王志臣
东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司黑龙江省 哈尔滨市 150040
摘要：目前我国在桥梁设计方面已经有了突飞猛进的进展，与以往的复古式设计相比，结合了具有新时代特点的仿生理念。由于对于桥梁设计中具有仿生学形式的特殊要求，设计者有必要掌握分类表和应用指标，并结合具体要求，综合仿生学的思想，突出桥梁的设计优势。而在本篇文章中，基于桥梁仿生概念的设计，分析了结构的特定形状，以提高桥梁结构的效率。
关键词：仿生理念；桥梁设计； 应用设计
前言：桥梁建设项目本身就是一个巨大的工程，影响到市政建设完整度以及整个城市的美观程度。在设计理念的不断更新过程中，仿生已经逐渐应用在了建筑设计中去。以桥梁设计为例，其在建筑设计过程中的创造严格要求仿生设计的形式，并考虑到设计模式的具体要求，有必要将生物和建筑工程结合在一起以优化设计指标并突出设计重点。设计者可以从微观和宏观两个方面研究，只有对各种设计概念的分析才能满足桥梁建设的仿生设计要求。
1. 仿生学理念在桥梁设计中的应用现状
1.1设计目标与方法
在对研究对象的分析和研究过程中，桥梁设计者必须考虑技术设计和生物学设计思想的具体要求，并在研究和设计阶段的前期应用中，应该符合生态系统的要求。可以通过对生态系统功能和人体结构的有效分析和使用来达到理想的设计目标。此外，对于桥梁设计和施工中的具体设计方法，设计师和建筑规划师应先分析基础理论，并考虑周围环境的数据和较为重要的设计性能要求来确定设计方案。只有定义了理论模型，我们才能吸收周围环境规律和特征，进而更好地进行对于桥梁的设计应用。并且，考虑到科技的更新以及现代计算机计算结果的变化，通过设计进行有效的建模，分析和仿真可能是理想的实用工程结构。
1.2仿生功能和设计优化
在整个桥梁结构的设计过程中，仿生设计形式是一个薄弱环节，在随后的设计过程中起着重要作用。生物在自然界中有生命，桥梁的设计却没有生命的特征。因此，仿生学的功能设计是关键，而仿生学的设计也是目前人们关注的关键。功能仿生学设计基于对自然生态规律和生长机理的研究，进行了进一步的分析，并能够将这些分析应用于建筑中。研究结果表明，为实现有效的生活改造而实施的建筑设计桥梁的设计过程对质量有严格的要求，但在实践阶段受到自然因素的影响，会出现不同程度的破坏现象。该项目正在逐步扩大，范围显而易见，因此必须在设计阶段解决空气动力学稳定性问题。基于仿生设计，如何提高桥梁的转向能力以及如何适应自然环境是设计的关键。发生灾难后，桥梁本身可以通过自身的结构优化和自我控制来应对载重的变化。
1.3新型材料的应用
近年来，随着现有科学技术的不断进步和发展，出现了许多在桥梁结构设计中起重要作用的新材料。仿生材料设计是指以化学成分研究为基础的材料，在活生物体的结构中具有实用性，强度和韧性高的特点，要结合材料的性能进行合理使用。以特定的材料为例，材料本身来自自然。随着现有科学技术的不断发展，出现了许多其他类型的材料，不同的材料具有不同的性能和抗张强度，考虑到简单结构的特殊要求，在设计过程中应合理使用材料以使性能最大化。
2. 桥梁设计中宏观仿生的应用
2.1结构仿生和创新
在整个桥梁设计的过程中，正确有效的创新设计本身就扮演着关键角色。而结构仿生学便是机械系统的特殊要求，在应用过程中，有必要分析各种物质和生物的特性和结构。为了将有用的内容应用于项目，必须最大化桥梁结构的稳定性和强度。现有创新设计的实质是满足设计要求，在仔细概括物种发展的阶段，了解结构设计，以便最大程度地利用桥梁结构的特性。而在探索新桥梁结构的过程中，知识和实际应用都会对整个设计产生很大影响。
由于缺乏设计经验，为了增强设计人员的综合能力，需要以创新设计为基础，分析各项指标，不断吸收新技术的功能，满足绿色设计思想的要求。
2.2神经系统仿生设计
在生物生活在不断变化的环境中，整体使用阶段必须使其适应外部环境的特定要求。人和动物的神经系统起着调节作用，有必要增强外部承载能力，要考虑到被动阻力和主动控制机制的要求，在设计阶段相应增加尺寸和重量，并且为了避免资源浪费。有必要使用长期规划形式对桥梁系统进行现代化改造。根据现代控制理论和计算机技术的不断发展，在应用神经系统的过程中，必须能够感知结构变形，动力反应等信息，使桥梁具有生命力和装饰性。有必要将外力的影响降到最低，进行调整结构处于活动状态，然后提高了应用程序的整体能力。
2.3生态观和桥梁设计
在生态建筑的设计阶段，无论生态状况或生态概念如何，都需要更新设计形式。成功的计划可以起到重要作用，从而尽可能避免不必要的资源浪费或其他现象。尽可能使用本地材料，主要是可回收材料，以确保有效地再利用。在规划和设计阶段，也要根据设计概念和作用的要求，考虑了太阳能和风能的特殊要求以减少能耗。
3.如何在桥梁设计中应用仿生理念
3.1做好仿生材料和桥梁设计的结合
设计师需要在设计过程中与建筑师沟通，同时要考虑到建筑材料库的属性，以确保设计过程中的变化以及使用材料具有合理性。在桥梁的设计和施工中，会出现各种程度的混凝土搅拌现象，因此，在材料应用阶段，有必要分析影响可持续发展的关键因素，并将其放在建筑设计中，充分揭示建筑材料的主要功能和特点，突出他们的应用优势。
3.2结合生态观和桥梁结构
设计师的思维方式和概念在桥梁的设计和建造中必须保持一致。考虑到仿生学对机理的基本要求，有必要分析相关行为，如生物学和能量转换。在桥梁建模阶段，有必要分析一般的自然现象，并为以后的设计和施工阶段做好工作，以增加桥梁的使用寿命和经济效益。
3.3结合形态仿生和概念设计
根据生态学理论和机理的要求，有必要保护环境和节约资源，这是当前设计的重点。环境保护和区域规划必须在同一范围内进行，并考虑到推广的具体内容，我们必须将负面影响降至最低，按照设计要求有效使用，然后增强结构应用的效益。在随后的仿生学应用中，我们必须有条理地将理论与实践结合起来，我们必须进一步丰富设计师的创造空间，开发出更具灵活性和创新性的方案，然后必须不断吸收自然的本质。在设计过程中，我们必须充分利用现有材料，坚持可持续的设计理念，以最大限度地利用材料。如果实施有效利用现有材料可以减少资金投入，可以适应当地条件进行设计。但还必须符合设计形式的要求，不能脱离原始设计灵感，根据现有设计模型进行创新使用，有效设计，然后达到预期的设计效果。根据形态仿生学和概念设计的特殊要求，有必要将它们有效地结合起来，以确保自我调节和宏观效应的能力，避免出现设计不合理的现象，以达到理想的应用优势。
结语：在桥梁的设计和施工阶段，对仿生设计的形状提出了严格的要求。由于其特殊性，必须在构造时使用某些材料，同时要考虑到构造，计划和控制机制的特定要求，以便在设计和计划中很好地工作以实现材料的有效利用。仿生设计是许多学科的基础理论的结合，相关人员必须认真分析并制定适当的解决方案，以利用自然实现社会的可持续发展，从而真正提高群众的生活水平。
参考文献：
［1］周翠芳，张美英．桥梁设计过程中仿生理念的应用研究［J］．山西建筑，2014(12):210－211．
［2］陈志兴．桥梁设计过程中仿生理念的创新性应用［J］．江西建材，2016(01):140－141．