桥梁选型和桥梁选型探究.doc

桥梁选型和桥梁选型探究桥梁选型是指选用一种简单的结构力学体系(如梁、拱、索结构)或由两种简单体系组合而成的结构力学体系(如系杆拱斜拉悬吊结构斜拉拱桥等)初步形成满足功能要求、符合结构设计原理(受力合理)的桥梁空间结构形式。桥梁造型是指在桥梁选型基本确定之后基于建筑美学法则对初步构思成型的桥梁整体或局部进行形状变换或调整优化结构的空间布局、配置方式和尺度变化并结合环境因素对桥梁的造型风格进行定位。桥梁选型和造型均属于概念设计范畴两者相互关联、互为影响是结构设计中最富有创造性的阶段是桥梁力学和美学得以体现的重要环节。合理的桥型会使得结构本身不仅能够满足使用功能还能在不做或少做装饰的情况下呈现出力感和美感给人以精神上的享受。反之一旦桥梁选型不合理造型不当桥梁建成后虽然能够满足使用功能但或因投资过大而造成浪费或因其杂乱无章、呆板单调、与环境格格不入的外在形象而遭诟病。因此设计者想要设计出一座既能满足使用功能又能给人以美感的桥梁就必须认真对待桥梁选型与造型。1影响桥梁选型与造型的主要因素桥梁选型与造型要求在综合考虑桥址处的客观条件(包括地形、地物、地质、水文、通航等)、结构体系的受力特性和桥梁美学及景观的基础之上因地制宜地选出不仅造型美观、安全耐久而且经济合理、施工方便、技术先进的桥梁结构形式。影响桥梁结构选型与造型的主要因素可归纳为功能要求和约束条件两个方面。功能要求主要体现在安全适用、经济美观和养护维修要求。桥梁选型与造型的约束条件主要有自然条件、经济条件、时间条件和技术条件四个方面。2桥梁选型桥梁选型取决于功能要求和约束条件其与传统的桥型方案的确定过程相同。除自然条件、技术条件等因素外不同的桥梁结构体系本身也存在着影响桥梁选型的若干因素。例如拱桥的体系因素包括桥面位置、主拱型式、拱肋数量等斜拉桥的体系因素包括索塔数量、索面数量及布置方式、塔墩梁连接关系等。在桥梁选型中可借助“穷举法的思路先确定影响桥梁选型的体系因素和材料因素等然后把各因素进行组合再加以甄别从中选择出符合约束条件的若干合理桥型。下面以拱桥和斜拉桥为例分别加以简单说明。2.1拱桥选型作为最古老的桥型之一拱桥以其刚柔并济的结构美深得设计者的喜爱。随着科学技术的进步以及新材料、新工艺的应用拱桥的结构形式在世界范围内得到了长足发展。影响拱桥选型的体系因素主要包括：1．结构体系。包括有推力拱(如亨利克大桥)无推力拱(如费马恩桥)组合拱(如菜园坝大桥)。2．桥面位置。包括上承式(如万县长江大桥)中承式(如卢浦大桥)下承式(如费马恩桥)。3．拱轴线形式。包括圆弧拱桥(如赵州桥)抛物线拱桥(如悉尼港大桥)悬链线拱桥(如丫臀沙大桥)等。4．拱肋数量。包括单肋双肋(如卢浦大桥)．三肋(如大胜关大桥)。2.2斜拉桥选型斜拉桥以其优秀的跨越能力、简洁有力的结构影式得到人们的青睐成为现代桥梁尤其是大桥、标志性桥梁选用最多的一种结构形式。影响斜拉桥选型的体系因素主要包括：1．索塔的布置。独柱式(如昂船洲大桥)倒v形(如米卢大桥)倒Y形(如苏通大桥)人字形(如南京长江三桥)．钻石形(如杭州湾大桥)等。2．拉索的布置。拉索按组成的平面分为单索面(如东海大桥)、双索面(如鄂东长江太桥)、三索面(如天兴洲大桥)、四索面(如香港汀九桥)。按索面内的布置形状分为辐射形(如法国圣．纳泽尔桥)、扇形(如南京长江三桥)、平行形(如阿拉米罗大桥)空问索面(包括曲索面)、组合索面的应用也越来越多。3．孔跨布置。双塔三跨式(如多多罗大桥)独塔双跨式(如闵浦二桥)独塔单跨式(如阿拉米罗大桥)多塔多跨式(如米卢大桥)。3桥梁造型3.1影响桥粱造型的基本因素优秀的桥梁设计应具有以下特点：在应用上要充分满足功能的需求；在安全上要符合承载和耐久的需要：在技术上要体现科技和工程的新发展：在造型上要与建筑艺术融为一体；在建造上要合理用材并与施工实际相结合。桥粱设计者应在保证结构合理的基本前提下．考虑当地的社会、历史、自然环境充分运用建筑美学法则。3.2桥梁美学及造型设计回顾国内外历史上的桥梁工程不难发现前人对桥粱作为建筑的美学特性极其重视。然而近几十年来由于国内基础建设速度过快一方面大部分中小跨度桥梁的美学处理没有得到足够重视：另一方面．由于过份强调桥粱造型的重要性或曲解误用造型原则也建造了一些投资巨大、美学效果却不尽人意的桥粱。作为桥梁设计人员不仅要具有广泛的科学技术知识和工程设计能力还要具有一定的美学艺术素养和创造构思能力才能根据现代社会的需要较好地实现技术与艺术的结合。创造出从功能到形式均能符合时代要求的设计。①桥梁造型设计的内容力学性能和形式构成是桥梁造型设计的两大基本出发点。桥梁造型设计更加具有实践性和可操作性。从整体布置到细部构造桥梁造型设计力求在不同层次上达到形式与功能的融合表现力与美的统一。桥梁造型应该与桥位的地理