结构化设计在道路桥梁设计的应用探讨.pdf

与 建 材装 饰2015 年 5 月 路路基处于比较安全稳定的状态。 4 路面排水系统的设计 路面排水系统的设计在整个公路建设过程中， 有很重要的作 用。路面的积水主要有两个方面： 淤一般由于下雨会在路面上形 成一层水膜， 这层水膜不仅影响着路面的稳定性， 而且还会给行 驶在路面上的车辆造成威胁，车辆在行驶过程中由于水膜的存 在， 可能会使车辆长生水漂的现象， 可能造成交通事故。于如果 水分一直在路面存留就可能造成渗透等情况，长时间会使路基 变软、 冲刷， 这样就会影响路面的稳定性和强度， 从而使公路本 身的使用寿命变软。 4.1 中央分隔带排水法 在公路路面排水系统设计过程中， 经常会采用中央分隔带排 水法。为了安全起见， 我们一般还会在中央分隔带排水沟的四周 包裹一层防水布。渗透沟内聚集的水分可以采取设计排水管和 横向排水管进行排水。 4.2 超高排水法 在进行公路路面排水设计时，对于一些地势比较高的地方， 如果降雨量比较少， 经常会在中央分隔带的基础上， 设计小型集 水井进行排水， 但是在降水量比较多的地方， 则不能采用这种排 水法， 因为中央分隔带的集水井很容易满。为了解决这一问题， 采用在中央分隔带里面设计带孔型盖板，在盖板下面设计集水 井和排水管， 从而达到排水的效果。 4.3 路面排水系统的设计 目前， 在公路路面排水设计过程中， 设计人员经常会采用散 排式排水法， 也就是在公路上面的挖方路段和小于 2.5m 的填方 路段设置排水沟， 引导雨水进入排水沟中， 这样就能保证填方路 段汇集的雨水从边坡上横向排除。 5 结束语 根据上文的分析， 我们可以看出路基路面排水系统的设计是 衡量一个公路设计质量好坏的重要指标，地下水和地表水都会 对公路造成不同的损害， 降低公路的使用寿命。目前， 很多设计 人员在设计公路时， 对排水系统的设计不是很重视， 导致很多公 路通车时间不长就出现了坑洼、 变形的情况， 最后导致整个公路 损坏。因此， 在公路路基路面的设计时， 必须对排水系统进行合 理化、 科学化设计， 从而全面提升道路的设计质量。 参考文献 1李妮贵.探讨山区公路路基路面排水设计J.黑龙江交通科技， 2014 （06） ： 141142. 2马 丽.对山区公路路基路面排水设计探究J.交通世界： 工程技术， 2014 （11） ： 125126. 3王迎春， 周 坚， 项 颖.山区公路路基路面排水系统设计分析J.城市建 设理论研究： 电子版， 2011 （16） ： 6667. 4张国宁.探讨高速公路路基路面排水设计J.科技致富向导， 2013 （06） ： 139140. 收稿日期： 2015-5-18 结构化设计在道路桥梁设计的应用探讨 杨 波 （重庆市万州区交通设计院重庆市 万州区404000） 摘要： 随着我国的经济不断发展， 交通建设也在不断完善。 道路桥梁设计是交通建设的重要组成部分， 对交通环境具 有重大意义。本文主要针对道路桥梁设计中的结构优化设计展开探讨， 并阐述了其设计重点和相应的改善措施。 关键词： 结构设计； 道路； 桥梁设计 中图分类号： U442.5文献标识码： A 文章编号： 1673-0038 （2015） 22-0262-02 目前，我国的道路桥梁设计主要还是采用的传统设计方法， 即定值法。为了优化结构设计， 就需要在进行道路桥梁设计中， 根据我国的经济发展状况和社会现状考虑，并结合各方面的影 响因素， 对道路桥梁进行综合设计， 保证结构设计的优化。由于 传统设计结构的方法已经不能满足当今社会的要求， 因此， 我们 需要根据以往的经验， 在其基础上进行适当的改善， 提出更好的 设计方案， 从而保证道路桥梁的工程质量。 1 结构化设计的必要性 淤道路桥梁的设计流程都需要制定设计方案，包括总体策 划、 结构设计、 材料采购、 施工工艺、 施工流程等方面1。其中， 结 构设计是影响道路桥梁设计的重要因素，为了满足道路桥梁的 设计要求， 就必须根据不同的情况进行结构设计。因此结构化设 计对整个道路桥梁工程都尤为必要。于从结构化设计的方法上 来说， 其设计思想主要是通过详细设计和概要设计两方面体现。 同时，结构化设计需要借助结构图进行相关详细描述。由此可 见， 结构化设计不仅是发展道路桥梁的必要因素， 也是道路桥梁 的最佳设计方法。 2 结构化设计的基本原则 结构化设计在道路桥梁设计中应该坚持的基本原则主要有 五个， 包括： 淤在刚度配置和截面形式上必须坚持科学合理的原 则， 可以有效减少结构的重量， 优化位移与内力的分布； 于在传 递路线上坚持简单原则， 可以促进支承反力对外荷载的平衡， 从 而减少结构重量， 节约材料； 盂为了保证桥梁结构的各个部分形 成统一的整体， 就要坚持连续性原则， 不仅可以增加桥梁结构的 受力范围， 还可以降低结构受到的整体内力， 从而减少成本； 榆 坚持优化原则， 在材料的运用上， 要将各种材料按照其特性和作 用进行分类，通过优化配置材料，可以有效减轻结构的整体重 量； 虞在施工过程中， 要坚持因地制宜的原则进行各项工作。结 交通建设 262 与 建 材装 饰2015 年 5 月 构化设计是一项比较系统的工程，需要根据不同的工作环境和 不同的结构进行设计工作， 从而减少受力杆数量， 减少材料的使 用率， 降低成本。 3 结构化设计的模型构建和常用解法 3.1 模型结构 3.1.1 离散化结构 离散化结构的具体做法就是将道路桥梁的结构从无限自由 度转向有限自由度， 使整个结构进行离散化的划分2。该模型结 构的优势在于受力， 可以促进道路桥梁的设计工作顺利进行。 3.1.2 模型化结构 在进行道路桥梁结构的设计时， 需要运用力学原理对各种结 构的内在规律性进行分析。模型化的结构能够使设计整体更加 全面， 促进施工工作的顺利进行。 3.1.3 简化的材料和荷载 由于结构化设计可以使用有限的参数进行无限的模拟， 且经 常假设结构的材料具有理想塑性和理想弹性的3。因此， 结构化 设计能简化材料和荷载， 有利于促进施工的顺利进行。同时， 不 能忽视对计算机模型的选择，最后是能保证计算机模型能够反 映出桥梁结构的真实受力情况。 3.2 常用解法 3.2.1 图解法 图解法就是以设计变量作为横纵坐标， 然后作出符合条件的 曲线， 通过上下界限的约束区域， 得出目标函数值， 该解法通常 用在二维结构的设计4。 3.2.2 求解函数极值 求解函数极值的步骤有三个： 淤转换约束不等式； 于消除目 标函数中的变量， 计算函数的极值； 盂分别求出函数的最大最小 值。 3.2.3 同态设计法 同态设计法比较局限， 甚至会出现得不到解的情况， 缩小了 设计空间的可行性5。把不等式约束换作等式约束， 缩小了设计 空间的可行性， 这就是同态设计法。但是在实际应用中， 仍然存 在大量使用同态设计法的现象，主要是因为同态设计法能够有 效简化复杂的结构计算步骤。 3.2.4 网络搜索法 网络搜索法是所有解法中最直接的方法， 根据固有的范围进 行搜索， 找到最优解的网格点。在道路桥梁设计中运用网络搜索 法， 要先固定一个变量， 然后对其他变量进行验算， 并按照从小 到大的顺序6。最后根据得出的结果， 选择满足目标函数的点， 即 为最优解。 4 结构化设计在道路桥梁设计中的应用 4.1 结构化设计在道路桥梁防水设计中的应用 结构化设计在道路桥梁方式设计中要注意两方面要点： 淤认 真部署防水层， 选择密实性的混凝土作为原材料， 保证道路桥梁 的防水效果； 于为了防止混凝土开裂， 需要混入钢筋网， 选择复 合纤维混凝土或将水泥与结晶材料渗透在一起， 保证防水效果。 同时， 防水层结构要达到标准要求， 还需要符合以下四个原则： 淤确保路面的粘度， 以免出现起皮、 脱落现象； 于在铺设过程中， 保持混凝土与路面的整体性；盂保证整体结构具有具有抗拉强 度及延展性； 榆合理进行泄水管道的设计与安装， 处理好每一个 细节。 4.2 结构化设计在道路桥梁混凝土施工中的应用 结构化设计在道路桥梁混凝土施工中的应用主要体现在三 个方面： 包括： 淤提高保护层厚度。混凝土和钢筋是道路桥梁建 设中常用的材料，而铺在钢筋混凝土层上的保护层主要为了保 证钢筋的质量和结构的稳定， 从而使得道路桥梁更安全。可起到 预防钢筋腐蚀， 增强结构持久性， 提高安全系数， 可以更好地保 护钢筋混凝土； 于混凝土的耐久性。由于道路桥梁是结构质量是 决定桥梁使用寿命的直接因素， 因此， 在道路桥梁混凝土施工中 进行结构化设计时， 要符合混凝土的持久性， 保证施工质量； 盂 改善混凝土结构的裂缝情况。在进行结构化设计时， 需要增加构 造配筋， 控制混凝土的开裂现象。 5 实例分析 5.1 工程概况 该工程的下部桥台为 U 型桥台， 桥墩为墩柱接盖梁， 基础为 钢筋混凝土， 支座采用板式橡胶支座， 主要工程数量详见表 1。 5.2 应 用 道路桥梁的桥头搭板的结构设计， 该工程主要就是采用了结 构化的设计， 在应用的过程中把握了多方面的细节， 包括长度、 宽度、 深度、 厚度等， 分别进行了科学合理的调整， 不仅在材料使 用方面进行了认真的选取，还根据该工程的实际情况采用了合 适的计算方法， 建立模型， 真正实现了该工程的桥头搭板结构， 通过运用结构化设计， 提高了桥梁质量。 6 结束语 综上所述， 道路桥梁的结构设计对我国的经济和社会都有重 大影响， 是保证人们生活水平的关键因素， 结构化设计在道路桥 梁设计的应用可以有效提高工程效率， 保证道路桥梁的质量， 从 而完善我国的交通设施， 提供人们便利的交通条件， 促进我国国 民经济的发展。 参考文献 1吴明鹏.探析道路桥梁设计中结构化设计的应用J.城市建设理论研究 （电子版） ， 2014 （30） ： 1209. 2马立新， 吴春芳.结构化设计在道路桥梁设计中的应用分析J.建筑工 程技术与设计， 2014 （25） ： 298. 3孙李栋.浅议结构化设计在道路桥梁设计的应用J.城市道桥与防洪， 2014 （6） ： 130131， 155. 4贾彦凯.浅谈道路桥梁设计中结构化设计的应用J.建筑工程技术与设 计， 2014 （13） ： 317. 5杨丽梅.道路桥梁设计中结构化设计的应用探析J.科技创新与应