2013年公路监理师考试：最优桥梁设计(六)

　　桥梁为一跨越结构，其腾空飞架的梁索让人感受到了凌空之美，因此较路基有通透感。

　　桥梁为一带状结构，长大桥中的竖曲线设置使桥面看上去连续流畅、纤细轻快。

　　桥梁结构兼顾了刚柔之美。梁、拱之纤细、亲切、委婉，墩塔之雄壮、庄严、高昂，斜索之力感、动感、方向感，大缆之起伏、飘动、流畅、张力感等。

　　[准则17]桥梁与环境协调准则 工程结构的造型与体量应与周围环境(如河、海、峡谷、房屋建筑、道路、大型雕塑、树林或旷野等)协调。

　　[准则18]地形与桥式准则 一般来说，山区地形宜修建拱桥或吊桥;平原地形宜修建梁桥或斜拉桥。

　　一般来说，桥梁与周围环境相比会显得较小，在人们的视线里，就只看到其轮廓，因此，桥梁以其轮廓美为主。考虑到行人上桥观光，近距离看桥，因此，桥梁美应兼顾细部美。桥梁造型及体量与周围环境协调的类型有以下几种：

　　①当桥梁规模较大、气势宏伟时，突出桥梁之美;

　　②当桥梁较小或影响其他重要物体之美时，桥梁顺从他物之美;

　　③当桥梁与周围景观相当且协调时、选择桥梁与他物争奇斗妍。

　　[准则19]造型与受力准则

　　笔者以为，当跨度不大时 ，由于桥梁受力不大，其造型发挥的余地就大，能够很好地供人观赏;而当跨度较大时，由于桥梁受力较大，其造型当以结构受力合理为重心进行选择，而这种造型并不是不美。这是技术与艺术的统一。

　　[准则20]可靠性准则

　　合理的结构应使结构在设计寿命期内安全可靠，即结构强度、刚度、稳定性及耐久性均应满足要求。

　　如果说前面的准则是从力学角度及美学角度等探讨结构构思的话，那么，本准则20则是验证构思是否成立。如前所述，由于桥梁建筑设计与结构计算联系紧密，因此，在桥梁的实际设计过程中，方案构思与结构计算应交叉进行、相互协作。

　　3 桥式方案研究

　　桥式最优设计理论丰富了桥梁科学，为桥式方案设计提供了理论基础。桥式方案设计包括

　　①平面设计，即平面线形选取及桥梁平面布置等;

　　②立面设计，即孔跨布置及式样选择等;

　　③横断面设计，即桥面布置及桥梁横向布置等。

　　桥梁方案设计主要受桥址工程条件(如地形、地貌、地质、地震、水文、气象、通航或跨线等)、设计要求(交通量、路线等级、设计荷载、设什寿命等)及施工方法的制约，交通量等决定了桥梁宽度;通航净宽决定桥跨下限;通航净高、通航孔跨决定桥梁建筑高度;桥面纵坡及起桥高度、桥梁建筑高度三者决定了桥长。一般情况下，地质越差或下部结构投资越大，就越宜采用较大的跨度，以减少支承结构的工程量，从而节省投资。此外，桥式方案设计尚应考虑统一性或标准设计，以简化设计与施工。桥式候选方案应以桥式理论为基础，结合桥址工程条件提出(跨度、桥式及施工方法三者紧密联系)，对于明显较差的方案应及时舍去。桥式方案比选应从以下四个方面进行比较：适用(功能)、安全(可靠性)、经济与美观;比较的项目应包括

　　①孔跨布置、式样、建筑高度、桥梁高度、桥长及起桥高度;

　　②桥梁横截面形式(包括桥面布置)及主要尺寸;

　　③工程数量、施工方法、工期及造价;

　　④功能及可靠性;

　　⑤机动分析、静力平衡、传力路径及受力均匀性分析;

　　⑥韵律与节奏感、轮廓尺寸比例、体量及造型与地形、地物等的协调;

　　⑦其他比较项目及优缺点。

　　等七大项。

　　4 结语

　　桥式最优设计理论是对桥梁各构件组成规律的研究，为桥式方案设计、乃至桥梁建筑学提供了理论基础，减少了桥式探索中的盲目性。以其为指南，必将对未来大型桥梁的建设带来显着的经济效益及社会效益。

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