桥梁设计中结构化设计的应用浅谈

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1、桥梁设计中结构化设计的应用浅谈【摘要】桥梁的结构是整个设计工作的关键，特别是桥梁结构化进步方向日益明显的今天,更应该坚持结构化设计的方法,将核心与重点落实在桥梁的核心与重点，在确保桥梁结构合理，功能完备，使用安全的基础上，达到桥梁设计的综合性目标。【关键词】桥梁；结构化设计；设计原则；解法；模型构建随着科学技术的不断变化发展，各种计算机技术被广泛地应用于各个行业Z中，结构化设计在桥梁设计中也同样利用了计算机技术，针对桥梁进行合理化的模拟实验,进而从多种优化设计方案中选择与实际工程相符的桥梁设计。在优化设计过程中，不仅仅确保了桥梁

2、的质量，还综合分析了不同结构设计对于桥梁质量的影响，利用计算机技术可以准确的计算出相应数值与实际桥梁设计之间的差距，不仅如此，还能准确推断出影响质量的不安全因素，通过分析合理化的解决，进而在实际桥梁施丁中减少了不必要的经济损失，提高了整体效益。1结构化设计结构化设计是指对数据结构、程序结构、设计过程进行逐步细化、审评、编写的一个过程。结构化设计能对道路桥梁模型进行不同的计算，从中选出最合适、最安全、最实用的桥梁设计方案，通过结构化设计，能有效的分析出桥梁建设中，对桥梁产生影响的不确定因素，科学的对这些不确定因素进行处理，达到保护

3、道路桥梁的H的。2桥梁结构化设计原则2.1科学性原则在桥梁结构化设计屮，应该合理选择桥梁结构，注意横截面与桥梁结构配置，做到更为科学和有效，在合理调整桥梁结构位置，优化桥梁结构内力分布的基础上，使桥梁结构的重量降低，实现桥梁结构的科学化。2.2简约化原则在桥梁结构化设计中确保桥梁结构的简约化，尽量通过简化的路径做到桥梁结构力的直接、简单传递，达到桥梁结构能够平衡地分散外部负荷,対丁•确保桥梁结构自重，提高桥梁结构强度，节约桥梁结构施工材料，提升桥梁结构施工效率有着重要的价值。2.3连续性原则当前，桥梁结构出现了自身重量越来越高、

4、负荷越来越大的趋势，这需要在桥梁结构化设计屮实现结构的连续性和一体性，以此来确保桥梁结构在受力的情况下，扩人有效的受力面积，缩短桥梁受力传递的路径，在优化结构、降低材料使用的基础上，提高桥梁结构的稳定性、连续性。2.4统合性原则在桥梁结构化设计中要统和材料、结构两个重要的部分，在材料部分屮应该考虑不同材料在桥梁结构屮的不同部位与不同性质，要做到在优化结构的同时科学设计材料应用。同时，应该利用不同结构、不同形状受力和功能的特点，统和桥梁结构达到稳定、重量、受力等结构特性目标。2.5整体性原则桥梁结构设计中要利用结构化设计的优势，突

5、出桥梁结构的整体性,特别耍求做好过载和特殊情况确保桥梁结构整体性和安全性的设计，通过提高承重力，整体效果，使桥梁结构的总体用料得到节约，在确保桥梁施工质量的同时，降低桥梁结构的建设成本。3结构化设计的解法结构化设计的解法有图解法、网络搜索法、求解函数极值法、同态设计法。2.1图解法图解法是将设计的一个变量当做纵坐标，另一个设计变量当做横坐标，在约束条件下，做出符合实际的曲线图形，从图中找出上下界的约束区域，约朿区域中目标函数等值线同可行区边界相切点得到的数值，就是目标函数值。3.2网络搜索法网络搜索法是在一定范围内，将问题分成多

6、个代表不同设计的网格点，根据一定的规律，进行搜索，从中找出最优解的网络点。网络搜索法设计桥梁是要固定一个变量，然后山小到大对其他的变量进行验算，确保每个网络点符合约束条件，然后找出可行的解中，选出最合适的目标函数点，也就是所求的最优解。3.3求解函数极值法在求解函数极值时，要先把约束不等式转换成等式，取消目标函数的变量，目标函数的变量确定为一个，然后算出函数的最小值和最大值。求解函数极值法能有效的达到结构化设计的目的。3.4同态设计法同态设计法是指将不等式约束转换成等式约束，减小设计空间的可行性。同态设计能将复杂的结构计算问题简

7、化，方便计算，同态设计法得到的解比原解要劣，甚至得不到解，虽然同态设计法有许多缺点，但在实际桥梁设计中有许多结构仍需耍用同态设计法来完成。4结构化设计模型的构建结构化设计常见的计算模型有离散化结构、模型化结构、简化荷载与材料。计算模型决定肴计算结构同实际结构的吻合情况，因此在进行计算模型选择时，要I•分慎重，根据实际情况，选择结构化设计的计算模型，确保选取的计算模型能真实的反应桥梁的受力情况。2.1离散化结构的构建离散化结构模型的建立主要是指在桥梁结构化设计时将原有结构整体设计划分成多个限制组成部分，通过这种方式的划分可以构建出

8、新的结构化设计模型，在进行受力分析时就可以针对每个限制部分进行合理测试分析，这种方法大大提高了施工效率且比较简单，因此被广泛地应用于桥梁设计中。4.2材料及荷载的简化在桥梁设计中进行结构化设计时，往往会对结构材料的可塑性及弹性进行理想化假设，并相应使用冇限参数对