桥梁设计与环境协调的关系论述

桥梁设计与环境协调的关系论述摘要：随着我国经济的不断发展，各地基础设施建设呈现蓬勃发展的态势，桥梁建设也愈发的频繁，由此也就带来了桥梁设计与环境协调之间的关系讨论。不同形态的桥梁与环境之间的协调呈现不同样式。为此我们需要注意，在进行桥梁设计时，除了需要考虑好桥梁自身的承重能力，还要密切关注其造型与环境之间的协调性，争取桥梁既实用，又与周围协调美观。关键词：桥梁设计；环境；协调古人云：“读万卷书，行万里路”。读书可以让我们在长时间的时光中感受时代发展的先后顺序。同时，只是读书还是不完全够，整个世界的精彩还在各地的完美与精彩，就需要我们行路，从与外界的交流感触中发现世界的大美。我国的公路建设呈现四通八达、纵横交错的态势，各地风光绰约，美丽动人。在各地的公路里程中，桥梁往往会占到一定的比例。为此，怎样才能在公路建设中将桥梁建设更好地与环境相协调成为广大桥梁工作者所须重视的内容。桥梁设计中，要尽可能的不干扰自然景观。一、桥梁设计应有特点一个好的桥梁设计，其应有以下特点：对于桥梁的构件形状及其尺寸，需要体现结构的功能，需要大应力的地方则要做到大构件尺寸，反之则要是比较小；对于构件，其每部分的功能怎样以及怎样发挥，需要做到一目了然；构件需要尽量做到细长，同时间隔也较稀，以此来保证视野的开阔；桥梁作为一个整体，其所有的构件需要做到协调相容，同时还要能共同归属于桥梁这个该整体；桥梁需要使用尽可能少的材料和构件达到功能要求；桥梁这一整体要和周围环境关系清楚且合逻辑。世界建筑师大会曾提出过，对于所有的建设行为，其都要有一个基本原则，那就是与环境的和谐及对其的尊重。由此，将此原则带到桥梁设计中，就需要我们的桥梁造型与地貌、地形相适合；桥梁的造型需要尊重当地的文化环境并与之共生；所需要建设的桥梁要保护好当地的自然原生态景观等。如果将桥梁作为一个审美对象，那么其组成的构件则必然是外露。我们在观察桥梁的时候，肯定是将桥梁与周围之间的环境作为一起来看待，而桥梁形象作为整体环境图像的有机组成部分，其在我们中会有标识或象征的作用。作为环境景观的一部分，桥梁须与自然环境保持协调。我们既需要做到桥梁自身的和谐，还要让其与周围环境保持协调。我国传统就崇尚自然、热爱自然，既有儒家的“上下与天地同流”，也有道家的“天地与我并生，而万物与我为一”，人和天地万物紧密联系，成为不可分割的一体。我国古代的桥梁建筑尤其注意和自然环境之间的协调，更加善于利用、效法自然、地形，实现桥与自然环境的融为一体。我们现在在进行桥梁的设计时，更需要把桥梁的结构、选址与周围的自然环境相结合好，结合好地貌、地形，因地制宜的做出桥梁自身的特色，不断提高桥梁建筑审美价值。二、不同桥型的形态特征及与环境的协调1、梁式桥在桥梁工程建筑上，梁式桥是种经济、简洁、实用、纯朴的桥型，它有着较强的沿水平方向左右伸展的穿越感和力动感，展现着建筑桥梁的阳刚之美。通常来说，简支梁的梁高相对固定不变，平直简洁，刚劲有力，桥梁有很好的左右伸展动势。曲线梁桥梁和桥面板成曲线形，有着优美的动势。而对于变截面的连续梁，梁顶面的直线与梁底缘按应力变化的有规则的曲线，将其有机的配合在一起，进而产生一种刚中带柔的韵律，进而充分显现出大跨度一越而过的动态紧张感。而对于栏杆造型这一间接方式，则需做到尽可能保持横线条为主，梁式桥在设计中把梁体结构做到连续流畅，桥墩造型尽量不要过分繁琐，减少桥墩的数量。梁式桥更适合在平原地区和现代化的城市中，其平直简洁、刚劲有力的样式与平坦的地平线、宽阔的江河及现代城市直线条建筑保持相一直。2、拱式桥拱式桥给我们一种更为强劲有力的感觉，跨度越大越能凸显富有弹性的紧张感。同时，外加优美的弧线，清新悦目有典雅气质，其在形态上有着我们自然与人文协调之美。抛物线拱显力动美，圆弧拱显最宁静，拱形有抛物线拱、圆弧拱、尖顶拱、悬链线拱等。现在，已经有不少桥梁采用了高次抛物线拱，以便于和梁水平线相协调。同时，对于拱式桥的主拱来说，其要有较为恰当的矢跨比，进而让拱的优美曲线得到表现。同时，为了凸显拱优美又完整的形象，如果是拱梁组合结构，则要处理好拱肋与主梁节点关系。拱式桥拱曲线优美，古朴大方，适于水乡和文化古城，古塔高耸、河道纵横，亭、廊满地，自古以来塔、亭、廊与拱桥共存。拱式桥曲线美与起伏变化、层次性强的山峦相呼应。在与环境协调上，拱式桥功能、风格与外形的统一比其他桥更优越，拱式桥外部曲线形态及韵律更符合人们对美追求。与其他桥型相比，拱桥更适于山区、峡谷环境。3、钢构桥刚构桥为主梁与桥墩柱刚性联结，可单跨也可多跨，根据需要也能成带悬臂式，即T型刚构带挂孔结构。通过少量的构件形成的刚构桥，其形态较为简练强劲，线条流畅，传力路线清晰。因为桥墩与主梁是刚性联接，所以桥墩形式可丰富多彩。有时受地形制约，可将刚构桥墩柱做成倾斜，斜腿刚构有强劲力动感。特别是在V形深谷或立交道路，更显雄踞屹立。而V形墩连续刚构，桥墩由强劲“V”形构成，桥型简洁轻盈，外形似雄鹰展翅而赋象征意义。刚构桥造型设计自由度很大，利于从周围出发，考虑各部比例尺。刚构桥多用在桥下需较大净空和建筑高受限的情况，斜腿刚构特别适合跨度不大的V形深谷或立交道路。4、斜拉桥斜拉桥从主塔往两边伸出斜索拉起主梁，如果多条斜索是分散拉起的，则主梁就像是支承在多个弹性支承上连续梁一样，可以有效地降低主梁跨度，梁高大为降低，内力减小，自重减轻，桥梁跨越能力增加。斜拉桥主要由主塔、加劲梁和主索体现力动美，保证其不违美的比例，取得横向和纵向和谐。此桥型水平特长，主索和主塔起协调作用，水平延伸的加劲和向上伸展的主塔动势有视觉平衡，气势非凡的主塔有“高扬”功能，构成整体力动美。索塔标识功效不仅限于塔高高度，一旦塔高与塔宽比较大，则有明显地强烈动势。索塔形状对斜拉桥造型起决定作用。如果斜拉桥是某地域标志，那么索塔、特别是塔顶形状就是此标志物的标志。所以，索塔顶设附属饰物，如民族图案、尖形吉祥物、标记功能的尖塔形避雷设施等都有明显的象征、标志和纪念意义。设计从索塔结构受力出发，根据桥周围景观需要，选用美观新颖索塔，让其有观赏和象征双重功能。5、悬索桥悬索桥是通过索塔把主缆进行凌空架起，并由此经有序排列吊杆悬挂设加劲梁或加劲桁梁。其借主缆让桥跨一跨而过悬索桥，有一种力的紧张感与力动感。悬索桥结构轻盈飘逸，柔中济刚。和斜拉桥较为相似，造型重点仍是高耸索塔。索塔造型基调为曲线，与悬索桥形态相符，体现索塔优美柔和体态，对横梁、塔柱、塔座、塔冠均需圆角化处理。此二类桥型高耸索塔，隆起岛屿岩峰相近，特别是港口城市，白帆往来，船桅林立，与斜拉桥、悬索桥索塔、拉索刚柔相济，大跨径与弯曲海岸、宽阔海面相宜，悬索桥和斜拉桥适于海峡、港口城市。三、结论在进行桥梁的设计时，除了需要考虑桥承受荷载，还要考虑其造型与环境协调性，这两个主要功能、目标及造型要很好的结合在一起。桥梁设计符合桥梁经济、功能要求的同时，尊重原有环境下，分析桥梁完成后周边环境，保证桥梁造型设计与环境相协调。参考文献：[1]严斌.大跨度斜拉桥非线性粘滞阻尼器参数研究[J].铁道标准设计.2013(01)[2]陈裕民.京沪高速铁路跨吴淞江桥式方案研究[J].铁道标准设计.2013(05)[3]高振宇，郭文军，陈峰.桥梁设计与环境协调的美学考虑[J].铁道标准设计，2001，（1）[4]牛润明，张耀辉.桥梁设计的美学考虑[J].东北公路，2003，（1）[5]罗华莹.桥梁美学设计方法探索与研究[D].成都：西南交通大学，2006.