這樣能夠更好地提升道路橋梁工程質(zhì)量。此外,道路橋梁的使用年限以及施工質(zhì)量和混凝土的耐久性具有極為緊密的關(guān)系。不過(guò)當前有很多的施工單位為了眼前的利益,在施工中使用質(zhì)量不達標的混凝土材料。因此,在開(kāi)展結構化設計之后必須要充分考慮到混凝土的耐久性。最后就是在道路橋梁建設的過(guò)程中,時(shí)常會(huì )發(fā)生混凝土開(kāi)裂的情況。因此,在進(jìn)行道路橋梁結構化設計的時(shí)候還要充分考慮結構配筋方面的設計,以此來(lái)有效減少道路橋梁中混凝土開(kāi)裂的情況發(fā)生。
4、道路橋梁主梁設計中的結構化設計應用
相比較于整體式簡(jiǎn)支梁結構,裝配式簡(jiǎn)支梁結構最為突出的特點(diǎn)就是能夠將預制獨立構建進(jìn)行吊裝和運輸,然后在現場(chǎng)進(jìn)行安裝和拼接。同時(shí),在實(shí)際的設計過(guò)程中實(shí)現機械化以及自動(dòng)化的施工技術(shù)應用,不僅有效提升了施工人員的工作效率,同時(shí)還能夠節省一定的施工材料,并且還不會(huì )受到天氣方面的影響。主梁作為道路橋梁最為主要的承重部分,其設計形式一般分為箱形和T形,箱形結構的主梁主要被應用在應力混凝土結構中。除此之外,主梁的細部尺寸以及高度都需要結合相關(guān)的荷載計算方法進(jìn)行確定,如果主梁的堆成布置以及梁身所受荷載呈現對稱(chēng)分布的情況,應該使用杠桿法來(lái)進(jìn)行計算,同時(shí)也可以使用偏心受壓的計算方式。兩者相同點(diǎn)就是都會(huì )取最大內力取值作為控制設計的標準,不過(guò)這并不能夠作為主梁結構中各個(gè)截面的受力計算,主要由于從計算的原理上來(lái)看,其結構計算過(guò)程中存在著(zhù)很多的不確定以及不安全的因素。
結束語(yǔ)
綜上所述,道路橋梁設計作為我國交通系統中重要的組成部分,其對于我國經(jīng)濟的發(fā)展有著(zhù)至關(guān)重要的影響。因此必須要加強對其設計進(jìn)行管理,尤其是其相關(guān)結構上的設計管理,在實(shí)際的設計中將結構化設計有效的應用到道路橋梁設計中不僅可以有效地降低其施工建設成本,還能對其整體施工質(zhì)量進(jìn)行有效地提升,進(jìn)而為我國交通系統的發(fā)展完善打下良好的基礎。除此之外,設計人員在對橋梁結構進(jìn)行優(yōu)化設計時(shí),必須要結合其實(shí)際情況以及周邊環(huán)境,選擇出最佳的設計方案,盡可能降低道路橋梁出現事故的概率。
參考文獻
[1]周漢林.試論結構化設計在道路橋梁設計中的應用[J].黑龍江交通科技,2015(7):102.
[2]黃立紅.淺析結構化設計在道路橋梁設計中的應用[J].工程技術(shù)(文摘版),2015(11):238.
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