1、1现代桥梁设计理念与技术创新探析摘要：本文首先对现代桥梁的设计理念进行分析，总结出简单化设计理念、美学设计理念以及桥梁全寿命周期设计理念，对现代桥梁技术创新进行探讨。 关键词：现代桥梁；设计理念；技术创新 中图分类号： TU997 文献标识码： A 文章编号： 1、引言 在桥梁的设计过程中，设计理念的更新对于桥梁设计人员来说是极其重要的，然而设计理念的更新不等同于设计标准、设计原则的简单变化，应该是在原则、标准的基础上进行灵活运用、技术进步、创作设计，使得现代桥梁更加人性化、更加理想化。在我国，随着我国社会经济的快速发展，基础建设不断增加，我国现代桥梁建设也步入一个新阶段。然而，由于在桥梁的施
2、工阶段，存在建设速度过快、设计周期不足、设计理念陈旧以及技术创新较少等问题，阻碍了我国桥梁建设事业的发展，比如河南连霍高速义昌大桥的桥梁垮塌事故；哈尔滨阳明滩大桥引桥垮塌事故。因此，现代桥梁设计理念和技术创新进行探讨是非常必要的，本文对有关桥梁设计理念和技术创新进行探讨，不足之处，敬请指正。 2、现代桥梁设计理念 22.1 简单化设计理念 简单化设计理念也就是“复杂问题简单化” ，这一设计理念是出自中铁大桥勘测设计院副总工程师徐恭义。他认为，桥梁建筑师应该通过简单巧妙的设计，使得原本复杂的问题，变得简单，使得原本复杂而又难以施工的桥梁结构变得受力简单，施工方便，这就是简单化设计理念。简单化设计
3、理念和 08 年北京奥运会主体建筑物“鸟巢”和“水立方”的设计原则不谋而合，甩脱掉我国建筑，尤其是公用场馆长期存在的结构受力不均匀、不合理，结构复杂，以及经济性等问题，其实这不仅仅是技术问题，更存在文化、政治的因素差异性。 简单化设计理念更适用于现代桥梁的设计，例如在进行位于湖北神龙架景区的燕天飞度人行刚拱桥的设计时，一方面要对经济性、适用性做综合考虑，另一方面要注意生态环保的问题。桥梁的经济性，也就是要求造型不能太复杂，要简单实用，兼顾经济合理，而且其结构建筑和周围风景环境相互契合。桥梁设计师在进行具体的设计时，也是将简单化设计理念运用其中，桥中间比较狭窄，限制中间行人数量，避免人群拥挤效应
4、；两边稍微宽，是对人群的安全引导，让使用者感觉方便舒畅。2.2 美学设计理念 现代桥梁在进行设计时，更应该考虑将桥梁的品质和美学设计理念相互结合起来。在注重桥梁结构可靠稳定及经济性的同时，更要考虑桥梁美学价值。具体而言，桥梁的美学包括以下三个方面：形式美、功能美以及环境协调美。现代桥梁仅仅具备空间形式美是不够的，还要具备3功能美，还要和环境协调共存。 在进行现代桥梁的设计时，桥梁设计师要注重桥梁美学的修养，并且在实际设计中体现桥梁美学价值和观赏性能，以满足人们对的观赏愿望。现代桥梁美学设计理念中的难点在于难以达到以上的境界，还要把握好一个度的问题。比如，简单的构造物，在满足通航要求后，一是要考
5、虑经济性，什么跨径的桥梁能够满足实际情况，此时桥梁的美学理念就成为设计的关键锁在。如果刻意去追求美观，很有可能导致画蛇添足，适得其反。比如说，最常见的车行天桥，在山区或者平原区城市需要考虑的，比在山区道路上要多的多，在城市附近的车行天桥，人车流量较大，上跨结构、下部构造，乃至桥体装饰物，都需要从美学设计理念方面进行认真考虑，以满足人们的观赏要求。 2.3 桥梁全寿命周期设计理念 现代桥梁是生命线工程，其结构的合理性、安全性以及耐久性才是桥梁设计的重中之重。传统的桥梁设计理念往往考虑桥梁结构强度问题，而忽略了结构耐久性，这种重视桥梁结构强度而忽略耐久性的设计理念，其后果往往是桥梁在正常使用期限内
6、适用性较差，存在桥面铺装开裂、变形量较大、钢结构腐蚀以及构件疲劳极限等问题，可以预测的是，在不久会这些桥梁将会出现大量抢修、加固以及改建等问题。 现阶段，在桥梁设计方面出现众多新概念和新名称，比如设计基准期、结构寿命期、安全评价、健康监测等，都反映出桥梁设计师对于桥梁设计的理念的转变。其中，全寿命周期设计理念就是对桥梁可能遇到的灾害进行分析，分析对象包括桥梁的静、动荷载作用下的易损件。设4计师从“全寿命周期”进行出发，对桥梁结构中的重要部件进行分析，比如传力构件、更换构件、加固构件、控制构件等，以确定这些构件的可修性、可检性、可换性以及可持续性，确定之后对这些因素进行考虑，并且把握整体方案，抓
7、住主题结构，对局部构造进行细化，并且以 100年的设计基准期进行桥梁结构设计要求，真正的从简单的结构强化转变成桥梁全寿命周期设计理念。 3、现代桥梁技术创新 总体来说，现代桥梁面临的主要技术难点有以下几个方面： （1）超深水基础的结构形式及其施工技术问题；（2）超大跨径桥梁的结构形式及特殊力学问题；（3）质量轻、强度高、耐腐蚀性能好、高性能材料研究，其研究程度对桥梁的发展起决定作用；（4）大跨径桥梁的减灾抗灾问题以及实施途径；（5）超大跨径桥梁施工控制，以及如何确保桥梁建成之后的设计线形、受力状态等符合施工和设计要求；（6）超大跨径桥梁的经济性。本文由于篇幅所限，结合我国实际国情，主要针对中小
8、跨径桥梁的技术问题进行研究和分析。 3.1 中小跨径桥梁技术创新和发展 在我国，中小跨径桥梁的数量非常多，在未来技术趋势的引领上，将主要体现在集成设计方面。中小跨径桥梁的集成设计也就是对桥位处建设条件的要求进行综合考虑，并且将设计理念和施工情况充分结合，并且互相影响，转变设计理念，以及标准化的设计。在具体的施工环节，采用工厂加工制作以及现场大型机械施工的方法，在施工环节进行自动5化技术检测，形成运营系统的管养技术。 在国外，从 20 世纪 50 年代形成的悬臂浇筑施工法，19 世纪 60 年代在此基础上形成的预制阶段悬臂拼装施工法，一方面提高了施工速度，另一方面也对施工质量有着促进作用。70
9、年代，形成的复合剪力键形式，取得较好的效果，并且被桥梁工程界所认可。70 年代末，对体外束防腐问题进行研究，并得以解决，之后出现了预制节段拼装施工的体外预应力桥梁。 在国内，60 年代就开始研究预制节段拼装预应力混凝土桥梁，并且投入使用，比如 1966 年的成昆铁路旧庄河一号桥、孙水河 4 号桥等，都是采用的预制节段逐跨拼装施工法；1997 年建成通车的石长线湘江铁路大桥，也是应用的节段悬臂拼装施工法。之后再闽江大桥、夷陵长江大桥等都是采用此方法，以及体内束和单键胶接缝。在 2001 年建成通车的嘉浏高速公路新浏河大桥也是采用的移动支架预制节段逐跨拼装法进行施工。 现阶段，我国建成许多有影响力
10、的大桥，比如杭州湾大桥、东海大桥、青岛胶州湾跨海大桥等，杭州湾大桥全长为 36 公里，水文条件相当复杂，甚至有滩涂地，给施工造成极大不便，施工技术方面采用的是 50m跨径连续箱梁整孔预制及吊装施工，其运输是利用设备滑移的方法进行现场安装；其 70m 跨径的连续箱梁采用的也是整孔预制和吊装，并且运用大型机械进行辅助施工。东海跨海大桥全长为 32 公里，其桥墩和梁体采用预制安装法进行，其中运用了先进的机械设备，大桥施工从开始到完工用了三年时间。京沪高铁全长为 1318 公里，其路段 80%都是采用的6预制梁段安装施工，确保质量和速度，也体现了跨径桥梁规划化施工。 3.2 材料工艺 我国传统桥梁的设
11、计过于保守，主要是由于模仿国外设计思路，与国内材料和工艺发展不均衡造成的，因此在现代桥梁设计理念和技术创新方面要大胆采用新材料、新工艺，使得桥梁设计和材料发展以及工艺进步紧密联系起来，加强对桥梁施工机械的研制研发，提高桥梁的机械化水平，以及一些配套设施设备的技术创新，比如高强度钢丝、支座、伸缩缝等，增强对高技术含量、高性能材料的开发和运用，以提高桥梁的技术含量、性能、质量和耐久性能。具体来看，桥梁工程施工建设是一个漫长的过程，桥梁设计理念的更新和技术的创新都离不开材料的开发和发展，也依赖于新工艺的开发。 4、结语 设计理念的更新以及技术的创新进步，对于桥梁建设工程来说是一种有效的推动力，也推动
12、着社会经济的进步，本文对现代桥梁设计理念和技术创新进行探讨，以期对于桥梁建设工程的发展，起到一定的促进作用。 参考文献 1 李新平,魏炜.桥梁结构的损伤识别研究J. 交通标准化. 2006(08) 2 张丽云.小议桥梁工程发展动态J. 科技创新导报. 2011(11) 73 黄平明,刘旭政,张永健.基于健康观测的大跨度悬索桥结构评估J. 江南大学学报(自然科学版). 2008(02) 4 谢峻,江见鲸,韩大建,王国亮.大跨度斜拉桥损伤识别的三步法J. 工程力学. 2006(08) 5 田唯,张永涛,彭晔丹.苏通大桥主桥施工技术J. 中外公路. 2008(05) 6 黄融,过震文,黄少文,毕桂平.跨海大桥的一体化施工东海大桥海上非通航孔一体化施工的构想及实践J. 世界桥梁. 2004(S1)
