深圳市市政设计研究院有限公司长春分公司 吉林 长春
摘要:随着我国城市化进程断加快,我国城市道路运输设施建设也在飞速发展,市政桥梁工程建设也日益增加,在对城市基础设施发展起着重要的推动作用,但桥梁设计也存在一些问题,本文进行了总结与分析,在这一背景下提出了绿色桥梁的设计理念。
关键词:传统市政桥梁,设计,现状问题,绿色设计,绿色桥梁设计
绿色是目前设计领域提出一种全新的概念,它是在产口设计制造过程中,从形成概念到生产制造等各个阶段,都以绿色理念为出发点,使设计出的产品更满足绿色产品的要求。
一、市政桥梁工程设计中存在的问题
现阶段市政桥梁工程设计过程中主要面临以下几个问题:
(一)忽视建设必要性。建设市政桥梁工程的根本目的是为了连接城市间或城市内的主要道路,以健全交通网络体系,方便人民生活,而目前许多地方桥梁的修建只是单纯地追求美观形象或者是政绩工程,从根本上忽视桥梁设计建设的必要性,这一结果可能带来桥梁设计中选址的失误,对桥梁建造环境的考虑有所欠缺,忽略桥梁建设的可行性,从而会导致桥梁建设费用的增加和资源的浪费。
(二)桥梁总体设计不尽完善。市政桥梁工程这样大型的基础设施建设必须具有严格的规范,以规范贯穿于桥梁设计建设的始终,从设计规范的具体说起,则要求设计人员严格遵守相关的设计管理单程,以明确详实的文件形式记录设计过程中的变动更改,以便复查,而现实情况中,存在着相关的工作人员工作态度,工作责任以及工作能力的缺失,导致桥梁设计不能达到预期理想水平。
(三)安全性与耐久性存在着缺失。在市政桥梁工程设计的过程中,对于桥梁适用性,经济性以及美观性的追求越来越高,而与此同时丢失的就是对桥梁耐久性的考虑。在很多桥梁设计期间,对于耐久性的关注仅仅停留于表面概念,缺少对桥梁使用年限的明确要求,而对于关系到耐久性根本的选择也没有进行有效的把关。
二、绿色设计的基本内涵
(一)绿色设计也称生态设计。产品全生命周期设计等,是指借助产品生命周期中与产品相关的各类信息(技术信息,环境协调性信息,经济信息)等,利用模块化设计,并行设计等各种先进的设计理论,使设计也的产品具有先进的技术性,良好的环境协调性以及合理的经济性的一种系统设计方法。绿色设计着眼于人与自然的生态平衡关系,在设计过程的每一个决策中都充分考虑到环境效益,尽量减少对环境的破坏,绿色设计不仅是一种技术层面的质量,更重要的是一种观念上的变革。
(二)绿色设计的基本特性。绿色设计的本质特性。绿色设计要对整个生产,生活系统物质能量的充分利用进行综合分析,形成良性的生产循环,它具有减量,重复利用和循环的特点,其中减量是指节约资源,降低能耗,实现可持续发展,重复利用是指在减少消耗的同时注重产品的再利用性,以最大程度发挥产品的价值,循环指合理回收再利用废弃物中有用成分以开发二次资源。
(三)绿色设计应遵循的原则。绿色设计要遵从五项基本原则,即闭环设计原则、资源最佳利用原则,能源消耗最小原则,零污染原则,技术先进原则,遵循这些设计原则才能达到绿色设计的目的。闭环设计原则体现的是产品全生产周期进行;资源最佳利用原则是指尽可能选用通过简化产品结构实现可回收再利用性的可再生资源;并在产品的整个生命周期中最大限度的利用选用的资源的设计原则,能源消耗最小原则是指产品整个生命周期循环中实现能耗最少。零污染原则是指设计时消除污染源,从根本上防止污染。技术先进原则是指创造性的应用最先进的技术来获得最佳的生态经济效益。
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三、绿色桥梁设计具体内容
(一)绿色桥梁设计的必要性问题。绿色桥梁有众多的优点。但首先还是应该考虑到当地具体是否需要建设,如非常需求和必要,那么就拍板定案,如不太需要那就不定妥不建设,势必造成浪费。
(二)在绿色桥梁设计时应统筹考虑到总体设计的规范性。
(三)实施绿色桥梁设计应加强专业队伍建设。绿色桥梁设计给专业人员带来了全新的理念和新方法。这就急需加强专业队伍建设,搞好继续教育,提高专业知识,进一步提高设计水平,才能做到与时代同步发展。
(四)桥梁体系的选用。(1)首先会造成施工工艺复杂,需要使用大量不同的各种模板和机械设备,且使用构件的尺寸不能满足受力要求,其次是对于一些不适用于上跨桥桥梁体系会造成视觉上的侧向压缩感使人感到压抑。(2)是由于索结构和钢结构的桥梁对防腐的要求高,会造成建成后的养护工作繁杂,使投入加大,并且随着交通发展上跨桥可能会改建,以上这些弊端都不符合绿色设计的基本原则。
(五)绿色设计原则可以促进上跨桥体系整体优化。通过采用简洁的桥梁体系,统一结构尺寸,可以有效简化施工工艺并节约施工用料。为满足景观要求也可以适当考虑设计一些复杂体系但不要多,对于上跨桥的设计还要预留足够的空间来满足桥梁的可持续使用。对于复杂体系桥梁的设计要采用索,梁组合的体系,加大主梁的刚度,减少拉索的用量的设计来方便日后对桥体的养护和维修。同时要结合地形来设计桥梁体系,使桥梁与周围环境实现和谐统一,以满足绿色桥梁设计的要求。
(六)根据绿色设计指导思想所体现的四个原则
(1)闭环设计原则。(2)最佳利用原则。(3)能源消耗最小原则和零污染原则。(4)技术先进原则。在对桥梁结构进行设计时,要结合具体的实际情况,进行技术先进的结构形式设计。
总之,运用绿色设计的理论和观念进行桥梁结构设计,要比传统的桥梁设计更具备美观,安全性及经济适用性,对环境的影响也会更小,更有可持续发展的价值。
(七)桥梁附属设备的设计。伸缩缝,支座,排水系统,照明系统等都是桥梁的附属设备,他们虽然在工程造价中占用的比例不高,但也对整个桥梁的设计和应用起着重要的作用。通过绿色设计可以实现对桥梁原有缺点的优化,使设计更为合理和实用。通过选择性能更优越的PVC管等排水系统的材料可以使排水设备更轻质、节能、抗腐蚀。在设计中要根据当地的降水情况进行水力计算来准确设置足够数量的排水系统。通过设计合理的排水系统的数量使桥面排水更顺畅。在通过排水系统将水引离桥面后,在设计中还要考虑如何对水流进行疏导。
(八)桥梁结构的耐久性设计。在桥梁建设的初期设计中根据其结构的用途对耐久性做出具体设计要求,对桥梁使用的材料,施工的便利性,桥梁的后期使用以及功能过时和寿命期费用等因素都要充分考虑。要实现这个目标就需要在桥梁的设计阶段对桥梁结构的可检性,可修性,可换性,可控性以及可持续性等因素进行充分的分析研究。
结束语
随着我国国民科学与经济的综合国力的提升,我国的交通运输业发展的十分迅速,绿色设计是当下人们在意识到生态环境问题时提出来的设计理念。桥梁的绿色设计也将会是建筑方面的一项伟大的改造,正确地将绿色理念的设计运用到生活中,才能为人类做出贡献。
参考文献
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[3]董梦欣,绿色桥梁的设计研究。[J],品牌,下半月,2014(8),170.
[4]陈洁,绿色桥梁设计的探析。[J],门窗,2014(7)。231.
论文作者:宋振丰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/28
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