桥梁设计的安全性与耐久性理念以及美学理念
关键词：路桥,设计,美学,安全性,耐久性
一、桥梁设计的安全性与耐久性理念
桥梁的安全性设计主要表现为桥梁构造所具备的防止损毁倒塌的能力。桥梁结构的安全性则表现为：桥梁结构的整体坚固性，以及桥梁构件的承载能力两大方面。桥梁结构的整体坚固性是指当桥梁结构产生局部损坏时，能够避免产生更大损坏后果的产生的能力。如果桥梁结构的安全性能较高，并具备良好的延展性和必要冗余长度，能够在地质灾害以及人为造成的危害面前，发挥出较大的自我规避的作用，从而减少因灾害造成的损失。其次，是指桥桥梁结构构件自身所具备的能够承受自然力、地质灾害、车辆超载等各种外来因素的能力，其中负荷性超载是对桥梁结构构件承载能力威胁最大的因素，它对桥梁产生的损伤有时甚至是破坏性的。因此加强桥梁结构设计的安全性显得尤为重要，以下进行详细说明：
1、根据桥梁建设地的实际情况进行桥梁结构设计
符合使用要求和施工条件的桥梁结构设计方案，能够有效的提高桥梁的使用安全性及其耐久性。因此，在进行桥梁结构的设计时，要根据施工建设场地的实际情况，结合工程的使用要求，设计选择出经济合理的结构方案。通常设计方案的选择首选的是造价经济、施工简便、预制配件标准化的标准跨径的预制拼装结构，条件受限时可选择现浇结构和大跨径常规结构。不宜因为过分追求景观、地标建筑、管理人员意愿而采用特殊结构，不仅增加了工程投资，而且由于施工环境或者是施工技术的限制，桥梁施工质量不能达到设计要求，造成桥梁建成之后存在安全隐患。
2、桥梁结构设计需要增强桥梁的耐久性
桥梁在使用过程中，由于地震、风吹日晒等自然因素以及车辆超载、有害化学物质的侵入等人为因素的影响，再加上桥梁自身使用的材料也会发生相应的退化，容易使桥梁的结构发生一定的损坏。尤其是大跨径桥梁，现在我国有大量的大跨径桥梁由于拉锁在耐久性方面出现了一定的问题，从而导致拉锁提前进行更换，这样不仅在财力上造成了一定的浪费，此外，也影响了人们的正常生活。出现以上现象的主要原因在于，设计桥梁结构时，设计人员没有考虑到增强桥梁耐久性的相应措施，没有对桥梁的耐久性引起充分的重视。为了避免以上现象发生，需要提高桥梁结构耐久性的重视程度，这样才能延长桥梁的使用时间。
3、结构的疲劳损伤
风荷载和车辆荷载都属于动荷载，它们会在桥梁结构的内部产生循环变化的应力，由于桥梁的建筑材料既不均匀又不连续，因此往往存在着许多细小的缺陷。在循环应力的作用下，这原本细小的缺陷会逐渐放大并聚合，在引起结构疲劳损伤的同时在材料内部形成裂纹，如果不能及时地发现和控制它们，则容易造成灾难性的后果。由于刚结构出现疲劳损伤并导致开裂和桥梁垮塌的案例较多，因此对于疲劳损伤的研究一直属于刚结构桥梁的研究范畴。随着桥梁技术的不断发展，在20世纪90年代初，疲劳损伤的问题开始被纳入混凝土结构桥梁设计者的研究范围之内，但大多集中于对某些关键部位的疲劳损伤的研究，如大跨度混凝土桥梁的拉索锚固端，所以在进行桥梁设计时要充分考虑到疲劳损伤对结构的影响，以便提前采取预防措施对其进行处理。
二、桥梁设计的美学理念
“不必刻意争高、争长、争大；意在争品质、争创意、争特色。”这是已达成共识的桥梁总体设计应遵循的原则。中国工程院院士、国际桥协副主席项海帆教授在分析我国桥梁建设的成就与不足时谈到：桥梁美学、设计创新、工程质量是当前存在的三个主要问题。我们可以看到桥梁美学摆在首要位置。可见，提高桥梁的品质和体现桥梁的美学价值已成为我国桥梁工作者面临的主要问题。随着时代的发展和人们文化需求的高，要求桥梁设计师在考虑桥梁结构的可靠性和经济要求的同时，应更加注重桥梁美学价值的提高。因而，设计和建设出既满足强度、刚度、稳定性和经济要求，又能满足人们的审美需要并与周围环境和谐统一，还能反映出时代气息和地方文化背景的现代化桥梁是新世纪桥梁工程师的责任和使命。
1、多样和统一
中国的美学理论中有“同”与“和”的论述,实质上讲的是“同”与“异”的对立统一关系。美学要求在多样性中求统一,也就是“异中有同”。一座桥梁由各部分组成,美学要求使之统一成为有机联系的统一体。一座桥中的各部分,或一组桥梁中的各座桥,宜是多样的才更加美观,不应使各组成部分呈现出离散、混乱、毫无秩序、没有互相呼应的状态,或呈现多元中心的局面。美学中还要求统一中求多样,使“同中有异”。譬如说,桥梁中的桥墩、栏杆、灯柱是最要求有划一的构造部分。但如果在适当的部位,予以变化,则往往可以取得更好的美学效果
2、对称
为使比率在桥梁中有秩序和富于韵律地出现,对称是所采用的一类具体方法。对称分为镜面对称、平移对称、旋转对称、结晶对称和体量对称。这些对称可以是完整的或不完整的,因为美学不是精确的数学,些许不完整性是允许的,有时还是显示其变化、活泼所必需的。
3、比例
桥梁各个局部及整体的比例是以其固有的功能关系和结构关系为艺术构思前提的，必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐，决不能违背结构关系和力学原理。比例的概念和一定历史时期的技术条件、功能要求以及一定的思想内容是分不开的。比如古代石梁、石拱相对厚重，预应力混凝土技术使桥梁的跨越能力大大提高，与旧的结构相比就显得十分纤细。一座桥梁，其各部分的比例只有达到匀称和谐时，才能构成优美的形象。但实际上比例处理不当也是“常见病”，比如，挪威特罗姆斯港桥，其悬臂孔跨径较边孔跨径还小，显得布置缺少章法。另外，净高和跨径之比为2.5左右，显得桥墩过细过高而比例失调，缺乏稳定感。
5、色彩
色彩对桥梁美起着重要的作用,色彩既可使桥梁增添姿色,也可使其形象受到损坏。桥梁色彩的搭配谋求架桥地点的天然色彩或其他建筑物的色彩与桥梁本身的颜色取得协调。配色时首先根据环境及桥梁本身的形象确定基准色即主色调,然后搭配其他色彩。不要搞得眼花眯乱,色彩繁杂。要注意整体上的统一,同时突出重点。协调相同色、相似色及补色的平衡,舍去无用的
6、与周围环境和谐统一——桥梁景观
“桥梁”顾名思义是联系两地的纽带，起连接和沟通之作用。中国几千年来，创造了无数的桥梁，也赋予桥梁极强的人文和时代气息。现代的桥梁已不纯粹以满足功能为目的，桥梁巨大的跨度、强烈的形体表现力、超凡的尺度均对城市或大地景观产生影响。研究我国的桥梁发展，就桥梁形式来说就具有强烈的时代特征。如上世纪60～70年代拱桥居多，80年代为梁桥、立交桥，90年代出现斜拉桥，20世纪末出现悬索桥。同时一座城市桥梁甚至可能成为此处的标志或者形象代言。因此，人们对桥梁景观的要求越来越高，有关桥梁景观的设计与研究也应运而生。桥梁的景观设计就是桥要作为一个社会进步的载体，体现出时代特征。在满足功能、技术、经济的前提下，对桥梁的布线、桥型、桥塔、桥亭以及桥栏、桥灯、桥面、色彩等进行景观尺度、景观生态、景观文化及美学方面的综合考量与组织，以最大限度地实现美学、历史文化、环保、功能、技术、经济的统一。
结束语
桥梁设计是一个复杂、综合的系统工程,它不仅要求安全、适用、经济,而随着现代化进程的不断加快,人们物质文化生活水平的不断提高,美观作为一个重要的原则,对桥梁的设计产生很大的影响。因而桥梁设计的安全性与耐久性理念与美观理念必须并重，并广泛应用于桥梁设计。
参考文献
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