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桥梁美学在生态区桥梁设计中的运用研究

  Bridge aesthetics in bridge design ecological zones in the use of research
  Du XiaoLei
  Abstract: As China's rapid economic development, bridge aesthetics to be more and more attention, especially for landscape bridge, its not only to play a landmark role, but also to pay attention to maintaining coordination with the ecology. In this paper, an ecological park in Zhejiang Province, for example bridges, bridge aesthetics of bridge design in the ecological zones of the use discussed.
  Keywords: bridge aesthetics, ecological zones, design, use
  
  1.景观桥梁
  对于景观桥梁,可以从对“景观”的理解入手,也就是观桥与桥上观景的结合。在我国古代的古典园林桥梁设计当中,已经对此有所认识。桥梁与环境之间存在密切联系,二者复合景观具有深远意义。于上世纪末召开的第二十届世界建筑师大会制定的《北京宪章》,就呼吁尊重环境,与环境和谐相处,并以此作为所有建设行为开展的基本原则。在桥梁景观设计中不但将环境景观视为大背景的完美呼应,而且还充当着确保景观实现可持续发展的重要角色。
  景观桥梁具有极高的艺术性及观赏性,是带给人以充满美感的视觉享受以及审美价值体验、与桥位环境相互呼应共同组成一幅景观的桥梁,其既可以充当某一景观的主体,也可以作为景观环境的载体。景观桥梁的特点主要体现在以下几方面:(1)尊重桥梁与环境相协调的规律;(2)遵循桥梁功能美以及形式美法则;(3)彰显自然环境、历史人文景观的内涵,同时发挥表征作用。在特定环境当中,景观桥梁发挥着人与景观结合点的作用,可以说,景观整体审美价值在很大程度上受桥梁与周边环境是否协调、二者适应程度如何的影响。对于景观桥梁而言,一方面要关注桥梁的环境因素,另一方面,桥梁建筑艺术设计也不容忽视,要具有创新意识,确保桥梁与景观的协调性。
  桥梁结构的选型除了应满足视距、净空的要求之外,也要满足外形美观的要求,做到构造新颖、结构轻盈和多样化,使得桥梁成为同线路完美协调的景点。桥桥梁上部结构的截面形式主要包括预制装配式空心板、箱形梁及T梁。预制装配式空心板具有安装架设方便、施工制作容易、桥下平整美观及建筑高度小等优点。预制装配式空心板的使用跨度为16米到20米之间,梁高在0.8米和1米之间,中间空心为矩形或圆形的桥梁。预制装配式空闲板广泛应用于城市中,但是由于其横向缝连接性的薄弱,使得其横向结构不具有整体性,易发生单板受力的情况,从而导致板的裂缝和损坏。所以设计时要考虑到其承重的具体计算,对这个部分的把关要做到滴水不漏。在早期的设计中,因T梁具有可配置装配、施工周期短和工程早点低等优点,而被广泛的应用。但其应用的桥下景观差,建筑高度过高等已经于城市桥的美观要求相悖离。先交钢筋混凝土箱梁外观美观、刚度大,可以应用于曲线梁和较大跨径,因而在城市桥的设计中的应用最为广泛。近些年来,由于钢砼叠合梁及钢箱梁具有施工搭设支架少、对现有道路影响小、造型轻巧美观等特点,在城市公交中的应用比较普遍。
  2.桥梁美学运用于生态区桥梁设计的实例
  随着经济的飞速发展,桥梁景观功能受到越来越多的关注,在设计实践当中,需要格外关注桥梁环境因素、设计的艺术性以及创新性,以确定桥梁相关指标的平衡点。笔者在本文中主要以浙江省某生态园区桥梁为例,阐述桥梁美学在生态区桥梁设计中的运用。
  2.1 设计要求
  浙江省某生态园区今年规划的桥梁设计主要涉及两座桥梁,一座是处于湿地区域的长桥,另一座是横跨二十余米宽河流的三跨小桥;桥梁设计成21m+6m+21m的两座桥;道路等级为生态区范围内的主干道;桥梁荷载等级为汽车二十级。目前对线形要求很高的桥梁大跨径桥梁的设计时通常采用横向式的结构选择。在拓宽设计时,其关键在于道梁的受力,其不仅有桥梁与桥梁之间衔接的弯矩、剪力的作用,还受到扭矩和轴向力的作用,而在其他桥梁的设计时,只有弯矩和剪力对其影响较大。在桥梁大跨径桥梁拓宽的设计中不仅要重视桥梁结构的自身安全,同时还应注意照明、管线排布、雨天排水等问题。由于当代告诉公路的道路下均设有各种管道设施,所以对于土质较软、地基需要依靠桩基处理、管道难以深埋的道路时,在地道桥梁大跨径桥梁的设计时均应做到统一规划。由于桥梁大跨径桥梁的钢筋设计方式、施工步骤较正桥差别不大,只是更应注意搭接和固定其钢筋的长度。同时,应严格绘制材料图,在施工中尽量采取钢筋骨架的使用,且对钢筋面积的设计采用全方位的计算。对于桥梁大跨径桥梁拓宽的设计,桥梁与道路之间的倾斜角不应该有大于十五度。当倾斜角较大时,在顶、底板处会产生较大压力,因此,其方向应在在板中间点与钝角平分线上设计,同时,在钝角处应加设钢筋的使用。
  2.2 设计方案
  出于桥梁与其所处的湿地环境的协调性的考虑,在进行该生态园区桥梁桥型设计实践中,提出两种可供选择的方案。
  第一种方案就是十一跨的连续性拱桥。具体来说,桥梁跨径总长为226米,布置为10 m+13 m+17 m+23 m+30 m+40 m+30 m+23 m+17 m+13 m+10 m。桥梁优美的主拱曲线是其最大的设计亮点,给人带来一种强大的力量感,似乎可以激发一种一跃而过的力动感及跨越感。在进行布设桥梁跨径的过程中,选用的是从中间向两边矢高与跨径逐渐减小的设计方案,既富于变化,同时也不破坏统一性,彰显出一种渐变韵律。混凝土浇筑、花岗岩贴面,将其材质的古朴感表现的淋漓尽致,连供在水中的倒影与周边湿地整体景观相互呼应。
  第二种方案是九跨25米的等截面预应力混凝土连续箱梁结构,箱梁高度设置为1.3米。桥梁形态主要是借助桥梁长细比来予以展现的。沿水平方向突出单维,彰显出一种刚性美,同时也带给人一种强烈的沿水平方向向两边延伸的力动感以及穿越感,除此之外,桥梁的纤细以及轻便主要是通过以下途径予以展示的:使用大型的箱梁悬臂,并将梁体整体后推,以便使梁高不那么突兀,从而带给人一种纤细、轻巧的视觉感受;再有就是将箱梁悬臂根部厚度适当的予以增加,这样就使得梁高似乎变小了,借助这些措施,全长225米的等截面预应力混凝土连续箱梁就好比一条优雅的装饰带,与周边的绿树草地相映成趣。
  该生态园区根据实际情况提出两个设计方案。方案一为三跨连续拱桥,跨径设计为12.3 m+20 m+12.3m。纵坡与拱形相配合,凸显江南特色,此外,栏杆以及路灯的使用也带给人很好的视觉冲击,将湖体景观展示的淋漓尽致;方案二是斜腿钢构方案,将梁和墩刚结为一体,通过减小构件断面控制成本,并美化整体造型,除此之外,本方案借助斜腿和桥台所形成的孔洞实现通行需要,并且使其看起来更加简洁,线条感突出,力动感以及轻快感兼具。
  3.结语
  随着我国经济的稳定快速发展,对桥梁景观设计的关注程度越来越高,并且桥梁环境品质的相关要求也相应提高。从本质上讲,这是随着物质文明的发展而逐渐显现出来的精神追求,所以,对于各级地方政府而言,要义桥梁景观作为展示当地人文特色、区域文化的重要载体,将紧随时代脚步的精神文明建设活动及其所取得的成果予以展示,从一定意义上讲,这也为桥梁景观的设计开创了更加广阔的空间。具体到桥梁设计部门及其主要的设计人员,要对桥梁美学有充分认识,兵注重景观方面人才的培养,并充分做好技术方面的准备,这不但是时代潮流发展的需要,同时也是为实现与国际接轨,将我国桥梁设计推向世界的必然要求。

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