结构化设计在桥梁设计中的应用研究

发表时间:2019/5/10   来源:《防护工程》2019年第2期   作者:徐鑫
[导读] 节省施工材料,又能保证公路桥梁施工的效率和质量。因此,对该设计的具体应用进行细致分析与应用,能够促进我国交通业的发展。

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  摘要:随着我国社会经济的不断发展,国家的交通运输行业也在近年来呈现出快速发展的趋势。桥梁在数量上明显增多的同时,其建设水平也在不断提高,这给人们的出行带来了诸多方便。在桥梁的施工设计中,可以运用多种不同的设计方式,其中,结构化设计的应用能够有效提高桥梁的施工效率和质量,也因此在桥梁的施工建设中得到了广泛的应用。本文将针对结构化设计在桥梁设计中的应用进行简要分析和探究。
  关键词:结构化设计;桥梁设计;应用
  
  
  引言
  我国交通运输行业的发展在很大程度上带动了国家社会经济的发展。近年来,我国桥梁的建设规模不断扩大,对于施工的效率与质量提出了更高的要求,同时对施工的设计要求也更加严格。结构化合计具有连续性的优点,在桥梁施工设计方案的制定中,能够有效缩短施工时间,节省施工材料,又能保证公路桥梁施工的效率和质量。因此,对该设计的具体应用进行细致分析与应用,能够促进我国交通业的发展。
  1当前桥梁设计面临的问题
  在桥梁的设计中往往存在漏洞问题,在桥梁的整体设计中,设计人员往往将桥梁支座设计为橡胶支座,而由于普通的橡胶支座的强度与刚度不能符合桥梁工程的施工标准,在外力的影响下极容易发生变形的现象,从而造成了桥梁结构的变化(如下图所示),最终会导致桥梁的作用大打折扣,无法保证其稳定性与安全性。
  
  设计人员在对桥梁工程的设计中,往往根据桥梁的标准荷载力进行设计,而忽略了桥梁超载的情况的考虑。通常情况下,桥梁在正常的荷载范围内,其稳定性都能得到保证,但如果在设计过程中不考虑超载的情况,一旦发生这样的现象,就很容易导致桥梁结构的损坏,使桥梁内部存在安全隐患,从而影响桥梁的正常使用,甚至给人们的出行带来生命财产安全的威胁。
  桥梁的工程量巨大,一旦发生漏洞问题在整改的过程中就会过度消耗施工材料和人力资源,还会导致工期延误。因此,设计人员在进行桥梁设计的过程中,要将桥梁的使用情况进行细致、全面的考量,从而有效保证桥梁的安全性与稳定性。
  其次,桥梁的设计缺乏先进性。在以往的桥梁设计中,对于工程的安全性和技术的可靠性都能够有所保障,因此,在现今的桥梁施工设计中,设计者往往还依靠以往传统的设计观念与设计方法,缺乏对新材料、新技术和新工艺的了解与应用,造成桥梁的设计存在落后的现象,缺乏先进性,无法满足当代对于桥梁使用的需要。因此,要想提高桥梁工程的安全系数与稳定性,就需要设计人员对当代先进的新材料、新技术和新工艺进行充分的了解与研究,从而有效发挥它们的优势作用,进一步提升桥梁设计的科学性与合理性。
  2结构化设计在桥梁设计中应用的原则
  2.1科学性原则
  在桥梁设计的过程中,设计者首先要遵循科学性的原则。结构化设计应遵循最大程度减少结构自重,但材料刚度需要满足桥梁截面特性要求。择横截面的过程中,设计者要充分考虑桥梁使用的荷载力,根据实际情况选择适合的横截面种类,确保桥梁的稳定性。其次,要对施工材料的重量进行仔细的研究,通常情况下,设计者都会选择重量较轻的材料,以有效减少材料对桥梁本身造成的压力,但材料刚度需要满足桥梁截面特性要求。


最后,要对桥梁支撑力的分布情况进行科学合理的设计,通过这一过程能够有效减轻桥梁自身的重量,也能够在很大程度上节省施工材料,提高施工质量和进度。
  2.2连续性原则
  当前阶段,我国社会经济与建筑业和交通运输业的快速发展使得桥梁工程的建设不断扩大,施工的难度也在不断增大,对于施工的技术要求也越来越高。施工技术的难度在很大程度上加大了桥梁的负荷,从而使其自身的重量不断增加,不利于桥梁长远的使用。基于此,在桥梁的结构化设计中,要保证设计的连续性,在扩大桥梁的受力面积的同时,要有效提升桥梁的安全性与稳定性。此外,还要通过优化桥梁内部的结构,有效缩短桥梁在受力过程中的传递路径,从而起到节约施工材料与控制施工成本的作用。
  2.3整体性原则
  在桥梁设计的过程中,要从桥梁使用的整体情况进行综合考虑,运用结构化设计的优势,保障桥梁在超载的情况下内部结构的安全与稳定,进而有效提升桥梁的承载能力,在有效降低工程的成本造价的同时,提高桥梁整体的使用效果。
  2.4 简约化原则
  在桥梁设计的过程中遵循简约化原则,能够以简约的设计方式将桥梁受外部同行车辆的负荷均匀的分散开,在很大程度上提升了桥梁内部结构的强度与稳定性。同时,还做到了节省施工材料,避免了诸多繁琐复杂的施工环节造成的人力与物力资源的浪费,有效降低了施工成本,为建筑企业带来了更大的经济效益。
  3结构化设计在桥梁设计中的应用措施
  3.1防水设计方面的应用
  在桥梁的设计中,防水设计对于桥梁的质量及使用寿命有着必然的联系。如果防水设计缺乏科学合理性,就会导致防水施工存在严重的问题和漏洞,进而导致桥梁中的积水不能及时排出,侵蚀路基路面。由于混凝土自身结构的强度与严密性,使其成为桥梁防水施工中的常用的防水材料,同时在混凝土材料中加入适当钢筋网,更能够提升桥梁结构的强度,有效防止桥梁在后续使用的过程中出现裂纹的情况。在施工结束后,要有效保证桥梁防渗结构的抗拉强度和延展性。最后,在安装泄水管道时,要确保安装技术与工艺的先进性,通过完善排水管道的设计,避免由于管道泄漏作用于混凝土表面而导致的结构出现裂缝的情况发生。
  3.2混凝土施工设计中的应用
  在桥梁的施工材料中,钢筋混凝土是最为常见且应用最广泛的施工材料。由于钢筋容易受外界环境影响而被腐蚀,因此需要在钢筋混凝土的结构上层铺设保护层。在结构化设计中,通过控制保护层的厚度,有效提升钢筋混凝土结构的持久性与稳定性,从而保证桥梁的整体质量。混凝土结构的耐久性是影响整个桥梁施工质量的重要因素,同时,还在很大程度上影响着桥梁后续使用的寿命。但在当前阶段,有部分施工单位为了以最小的成本谋取最大化的利益,采用的混凝土材料往往存在质量不达标的现象。因此,在结构化应用于混凝土施工的过程中,要通过对结构的耐久性的全面考虑与分析,进行混凝土材料科学配制,从而有效提升混凝土结构的稳定性,防止桥梁中混凝土开裂的情况发生。
  3.3结构化设计计算模型分析
  结构化设计在桥梁设计中的应用主要包括模型化结构和离散化结构以及简化计算模型等。模型化结构主要应用在桥梁设计过程中的力学分析上,在对结构规律进行分析和总结上,通过模型化结构能够将结构规律中的矛盾找出并进行分析,以模型的形式将形象具体化。离散化结构通过将桥梁结构分为多个独立的结构进行分析和设计,为施工设计提供了更多便利。在进行桥梁设计的过程中,应用计算模型时要充分考虑桥梁的施工流程以及在后期的使用情况,根据桥梁施工的具体情况进行计算模型的选择,并确保桥梁的真实受力情况计算的精确性,最终制定出适合的计算模型应用于桥梁设计,有效提高桥梁设计方案的科学性和有效性,确保桥梁施工的效率和质量。
  结语
  综上所述,桥梁工程的建设发展对我国社会经济的发展起着至关重要的作用,因此,为了确保桥梁工程施工的安全性与稳定性,在施工设计中应用结构化设计能够有效提高桥梁施工的效率和质量,从而提高桥梁工程的稳定性,但是结构化设计的工作具有一定的难度和复杂性,在进行设计工作的过程中,需要设计人员根据桥梁工程的实际情况进行实地勘察,选择最适合的设计方案,进而提升桥梁设计的科学性。
  参考文献:
  [1]鲁蔚.结构化设计在桥梁设计中的应用[J].工程建设与设计,2019(02):94-95.
  [2]曾爱.结构化设计在桥梁设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2018,41(08):109+111.
  [3]杨清宝.桥梁设计中结构化方法设计实践[J].交通世界,2018(19):92-93.
  [4]吕吉应.桥梁设计中结构化设计的应用[J].黑龙江交通科技,2017,40(05):117-118.

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