橋梁設(shè)計(jì)理念探討
2015-06-05
“設(shè)計(jì)師應(yīng)該通過(guò)自己巧妙的設(shè)計(jì)，使原本復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，使原本復(fù)雜而又難與施工的結(jié)構(gòu)變得受力簡(jiǎn)單，施工方便”。和國(guó)外一些著名建筑比，我國(guó)建筑，尤其是公用場(chǎng)館，公共交通方面存在結(jié)構(gòu)受力不合理，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用經(jīng)濟(jì)性差等問(wèn)題，這其中除了技術(shù)層面外，還是設(shè)計(jì)文化的差異，政治因素等方面的原因。從中可以看到，不僅僅是橋，還有機(jī)場(chǎng)，市政建筑，古代教堂，甚至有廣場(chǎng)上和環(huán)境和諧融洽的草坪和樹(shù)木。在設(shè)計(jì)理念中我們應(yīng)該更多的思考自然生態(tài)和以人為本……，中西不同各有所長(zhǎng)。不同文化之間的溝通，有助于我們?cè)O(shè)計(jì)水平的提高。
1.橋梁美學(xué)設(shè)計(jì)理念
橋梁美學(xué)包括“形式美”、“功能美”以及“與環(huán)境協(xié)調(diào)美”三個(gè)要素。優(yōu)秀的橋梁建筑總是把橋梁的品質(zhì)和體現(xiàn)橋梁的美學(xué)價(jià)值相統(tǒng)一，因而，橋梁設(shè)計(jì)師在考慮橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性和經(jīng)濟(jì)要求的同時(shí)，應(yīng)十分注重橋梁美學(xué)價(jià)值的提高。橋梁不是僅憑其空間構(gòu)成的形式優(yōu)美和具備滿意的形式美就足夠了，同時(shí)，使橋梁明顯地體現(xiàn)出其功能，并充滿著生機(jī)勃勃的力量形象，也是美的價(jià)值組成了一個(gè)不可缺少的要素；它既受環(huán)境的影響制約，同時(shí)也影響著環(huán)境，給人們的生活帶來(lái)變化。因此，橋梁建筑不僅具有本身的技術(shù)美感，還要與周圍的景觀或整個(gè)環(huán)境相協(xié)調(diào)。在加快城市道路基礎(chǔ)設(shè)施建筑的過(guò)程中，作為一名工程設(shè)計(jì)人員，必須在工作中注重自修橋梁的美學(xué)。并在設(shè)計(jì)中重視橋梁的美學(xué)價(jià)值和景觀功能，滿足人們的觀賞愿望。在橋梁設(shè)計(jì)工作中，想要達(dá)到以上的境界有一定難度，這其中最重要的是要把握好一個(gè)“度”。就拿最簡(jiǎn)單的構(gòu)造物來(lái)說(shuō)，當(dāng)滿足通行或通航或過(guò)水要求的前提時(shí)，在經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)?shù)谋尘跋?，什么跨徑的橋梁能因地而就，自然美觀則成為決定性因素。而刻意追求美觀，強(qiáng)力硬拽往往會(huì)畫(huà)蛇添足，適得其反。就拿最通常的天橋來(lái)說(shuō)，在山區(qū)或平原區(qū)或城市附近都很有講究，在地形地勢(shì)復(fù)雜的山區(qū)道路上，構(gòu)造簡(jiǎn)單輕盈的上跨橋便足夠了；而平坦廣闊又有景觀需求的地方往往需要通過(guò)上跨橋的造型予以彌補(bǔ)；在城市附近，人車流量大的地方，上跨結(jié)構(gòu)無(wú)論是上部結(jié)構(gòu)造型還是下部的構(gòu)造形式都應(yīng)充分重視，甚至橋上的具體裝飾物都應(yīng)無(wú)微不至。從根本意義上來(lái)說(shuō)。橋的美觀性應(yīng)該是在平和、自然中又賦予靈動(dòng)。
2.耐久性設(shè)計(jì)理念
隨著時(shí)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類建造的各種大型工程規(guī)模巨大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能眾多。這些工程投資巨大，技術(shù)復(fù)雜，環(huán)境影響嚴(yán)重，襲擊破壞幾率增大（風(fēng)、浪、地震、海嘯、船撞等），維修、養(yǎng)護(hù)、加固難度大。因而，過(guò)去只限于從設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的單一層面上去尋求結(jié)構(gòu)的安全性是不夠的?；诮Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的新設(shè)計(jì)理念認(rèn)為，橋梁耐久性的保證是需要橋梁設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)各個(gè)階段共同努力的結(jié)果。目前設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定義的均是設(shè)計(jì)建成時(shí)期結(jié)構(gòu)具有的使用性能，而對(duì)處于使用狀態(tài)的性能隨時(shí)間的變化卻缺乏充分的認(rèn)識(shí)和儲(chǔ)備，簡(jiǎn)單講，似乎只考慮了建造期造價(jià)成本，卻忽視了運(yùn)營(yíng)期的維護(hù)成本和與使用壽命相對(duì)應(yīng)的成本效益，這與可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)是相背的。在接踵而來(lái)的改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)中可以深刻地體會(huì)到這一點(diǎn)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)，當(dāng)然，規(guī)范制定了安全系數(shù)和指標(biāo)以確保結(jié)構(gòu)的安全性。按照程序或公式進(jìn)行計(jì)算即可。因此就在這個(gè)環(huán)節(jié)上忽視了對(duì)現(xiàn)階段的施工和管理水平、材料耐久性、結(jié)構(gòu)的后期改造、加寬、維護(hù)以及施工過(guò)程中可能造成的人為失誤等問(wèn)題的充分考慮。即沒(méi)有采用適當(dāng)?shù)陌踩?、缺乏?xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等主動(dòng)型的設(shè)計(jì)方法來(lái)確保橋梁使用性能的充分體現(xiàn)。因此，不少橋梁、雖然滿足了現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范的強(qiáng)度要求，但不出幾年就因?yàn)槟途眯猿隽舜蟠笮⌒〉膯?wèn)題，嚴(yán)重下去必然會(huì)影響到結(jié)構(gòu)安全。為解決這一問(wèn)題，在設(shè)計(jì)和建造階段要挑戰(zhàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念：對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使結(jié)構(gòu)具有六大特性，即可檢性、可修性、可換性、可強(qiáng)性、可控性及可持續(xù)性。充分認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)各個(gè)組成部件具有不同的耐久性極限，需要經(jīng)常維修，甚至更換或加固，才能保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的服務(wù)功能。
3.橋梁設(shè)計(jì)工作流程的合理化建議
3.1相關(guān)專業(yè)的認(rèn)知對(duì)橋梁設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，橋梁方案的確定除了與橋梁（下轉(zhuǎn)第70頁(yè)）（上接第66頁(yè)）結(jié)構(gòu)本身的受力性能等本專業(yè)知識(shí)密不可分外，其與相關(guān)專業(yè)的知識(shí)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，甚者在很多時(shí)候，相關(guān)專業(yè)的知識(shí)成為決定性因素并起著更為關(guān)鍵的作用。在目前團(tuán)隊(duì)式設(shè)計(jì)工作方式下，要把握好兩個(gè)方面：一是集成化管理，二是互動(dòng)式設(shè)計(jì)。作為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的一員，每一個(gè)設(shè)計(jì)人員必須清晰地了解整個(gè)項(xiàng)目的特點(diǎn)、內(nèi)容、程序和運(yùn)作方式，必須清醒地認(rèn)識(shí)到個(gè)人工作的思想內(nèi)容和團(tuán)隊(duì)關(guān)聯(lián)性，即做到對(duì)項(xiàng)目的深刻理解。因此，充分理解相關(guān)專業(yè)知識(shí)，理解項(xiàng)目要點(diǎn)，是把部件設(shè)計(jì)化整體設(shè)計(jì)的重要途徑，是確定橋梁設(shè)計(jì)成功與否的先天因素。
3.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的完善和改進(jìn)
從橋梁設(shè)計(jì)工作各項(xiàng)階段的比重來(lái)看，其實(shí)留設(shè)計(jì)人員的真正設(shè)計(jì)周期在整個(gè)項(xiàng)目的操作過(guò)程中所占的比重并不大。在施工圖的末期，即設(shè)計(jì)人員安排最為飽和的階段，個(gè)別難度較大或更為復(fù)雜的橋梁設(shè)計(jì)周期往往更短。因此從某種程度上來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量存在的風(fēng)險(xiǎn)也就更大。那是什么原因?qū)е略O(shè)計(jì)時(shí)間和繪圖時(shí)間的不協(xié)調(diào)？怎樣才能把更多的繪圖時(shí)間轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)時(shí)間呢？不難發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)初期，需要花去很多的時(shí)間去進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)的制定。這無(wú)疑影響了前一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)完善并滯緩了下一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案準(zhǔn)備。在標(biāo)準(zhǔn)化施工和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的時(shí)代，應(yīng)該建立一個(gè)不斷更新完善的標(biāo)準(zhǔn)化圖庫(kù)體系，把橋梁設(shè)計(jì)人員從繪圖中解脫出來(lái)，把更多的精力和時(shí)間放在真正的設(shè)計(jì)過(guò)程中，以最大效率提高圖紙的質(zhì)量，最大可能的減少設(shè)計(jì)流程中的反復(fù)工作，盡快地形成一個(gè)最佳的、良性循環(huán)的設(shè)計(jì)流程和體系。
3.3互動(dòng)式設(shè)計(jì)體系制的建立和維護(hù)
橋梁設(shè)計(jì)決不是一項(xiàng)獨(dú)立的設(shè)計(jì)工作，其與路線、防護(hù)、地質(zhì)、區(qū)域規(guī)劃等多方面緊密相關(guān)。因此作為總體設(shè)計(jì)的一部分，其與相關(guān)方面設(shè)計(jì)的互動(dòng)尤為重要。在項(xiàng)目操作過(guò)程中，某一項(xiàng)工作的滯后必然會(huì)影響到其它工作。在仔細(xì)分析一下設(shè)計(jì)產(chǎn)品，不乏一些節(jié)點(diǎn)上的失控和自相矛盾的現(xiàn)象存在。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)流程中有很多制度和方法進(jìn)行信息傳遞，但這種傳遞缺少互動(dòng)式的設(shè)計(jì)體系去修復(fù)設(shè)計(jì)失誤、去強(qiáng)化設(shè)計(jì)部門之間的溝通。
4.結(jié)束語(yǔ)
設(shè)計(jì)理念的進(jìn)步是橋梁工程發(fā)展的有效推動(dòng)力，并在橋梁建設(shè)的發(fā)展過(guò)程中不斷更新，使設(shè)計(jì)作品不斷創(chuàng)新和完善。
