公路監(jiān)理師備考：最好的橋梁設(shè)計5

　　有關(guān)橋梁輪廓尺寸的協(xié)調(diào)比例關(guān)系見如下準(zhǔn)則14：

　　[準(zhǔn)則14]橋梁輪廓尺寸協(xié)調(diào)準(zhǔn)則

　　①梁橋或拱橋相鄰跨度的比值(小跨比大跨)宜在[0.4，1]內(nèi)，接近0.618時，橋跨變化會顯得平順、流暢、有韻律感與節(jié)奏感。

　?、诹簶蚨崭吲c跨度之比宜在[0.25，0.85]內(nèi)，接近0.618時，橋高與跨度的比例最為和諧。

　　③拱橋之矢跨比宜在[1/8，1/4]內(nèi)。

　　④斜拉橋索塔高度(自橋面算起)與中跨之比宜在[1/7，1/4]內(nèi)，邊跨與中跨之比宜在[1/3，1/2]內(nèi)。

　?、輵宜鳂虼罄|矢跨比宜在[1/7，1/11]內(nèi)，邊跨與中跨之比宜在[1/4，1/2]內(nèi)。

　?、迬螒冶鄣暮喼Я海瑧冶坶L與簡支跨長之比宜取0.41左右。

　?、邘щp懸臂的簡支梁，懸臂長與簡支跨長之比宜取0.35左右。

　?、鄮щp懸臂的兩等跨連續(xù)梁，當(dāng)施工過程中未發(fā)生體系轉(zhuǎn)換時，其懸臂長與跨度之比宜取1/3左右。

　?、崛邕B續(xù)梁，當(dāng)施工過程中未發(fā)生體系轉(zhuǎn)換時，其邊跨長與中跨之比宜取0.8左右。

　?、庵虚g跨為等跨的多跨連續(xù)梁，其邊跨與中跨跨度之比宜在[0.65，0.70]內(nèi)。

　　準(zhǔn)則14是橋梁美觀、經(jīng)濟(jì)、受力合理三者統(tǒng)一協(xié)調(diào)的典型表現(xiàn)。

　　[準(zhǔn)則15]形式感與量感準(zhǔn)則 合理的結(jié)構(gòu)應(yīng)有形式感和量感。

　　形式感是指藝術(shù)領(lǐng)域中形式因素本身對于人的精神所產(chǎn)生的某種感染力。如：

　?、偎骄€條給人的感受是親切、委婉，它使人聯(lián)想到平靜的水面、一望無際的平原;

　?、诖怪本€條給人的感受是莊嚴(yán)、高昂，它使人聯(lián)想到向上生長的樹木、挺立蒼穹的高山。

　?、坌本€具力感、動感和方向感;

　　④波形線條可以產(chǎn)生流動感、跳躍感;

　?、輵姨艟€條可以產(chǎn)生靈巧感、騰越感;

　?、薨雸A曲線會使人聯(lián)想到掛在空中的彩虹;兩個半圓曲線的組合會使人聯(lián)想到展翅飛翔的海鷗;

　?、哒诺娜切谓o人以穩(wěn)定、安全的感覺，而倒放的三角形會使人感到危險與不安;

　?、鄨A形給人以純情、圓潤、完美的感受，而球體及橢球體被認(rèn)為是完美的物體;

　?、峋匦谓o人以理性、中規(guī)中矩的感受。

　　[準(zhǔn)則16]橋梁特有的美學(xué)特征

　　橋梁有別于其它結(jié)構(gòu)的美學(xué)特征有：通達(dá)之美、凌空之美、流暢之美及剛?cè)嶂馈?/p>

　　橋梁由此岸到達(dá)彼岸，使道路通達(dá)，因而有其功能美-通達(dá)之美。

　　橋梁為一跨越結(jié)構(gòu)，其騰空飛架的梁索讓人感受到了凌空之美，因此較路基有通透感。

　　橋梁為一帶狀結(jié)構(gòu)，長大橋中的豎曲線設(shè)置使橋面看上去連續(xù)流暢、纖細(xì)輕快。

　　橋梁結(jié)構(gòu)兼顧了剛?cè)嶂?。梁、拱之纖細(xì)、親切、委婉，墩塔之雄壯、莊嚴(yán)、高昂，斜索之力感、動感、方向感，大纜之起伏、飄動、流暢、張力感等。

　　[準(zhǔn)則17]橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)準(zhǔn)則 工程結(jié)構(gòu)的造型與體量應(yīng)與周圍環(huán)境(如河、海、峽谷、房屋建筑、道路、大型雕塑、樹林或曠野等)協(xié)調(diào)。

　　[準(zhǔn)則18]地形與橋式準(zhǔn)則 一般來說，山區(qū)地形宜修建拱橋或吊橋;平原地形宜修建梁橋或斜拉橋。

　　一般來說，橋梁與周圍環(huán)境相比會顯得較小，在人們的視線里，就只看到其輪廓，因此，橋梁以其輪廓美為主。考慮到行人上橋觀光，近距離看橋，因此，橋梁美應(yīng)兼顧細(xì)部美。橋梁造型及體量與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)的類型有以下幾種：

　?、佼?dāng)橋梁規(guī)模較大、氣勢宏偉時，突出橋梁之美;

　?、诋?dāng)橋梁較小或影響其他重要物體之美時，橋梁順從他物之美;

　?、郛?dāng)橋梁與周圍景觀相當(dāng)且協(xié)調(diào)時、選擇橋梁與他物爭奇斗妍。

　　[準(zhǔn)則19]造型與受力準(zhǔn)則

　　筆者以為，當(dāng)跨度不大時 ，由于橋梁受力不大，其造型發(fā)揮的余地就大，能夠很好地供人觀賞;而當(dāng)跨度較大時，由于橋梁受力較大，其造型當(dāng)以結(jié)構(gòu)受力合理為重心進(jìn)行選擇，而這種造型并不是不美。這是技術(shù)與藝術(shù)的統(tǒng)一。

　　[準(zhǔn)則20]可靠性準(zhǔn)則

　　合理的結(jié)構(gòu)應(yīng)使結(jié)構(gòu)在設(shè)計壽命期內(nèi)安全可靠，即結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性均應(yīng)滿足要求。

　　如果說前面的準(zhǔn)則是從力學(xué)角度及美學(xué)角度等探討結(jié)構(gòu)構(gòu)思的話，那么，本準(zhǔn)則20則是驗證構(gòu)思是否成立。如前所述，由于橋梁建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)計算聯(lián)系緊密，因此，在橋梁的實際設(shè)計過程中，方案構(gòu)思與結(jié)構(gòu)計算應(yīng)交叉進(jìn)行、相互協(xié)作。

　　3 橋式方案研究

　　橋式最優(yōu)設(shè)計理論豐富了橋梁科學(xué)，為橋式方案設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。橋式方案設(shè)計包括

　　①平面設(shè)計，即平面線形選取及橋梁平面布置等;

　?、诹⒚嬖O(shè)計，即孔跨布置及式樣選擇等;

　?、蹤M斷面設(shè)計，即橋面布置及橋梁橫向布置等。

　　橋梁方案設(shè)計主要受橋址工程條件(如地形、地貌、地質(zhì)、地震、水文、氣象、通航或跨線等)、設(shè)計要求(交通量、路線等級、設(shè)計荷載、設(shè)什壽命等)及施工方法的制約，交通量等決定了橋梁寬度;通航凈寬決定橋跨下限;通航凈高、通航孔跨決定橋梁建筑高度;橋面縱坡及起橋高度、橋梁建筑高度三者決定了橋長。一般情況下，地質(zhì)越差或下部結(jié)構(gòu)投資越大，就越宜采用較大的跨度，以減少支承結(jié)構(gòu)的工程量，從而節(jié)省投資。此外，橋式方案設(shè)計尚應(yīng)考慮統(tǒng)一性或標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，以簡化設(shè)計與施工。橋式候選方案應(yīng)以橋式理論為基礎(chǔ)，結(jié)合橋址工程條件提出(跨度、橋式及施工方法三者緊密聯(lián)系)，對于明顯較差的方案應(yīng)及時舍去。橋式方案比選應(yīng)從以下四個方面進(jìn)行比較：適用(功能)、安全(可靠性)、經(jīng)濟(jì)與美觀;比較的項目應(yīng)包括

　?、倏卓绮贾?、式樣、建筑高度、橋梁高度、橋長及起橋高度;

　?、跇蛄簷M截面形式(包括橋面布置)及主要尺寸;

　?、酃こ虜?shù)量、施工方法、工期及造價;

　?、芄δ芗翱煽啃?

　　⑤機(jī)動分析、靜力平衡、傳力路徑及受力均勻性分析;

　　⑥韻律與節(jié)奏感、輪廓尺寸比例、體量及造型與地形、地物等的協(xié)調(diào);

　?、咂渌容^項目及優(yōu)缺點。

　　等七大項。

　　4 結(jié)語

　　橋式最優(yōu)設(shè)計理論是對橋梁各構(gòu)件組成規(guī)律的研究，為橋式方案設(shè)計、乃至橋梁建筑學(xué)提供了理論基礎(chǔ)，減少了橋式探索中的盲目性。以其為指南，必將對未來大型橋梁的建設(shè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。

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