橋梁工程的產(chǎn)品化概念設(shè)計問題探析

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1、橋梁工程的產(chǎn)品化概念設(shè)計問題探析摘要：橋梁工程的概念設(shè)計的核心是在定性分析、經(jīng)驗積累、鼓勵估算的基礎(chǔ)上，總體把握橋梁的設(shè)計構(gòu)思。創(chuàng)新性作為橋梁概念設(shè)計的關(guān)鍵，集中體現(xiàn)在美學(xué)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等對橋梁選型的重要影響。本文討論了橋梁工程前沿的設(shè)計理念，完善了橋梁的概念設(shè)計內(nèi)容。關(guān)鍵詞：橋梁工程概念設(shè)計產(chǎn)品概念化中圖分類號：U442文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0059-01為滿足人類之間的實踐交流、跨越空間障礙的需求，政府部門投資建設(shè)了多數(shù)橋梁，隨著社會的發(fā)展，橋梁也需要不斷的地更新、改

2、造。基于橋梁工程在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位，作為橋梁建造開端的橋梁設(shè)計顯得尤為重要。而橋梁的概念設(shè)計是具體設(shè)計的先導(dǎo)，是對橋梁設(shè)計的總體把握與構(gòu)思，其思想貫穿橋梁設(shè)計的全過程，并隨著項目的進(jìn)行而不斷完善。在橋梁建造工程中，高達(dá)70%以上的生產(chǎn)成本取決于概念設(shè)計，做好橋梁工程的概念設(shè)計才能造出“精品”橋梁，才能從根源上節(jié)約工程的建造價值，提升美學(xué)內(nèi)涵。1橋梁工程概念設(shè)計綜述1.1橋梁概念設(shè)計的過程5橋梁的概念設(shè)計主要是在一定經(jīng)濟(jì)條件下，提出滿足結(jié)構(gòu)造型要求、耐久性和使用功能要求、滿足形變與受力要求的合理設(shè)計方案。現(xiàn)

3、行的橋梁建設(shè)主要以結(jié)構(gòu)設(shè)計與橋梁施工為核心，按照時間進(jìn)行相關(guān)組織與實施，設(shè)計人員的主要職責(zé)是依照必要規(guī)范產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)安全的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。橋梁的概念設(shè)計活動除包含上述功能外，還要綜合考慮影響設(shè)計初步階段的環(huán)境、人文、美學(xué)等要素，完善了傳統(tǒng)設(shè)計的表現(xiàn)手法與設(shè)計理念。1.2橋梁的產(chǎn)品化概念設(shè)計橋梁是一種特殊產(chǎn)品，它具備土木工程結(jié)構(gòu)的基本特征，也具備產(chǎn)品的一般屬性。橋梁產(chǎn)品的建設(shè)規(guī)模大、投資巨大；橋梁的建造一般由政府根據(jù)社會、經(jīng)濟(jì)、交通需求確立實施，與市場關(guān)系較??；橋梁的使用年限長，達(dá)到壽命后將成為廢棄物，在其長壽命周期

4、內(nèi)需具備抵御環(huán)境侵害的能力。鑒于產(chǎn)品概念設(shè)計的思想和橋梁概念設(shè)計的重要指導(dǎo)，將現(xiàn)有的橋梁概念設(shè)計內(nèi)容從橋梁設(shè)計各步驟里提煉歸納出來，形成如下的橋梁概念設(shè)計新思路。5（1）設(shè)計定位階段主要包含環(huán)境總體分析、使用方式分析、用戶群體分析和壽命期成本分析這四個層次[2]。只有充分分析影響橋梁設(shè)計的主客觀因素，才能合理定位設(shè)計走向。環(huán)境分析主要是對擬建橋區(qū)的水文、地形、氣象、地質(zhì)等條件的分析，這將決定了橋梁設(shè)計的抗震、抗風(fēng)設(shè)計需要；橋梁的用戶群體主要是社會、業(yè)主和生態(tài)環(huán)境，設(shè)計中要注重橋梁的生態(tài)性、安全性、景觀美學(xué)性、經(jīng)濟(jì)

5、性等；使用方式?jīng)Q定了線性布置、建設(shè)規(guī)模的大小、上下部結(jié)構(gòu)設(shè)計、斷面布置等；壽命期成本主要包含間接成本、直接成本和災(zāi)害事故成本。橋梁概念設(shè)計的主體由設(shè)計、施工、運(yùn)營、管養(yǎng)等多單位與部門構(gòu)成，在其壽命期內(nèi)的所有部門被稱作利益共同體。（2）方案初擬階段是在對橋梁概念設(shè)計精準(zhǔn)定位后，從結(jié)構(gòu)體系、橋位、景觀、橋梁造型、施工方案等方面擬定橋梁建造的初步方案。橋位選擇將決定工程造價、施工和運(yùn)營的安全性、施工操作的難易程度；結(jié)構(gòu)體系的選擇要注意結(jié)構(gòu)的可達(dá)到性和可維護(hù)性，為今后的橋梁檢修提供便利條件，整體節(jié)約橋梁壽命期的總成本；橋

6、梁的造型與景觀設(shè)計要以工程師為主導(dǎo)，同時邀請建筑師及其他專業(yè)人員加入，形成合理的設(shè)計模式；施工方案直接影響著橋梁工程的質(zhì)量、安全、工期，在考慮結(jié)構(gòu)、線性、橋位條件之后形成了初步的施工方案。經(jīng)反復(fù)對比分析，篩選出兩三個可行的推薦方案。（3）方案比選階段的主要工作是依據(jù)項目的相關(guān)規(guī)定和工程師的相關(guān)經(jīng)驗，從若干推薦方案中擇優(yōu)選取最終設(shè)計方案。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是大多數(shù)橋梁最終方案決定的關(guān)鍵性要素，但在一些景區(qū)橋梁或標(biāo)志性大橋的設(shè)計方案比選中，景觀美學(xué)價值也是不容忽視的重要因素。51.3橋梁概念設(shè)計的階段劃分橋梁的概念設(shè)計工作主要

7、集中在工程的可行性分析、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計三個階段。這三個階段設(shè)計橋梁工程的技術(shù)層面的具體細(xì)部與結(jié)構(gòu)設(shè)計，具體每階段的概念設(shè)計內(nèi)容如表1所示。2橋梁設(shè)計的前沿設(shè)計理念這里主要介紹三類較具代表性的設(shè)計理念，即橋梁的耐久性設(shè)計理念、橋梁的生態(tài)性設(shè)計理念和橋梁的全壽命周期設(shè)計理念。（1）耐久性設(shè)計理念是指在橋梁的設(shè)計使用期限內(nèi)，保證橋梁的安全性、使用性及外觀功能的設(shè)計理念。耐久性的設(shè)計需要在明確設(shè)計中可能的侵蝕類型和不同狀況下的耐久性要求；評估特定條件下的侵蝕嚴(yán)重程度；明確橋梁的各個構(gòu)件對侵蝕作用的防護(hù)水平與防護(hù)方法

8、；提出設(shè)計、養(yǎng)護(hù)、維修等后續(xù)方案。5（2）橋梁的生態(tài)設(shè)計理念是充分利用生態(tài)學(xué)的設(shè)計思想，綜合考慮橋梁相關(guān)的生態(tài)環(huán)境，在橋梁的設(shè)計規(guī)劃中，提出滿足人們需求且與生態(tài)環(huán)境和諧共存的設(shè)計方案。生態(tài)設(shè)計中要堅持生態(tài)保護(hù)的原則，盡可能選取對周圍植被、水文、氣候破壞程度最小的施工方法，嚴(yán)格控制施工范圍；施工堅持使用清潔能源，選取無毒無害的裝飾與建造材料，從而利于橋梁報廢后的物料回收；橋