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【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橋梁的核心与重点，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之中，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，进而在实际桥梁施工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，达到保护道路桥梁的目的。
2 桥梁结构化设计原则
2.1 科学性原则
在桥梁结构化设计中，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，对于确保桥梁结构自重，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、负荷越来越大的趋势，这需要在桥梁结构化设计中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，扩大有效的受力面积，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，在材料部分中应该考虑不同材料在桥梁结构中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，突出桥梁结构的整体性，特别要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。
3.1 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，约束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，然后由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要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。计算模型决定着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，要十分慎重，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。
4.1 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，并相应使用有限参数对无线自由度情况下的结构荷载能力进行随机式模拟。一般选择的有限参数具有一定的概率性，当然以解析式得出的参数也是可行的。结构化设计一般会尽量简化材料与荷载等因素，从而方便施工前期进行设计优化。如果想使得结构化设计的方案同桥梁实际情况相适应，那么在构架模型及计算时应当仔细慎重，桥梁的受力情况在模型上有真实反映。在结构化设计中应用较多的常用算法包括图解法、求函数极限值法、同态设计法以及网络搜索等办法。
5 桥梁结构化设计应用的要点分析
5.1 桥梁防水结构设计的应用
在桥梁防水结构的设计中，应该确保桥梁路面的物理性质，通过材料和工艺的控制设计保障材料的黏结性，做到路面不起皮，混凝土不脱落。另外，在桥梁防水结构的设计中要注意路面的平整性，通过严格设计混凝土施工，将路面和混凝土铺成一个整体，以确保防水的平整。此外，在桥梁防水结构的设计中应该确保结构的整体性，要选用延展性好、抗拉力强的材料作为基础，通过合理的工艺实现防水结构的整体性。最后，规范排水管线、集水管道的设计，要通过严格的规范来确保排水设施安装过程，避免出现对桥梁结构和混凝土部位出现的渗透、腐蚀，以此来确保桥梁结构的强度与安全。
5.2 桥梁混凝土项目设计的应用
桥梁结构设计中要重视混凝土中钢筋的保护层厚度，应该根据桥梁结构的需要和混凝土施工规范，明确确定桥梁混凝土钢筋的保护层厚度，通过保护层来确保钢筋的结构功能和作用，进而实现桥梁结构的安全。另外，桥梁结构设计中应该重视混凝土的耐久性，要在设计中规划好混凝土材料的配比，特别是：水灰比例、水泥使用量、强度级别等，以确保桥梁结构的稳定与安全。最后，桥梁结构设计要加强增强构造配筋设计，要通过规范配筋的数量、形式和结构增强混凝土结构的抗裂缝能力，确保桥梁结构符合实际与使用的需要。
6 结语
随着桥梁在人们日常生活及社会生产中地位的增强，桥梁的设计优化也逐渐成为了实际施工中需要重点考虑的问题之一，通过应用结构化设计等方法，能够在提高桥梁质量的同时，有效提高施工效率及质量，该方法具有较高的实际应用价值。
参考文献：
[1] 赵婷婷，孙强.探讨道路桥梁设计的现状与改善措施[J].城市建筑，2013，（14）：239.
[2] 王景成.浅谈在道路桥梁设计运用中常出现的问题[J].才智，2010，（29）：44.
[3] 李艳晖.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].中国新技术新产品，2013，（17）：67.
[4] 郑向超，凌胜涛，于春霞.谈建筑结构设计中的概念设计[J].土木建筑学术文库，2010，（08）：185-186.
【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之中，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，进而在实际桥梁施工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，达到保护道路桥梁的目的。
2 桥梁结构化设计原则
2.1 科学性原则
在桥梁结构化设计中，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，对于确保桥梁结构自重，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、负荷越来越大的趋势，这需要在桥梁结构化设计中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，扩大有效的受力面积，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，在材料部分中应该考虑不同材料在桥梁结构中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，突出桥梁结构的整体性，特别要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。
3.1 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，约束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，然后由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要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。计算模型决定着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，要十分慎重，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。
4.1 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，并相应使用有限参数对无线自由度情况下的结构荷载能力进行随机式模拟。一般选择的有限参数具有一定的概率性，当然以解析式得出的参数也是可行的。结构化设计一般会尽量简化材料与荷载等因素，从而方便施工前期进行设计优化。如果想使得结构化设计的方案同桥梁实际情况相适应，那么在构架模型及计算时应当仔细慎重，桥梁的受力情况在模型上有真实反映。在结构化设计中应用较多的常用算法包括图解法、求函数极限值法、同态设计法以及网络搜索等办法。
5 桥梁结构化设计应用的要点分析
5.1 桥梁防水结构设计的应用
在桥梁防水结构的设计中，应该确保桥梁路面的物理性质，通过材料和工艺的控制设计保障材料的黏结性，做到路面不起皮，混凝土不脱落。另外，在桥梁防水结构的设计中要注意路面的平整性，通过严格设计混凝土施工，将路面和混凝土铺成一个整体，以确保防水的平整。此外，在桥梁防水结构的设计中应该确保结构的整体性，要选用延展性好、抗拉力强的材料作为基础，通过合理的工艺实现防水结构的整体性。最后，规范排水管线、集水管道的设计，要通过严格的规范来确保排水设施安装过程，避免出现对桥梁结构和混凝土部位出现的渗透、腐蚀，以此来确保桥梁结构的强度与安全。
5.2 桥梁混凝土项目设计的应用
桥梁结构设计中要重视混凝土中钢筋的保护层厚度，应该根据桥梁结构的需要和混凝土施工规范，明确确定桥梁混凝土钢筋的保护层厚度，通过保护层来确保钢筋的结构功能和作用，进而实现桥梁结构的安全。另外，桥梁结构设计中应该重视混凝土的耐久性，要在设计中规划好混凝土材料的配比，特别是：水灰比例、水泥使用量、强度级别等，以确保桥梁结构的稳定与安全。最后，桥梁结构设计要加强增强构造配筋设计，要通过规范配筋的数量、形式和结构增强混凝土结构的抗裂缝能力，确保桥梁结构符合实际与使用的需要。
6 结语
随着桥梁在人们日常生活及社会生产中地位的增强，桥梁的设计优化也逐渐成为了实际施工中需要重点考虑的问题之一，通过应用结构化设计等方法，能够在提高桥梁质量的同时，有效提高施工效率及质量，该方法具有较高的实际应用价值。
参考文献：
[1] 赵婷婷，孙强.探讨道路桥梁设计的现状与改善措施[J].城市建筑，2013，（14）：239.
[2] 王景成.浅谈在道路桥梁设计运用中常出现的问题[J].才智，2010，（29）：44.
[3] 李艳晖.结构化设计在道路桥梁设计中的应用[J].中国新技术新产品，2013，（17）：67.
[4] 郑向超，凌胜涛，于春霞.谈建筑结构设计中的概念设计[J].土木建筑学术文库，2010，（08）：185-186.