桥梁工程建设理念

【摘 要】在桥梁工程建设过程中,设计理念十分重要.一般来讲,桥梁工程设计理念是桥梁工程建设的基石和灵魂.本文详细的从桥梁结构、桥梁美学与绿色工程和桥梁结构耐久性等方面探讨了桥梁设计理念的内涵和外延,以便将来能够为桥梁设计人员设计桥梁构造作出贡献,引导桥梁设计思想.

【关 键 词】设计理念；桥梁工程；桥梁结构；桥梁美学

1引言

随着社会经济的发展,桥梁工程建设也日益加速,如何适应时怎么发表展的需要,提出新的桥梁设计理念,是桥梁设计研究者的一个重要研究领域.对桥梁设计人员来说也十分重要,设计理念并不等同于固定不变的原则或标准,通过技术的进步、灵活设计、创作设计,来创作出更理想的作品,这是设计工作者的不断追求.

2桥梁工程建设理念是桥梁工程的基石

为了现代桥梁工程建设事业的不断发展,设计工作者应该拓展思路,丰富认知,敢于挑战常规设计理念,从而突破原始的设计方式.目前,在国内桥梁工程中,主要有三种前沿技术：①桥型设计新理念.②桥梁美学与绿色工程设计理念.③桥梁耐久性设计新理念.

3桥梁工程学科的现代设计理念

3.1桥型结构新理念

根据桥梁的受力体系分类,可将其分为三大基本体系：梁式桥、拱式桥和悬索桥,这三大基本体系分别以受弯、受压和受拉为主.近些年来,我国广大的设计工作者在设计理念上的兼容与开放,使得桥型向多样性和合理性方面发展,可同时也存在了一些难以攻克的问题.比如悬索桥在施工中比较稳定,可是风动稳定性教差,增加锚钉难度.而斜张桥则能够省去锚钉,相较于悬索桥,斜张桥的风动稳定性较好,但在施工中大悬臂施工稳定性差,塔处主梁轴向压力过大,压曲失稳.还有一种多跨斜张桥,它的主梁连续,而中间塔刚度放大,或塔顶有固定于边跨桥台上或塔梁结合处的拉索锚,例如香港的汀九桥,就是属于后者.另一种叫斜张悬索协作桥的桥型,它是将悬索桥和斜张桥的优点兼顾的新桥型,使得斜张桥施工中出现的问题得到解决.最近我国就考虑了这样的方案,就是在塔的附近采用斜张桥的方法而跨中附近采用悬索桥的悬吊方式,并且把悬索主缆中的拉力锚固定在边跨末端的锚钉中,这样,锚钉受力也会大大减少.这是因为主梁扭转基频比提高了,混凝土箱梁增加了桥梁与空气质量密度比,而主缆、桥塔和拉索能够分担主梁从导流中吸收的能量,从而使得结构抗风能量增加,颤振临界风速.从经济性来说,首先可以节省主缆和拉索的钢丝用量.其次,增加的辅助墩能够是协作体系的结构刚度增加,减小了它的交变应力幅度和吊杆工作的平均应力,使它的疲劳安全度提高.当桥梁投入运用若干年后,难免会发生一些变化或者特殊情况,使得桥梁自身的承受能力和使用寿命受到影响,此时,改变桥梁结构受力体系,这种加固和改造技术,十分方便的提高了桥梁的承载能力.

3.2桥梁美学与绿色工程设计理念

一个优秀的设计师,不应是仅仅关注于桥梁的结构而忽视美观,更不应是为了追求形式上的美观而忽视结构,而是应该把桥梁的品质和体现桥梁的美学价值相统一,既要考虑桥梁结构的可靠性和经济要求,又要注重桥梁美学的三要素,即“形式美”“功能美”以及“与环境协调美”.它不是仅凭空间组成的形式美就足够了,也应同时体现其功能,并显示其生机勃勃的力量形象,这是桥梁的美学组成的一个不可或缺的要素.桥梁与环境是相互制约的,所以在桥梁设计与建造过程中,考虑自身技术美感的同时,不要忽略与周围环境的和谐美.另外,现代桥梁设计要突破传统桥梁设计的束缚,克服传统设计的不足,使之满足绿色工程的要求.这就涉及了产品整个生命周期.在这个过程中,从概念形成到生产制造,投入使用乃至废弃后的回收,各个阶段都在防止污染,节约资源的基础上进行.而这些关键都在于设计与制造,要预先设法防止以后对环境所产生的负作用,而后再制造.绿色设计原则为：①产品全生命周期并行的闭环设计原则.②资源最佳利用原则.③能耗最小原则,尽量使用清洁能源或二次能源,且力求桥梁在整个生命循环中能耗最小.④充分考虑如何消除污染源,做到从根本上防止污染.⑤技术先进原则.为获得最佳的生态效益,就应采用先进技术,再加以创造性的应用,使得设计体现绿色设计的效果.

此外,因为桥梁工程是一项高投入且不易回收再利用的项目,所以延长其寿命意义重大.达到设计年限的桥梁,应进行相关检验以确定承载能力,从而确定是继续使用或是降低等级使用.

3.3桥梁结构耐久性设计理念

现代社会高速发展,桥梁的作用也随之增多,对桥梁要求也就更高,我们现在的桥梁工程规模巨大,结构复杂,功能繁多.这些工程投资巨大,技术复杂,可受环境影响巨大,受风、浪、海啸、地震等袭击的几率也增大,所以使维护加固的难度增加.过去,寻求结构安全只是单一的从设计与施工质量着手,但从现在形式上看来仅这样是不够的,新设计理念认为,桥梁的设计、施工、运营和维护,各个阶段的共同努力,才是桥梁耐久性的保证.在设计和建造过程中出现的问题,如材料的选择、功能问题等与耐久性有关的问题,设计师应该根据业主的要求来确定桥梁及其构件的使用寿命,确定设计方案,制定实施方案,设计和施工方法的选取时都不能抛离投资成本的经济效益问题.结构的设计应注意使得结构具有可检性、司修性、司换性、司强性、司控性及可持续性这六大特性.因为当桥梁一旦建成,各个部件不可更换、不可控制、不可加强、不能加强、无法修复,随着结构在内外复合作用下,将会一天天老化、损坏、倒塌.不同结构在设计寿命期内有不同的耐久性极限,因此需要经常维修,更换或加固,只有这样,才能确保结构在设计寿命内的良好使用.

4结束语

桥梁设计理念是桥梁建设事业创新发展的一个重要因素,随着现代建设的不断发展和社会的不断进步,这一理念也将逐渐更新与完善