關(guān)于綠色市政橋梁設(shè)計的相關(guān)思考

隋春來

中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司 廣東 深圳 518034

前言橋梁工程相較道路工程而言難度較大、施工周期較長，施工期間必然會對周邊的環(huán)境帶來不利的影響。因此為了減少橋梁施工過程中對周邊環(huán)境的不利影響，實(shí)現(xiàn)綠色施工，設(shè)計人員須在設(shè)計之初對整個橋梁進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計規(guī)劃，從外觀結(jié)構(gòu)、耐久性以及實(shí)用性等方面進(jìn)行綜合的考慮，確保設(shè)計出來的橋梁在滿足安全以及質(zhì)量要求的前提下，符合綠色環(huán)保的設(shè)計理念。

1 橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

橋梁是供車輛和行人等跨越障礙的工程建筑物。在進(jìn)行傳統(tǒng)橋梁的設(shè)計時，設(shè)計人員需要考慮到諸多因素，如設(shè)計區(qū)域地質(zhì)特征、交通條件及水文環(huán)境等因素，結(jié)合這些環(huán)境條件綜合篩選出最適合的橋梁形式。

橋梁的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，就結(jié)構(gòu)上主要仍以橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及橋梁主體結(jié)構(gòu)兩部分組成為主。其中，橋梁基礎(chǔ)是承載整個橋梁結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式的選擇關(guān)系到了橋梁的整體穩(wěn)定性及安全性；橋梁主體結(jié)構(gòu)是承載橋面交通及荷載的主要結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)的形式?jīng)Q定了橋梁的類型及跨徑，是橋梁布設(shè)的重要控制因素。

從古至今在進(jìn)行橋梁的設(shè)計時，其設(shè)計的形式多種多樣，不同的形式存在有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，也適用于不同的地域。而就同一地域而言，與周邊人文及自然環(huán)境和諧、共存的橋梁結(jié)構(gòu)形式將給人們帶來更好的視覺享受[1]。

2 橋梁設(shè)計的現(xiàn)狀探究

現(xiàn)階段橋梁設(shè)計，設(shè)計人員在橋梁建筑材料選擇中，較多選擇的是在建筑工程中常用的鋼筋混凝土材料。這些材料雖可滿足結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求及強(qiáng)度，但是也存在著諸多的缺點(diǎn)。首先，混凝土材料屬于不可再生材料，材料的生產(chǎn)會帶來較高的能耗及資源浪費(fèi)。其次，混凝土的生產(chǎn)及施工過程中添加了種類繁多的化學(xué)添加劑，使其在施工及使用過程中將不可避免的對周邊環(huán)境造成污染。

此外，建設(shè)部門在橋梁建設(shè)選型期間，往往將對工程關(guān)心的重點(diǎn)放在橋梁建設(shè)的造價及建成后帶來的經(jīng)濟(jì)效益上，而忽略了橋梁建成后的養(yǎng)護(hù)成本及對周邊環(huán)境帶來的影響。橋梁建設(shè)中造成的二次資源浪費(fèi)及環(huán)境污染問題仍然較多。

3 綠色設(shè)計理念在橋梁設(shè)計中的思考

綠色設(shè)計是以節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境為宗旨的設(shè)計理念和方法，它強(qiáng)調(diào)保護(hù)自然生態(tài)，充分利用資源，以人為本，善待環(huán)境，是現(xiàn)實(shí)文明和未來發(fā)展的方向。結(jié)合綠色設(shè)計理念，本文就橋梁的設(shè)計過程中涉及的幾個方面進(jìn)行如下思考：

3.1 橋梁體系選擇

進(jìn)行綠色設(shè)計時，首先要注重對橋梁體系的選擇。簡約、實(shí)用的橋梁結(jié)構(gòu)體系可在最大的程度上降低工程建設(shè)中資金的投入及資源的浪費(fèi)。因此，橋梁的建設(shè)中，除特殊景觀效果要求外，橋梁的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量以簡約、實(shí)用為主。過分追求橋梁外觀造型的新奇美觀，只會造成橋梁與周邊環(huán)境的脫離，不僅影響橋梁所在環(huán)境的整體景觀效果，更會因?yàn)閺?fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)帶來的過長的施工周期，對周邊環(huán)境帶來更大的不利影響。

因此，在橋梁體系的選擇時，從橋梁投入使用以后的占地面積、地域特色方面考慮，設(shè)計出即可以體現(xiàn)當(dāng)?shù)靥厣?，又不會對環(huán)境造成破壞的簡約、實(shí)用的橋梁風(fēng)格，在綠色橋梁設(shè)計中顯得尤為重要[2]。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇

隨著新材料、新技術(shù)的不斷推出，橋梁的結(jié)構(gòu)形式愈發(fā)的多種多樣，橋梁的施工方式也不斷推陳出新。更快、更好地完成橋梁的建設(shè)，減少橋梁建設(shè)的時間成本、資源成本，降低橋梁建設(shè)對周邊環(huán)境的影響，是綠色設(shè)計理念下所應(yīng)考慮的內(nèi)容。結(jié)合現(xiàn)階段國內(nèi)外的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的橋梁設(shè)計將是未來橋梁設(shè)計的新方向。

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的橋梁建設(shè)需要各工程單位的協(xié)調(diào)配合。在設(shè)計過程中，簡化橋梁的結(jié)構(gòu)組成，將橋梁拆分為結(jié)構(gòu)、尺寸相同的標(biāo)準(zhǔn)化部件進(jìn)行單體設(shè)計，并通過套筒、預(yù)埋鋼筋等方式進(jìn)行連接；在生產(chǎn)中，通過工廠流水線完成對橋梁各標(biāo)準(zhǔn)化部件的批量化生產(chǎn)；在施工中，將統(tǒng)一運(yùn)輸至在橋址處的標(biāo)準(zhǔn)化模塊按設(shè)計要求進(jìn)行組裝施工。

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的橋梁組裝施工，可大幅縮短橋梁的建設(shè)周期，降低了資源的浪費(fèi)。并且通過對橋梁預(yù)制工廠的集中化環(huán)境處理，可有效減少橋梁現(xiàn)場施工對環(huán)境的不利影響，達(dá)到了降低環(huán)境污染的目的。

3.3 建設(shè)材料選擇

使用綠色理念對橋梁進(jìn)行設(shè)計時，增加橋梁的耐久性和實(shí)現(xiàn)橋梁建設(shè)材料的重復(fù)利用是橋梁設(shè)計中對建設(shè)材料選擇的兩個重要依據(jù)。

橋梁的耐久性主要體現(xiàn)在對施工材料的選擇上。在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，考慮到橋梁投入使用后周邊環(huán)境對橋梁結(jié)構(gòu)的侵蝕及影響，合理的有針對性的根據(jù)橋梁所處環(huán)境選擇不同的橋梁建設(shè)材料及防水防腐材料是橋梁耐久性設(shè)計的重要內(nèi)容。同時，橋梁投入使用后，應(yīng)確保定期對橋梁進(jìn)行有針對性的結(jié)構(gòu)檢測，以確保及時對橋梁進(jìn)行維護(hù)，延長橋梁的使用年限，減少因橋梁使用年限不足造成的橋梁重復(fù)建設(shè)。

針對不符合現(xiàn)階段使用要求的橋梁，為減少對資源的浪費(fèi)，應(yīng)對舊橋拆除部分盡可能的進(jìn)行回收及利用。在傳統(tǒng)的橋梁建設(shè)過程中，通常會選擇能耗較高的鋼筋混凝土材料，雖然可以滿足橋梁結(jié)構(gòu)的使用要求，但在橋梁后期拆除中由于其不可回收性，會造成大量的資源浪費(fèi)。同時，廢棄的建筑材料也會對周邊環(huán)境造成污染，不利于對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

因此為了保證橋梁建設(shè)的可循環(huán)利用性，需要對橋梁結(jié)構(gòu)材料的選擇及利用上進(jìn)行更多的思考，將低碳環(huán)保的設(shè)計理念引入到其中，盡量采用鋼材等可回收重復(fù)利用的循環(huán)材料作為橋梁的主要建設(shè)材料。

4 結(jié)束語

綠色設(shè)計理念存在于橋梁設(shè)計的方方面面，在日常的設(shè)計工作中，就需要從結(jié)構(gòu)的設(shè)計選型上做起，去掉傳統(tǒng)橋梁施工中影響施工進(jìn)度的華而不實(shí)的外表。在橋梁結(jié)構(gòu)選擇及耐久性上進(jìn)行考慮，在保證橋梁質(zhì)量的前提下，盡量提高橋梁的建設(shè)速度，增加橋梁的使用年限。而這就需要設(shè)計人員不斷努力，做好相關(guān)的計算工作，同時積極引入新的設(shè)計方法、新的結(jié)構(gòu)材料，不斷促進(jìn)自身行業(yè)的長足綠色發(fā)展。

[1]劉厚元.關(guān)于綠色市政橋梁施工及設(shè)計的相關(guān)思考[J].工程技術(shù):引文版,2016,(4):00131-00131.

[2]田秀銀.低碳視角下的綠色市政規(guī)劃實(shí)施研究——以鄭東新區(qū)為例[J].中州建設(shè),2015,(9):63-65.