公路桥梁设计中结构化方法设计运用.doc

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1、公路桥梁设计中结构化方法设计运用摘要：公路桥梁的结构化设计大大促进了桥梁道路设计方式的发展,使公路桥梁的结构设计水平得到了极大的提升。在进行结构化设计吋，要对公路桥梁的实际情况进行充分的分析和了解，选择最节省成本、结构承载力最强的方案。结构化设计给公路桥梁设计带来了全新的设计理念，改变了公路桥梁的设计方式，为我国公路桥梁的发展提供了充足的保障。关键词：公路桥梁结构化设计实际应用引言公路桥梁工程是我国重要的基础建设工程，英设计的安全性和合理性对于公路桥梁的安全通行和保障人们的生命财产安全具有非常重要的作用。传统的公路桥梁结构设计通常釆用定值设计方法，旨在追求一个能够满足规范条件下的最低设计水平，

2、该种设计方式并不能够客观的描述桥梁结构屮存在的各种不确定因素，同时也不能定量的分析结构设计的经济性、适用性、安全性等指标，严重的影响公路桥梁工程的使用性能。通过将结构化设计应用在公路桥梁设计中，能够有效的提高桥梁结构的承载能力、耐久性、安全性，降低早期病害的发生，进而延长公路桥梁的使用寿命。一、结构化设计的必耍性传统的桥梁设计流程首先是根据经验判断制定初始的设计方案包括材料的选择、总体的布置、制造的工艺和结构尺寸等方面；接着是对结构进行分析最后进行力学分析脸验设计结构是否可行并根据不同情况进行修改。这种设计方法只是对施工方案的可行性与安全性进行检验不能够做到最优的设计很难满足对桥梁结构设计需求

3、FI益复杂的要求，因此结构化设计变得尤为必要。结构化设计的方法主要是基于自顶向下细化、模块化和结构化程序设计等程序设计技术发展而来的主耍的思想就是把设计分为具冇单一功能且相互独立的模块结构主要包括详细设计和概要设计。二、结构化方法设计的不同计算模型1、离散化结构桥梁构架依循的设计中，应把无限特性的自由度，变更成有限的这一自由度。这样的指引，是把原初的总体框架，分解成差异特性的各个成分。这种划分路径，带冇离散化的总倾向。它便利了接续的构架解析，也便利后续时段的建造。2、模型化结构设计模型化的结构设计的主要内容是对公路桥梁中的结构的内在规律进行受力原理的分析，这样做的好处是将结构设计变得更加具体，

4、有利于对结构的处理。3、简化的材料和荷载结构化设计这种设计方法主要是使用简单理想的材料模拟公路桥梁的机构化设计。这样做的好处是简化公路桥梁的结构化设计过程，使得设计施工能够更加合理的展开。但耍注意的是，这种设计方法是否符合实际情况，基本取决于计算模型的选择，因此在选择计算模型吋，要慎之又慎。三、结构化设计常用的解法分析公路桥梁工程结构化设计常用的解法包括以下几种：（1）网络搜索法,该种解法是一种直观的方法，网络搜索法能够将问题在范围内划分成若干网格点，每一个网格点都代表一个相应的设计，按照一定的规律进行逐步的搜索，进而尽快找到代表最优解的网格点，在采用该种解法时，应该先固定一个变量，对于其他变

5、量采用由小到大的方式进行验算，保证所有的网格点都满足规定的约束条件，选择出满足目标函数的网格点，获得最优解；（2）求解函数极值，想要获得函数的极值，应该把约束不等式转换成等式形式，并将目标函数中的变量消除，这样能够把目标函数转换成一个只包含了一个变量的函数，通过对目标函数进行计算，能够获得该目标函数的最小值以及最大值，这对于实现结构化设计在公路桥梁屮的应用具有非常重要的作用。（3）图解法，图解法是一种最常用的结构化设计解法，能够在各种二维结构的桥梁结构设计中应用，该种解法在实际应用的过程中总共涉及到两个设计变量，将一个设计变量当做纵坐标，另一个当做横坐标，分别画出两条具有约束性的曲线图，同时得

6、到两个界限的约束范围，在约束范围内分别作出目标函数的等值线，获得的等值线和约束范围的外边界相切，目标函数即为这些等值线和可行范围外边界相切的切点。四、结构化方法设计在公路桥梁设计中的应用原则（1）刚度配有的模式、截面范畴的预设形式，都应凸显出适宜的特性。应当选出最优的路径，尽力限缩构架重量。妥善调和原有的内力布设、位移原冇的状态等。与此同吋，原料固冇的刚度搭配，也应合乎预设规则。（2）支撑力的协调公路桥梁的设计一定要注意其支撑力，使其均匀分布，更好地支撑桥梁，以免造成材料的浪费。（3）结构连续性公路桥梁是一个整体，因此在进行设计时必须要考虑到其结构的连续性，使公路桥梁的各个部分均匀受力，这样，

7、才能够增加公路桥梁的整体结构的受力性，降低公路桥梁的建筑成本。（4）材料及结构的相互整合公路桥梁的结构和材料对于其受力性和负载力都有十分重要的影响，因此，在进行公路桥梁的结构化设计时，要注意对将材料和结构相互整合,达到结构和材料的最优配置。受力较大的结构需要使用优质材料，受力较小的结构则使用质量合格的材料即可。四、结构化设计在公路桥梁设计中的具体运用1、运用于公路桥梁的防水设计公路桥梁设计中最重要