绿色设计理念在市政桥梁设计中的应用研究

发表时间:2021/7/27   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:卿明成
[导读] 摘要:市政桥梁在人们的日常生活中扮演着重要的角色,市政桥梁设计实践“闭环设计、资源利用最佳、能耗最低、零污染、技术先进”的绿色设计理念,能够比传统桥梁设计更具美观、安全和经济适用性,体现环境友好、可持续发展的绿色设计理念。
        重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司  重庆市沙坪坝区  400000
        摘要:市政桥梁在人们的日常生活中扮演着重要的角色,市政桥梁设计实践“闭环设计、资源利用最佳、能耗最低、零污染、技术先进”的绿色设计理念,能够比传统桥梁设计更具美观、安全和经济适用性,体现环境友好、可持续发展的绿色设计理念。基于此,本文将对绿色设计理念在市政桥梁设计中的应用进行研究。
        关键词:绿色设计理念;市政桥梁设计;应用研究
        1 绿色设计理念在市政桥梁设计中的应用概述
        绿色桥梁设计的基础为桥梁结构,具有经济实惠且构造简单的特点,充分适用统一化标准,能够彰显出市政桥梁工程项目的耐用性与经济性。在设计绿色桥梁时,要严格控制工程量,降低施工成本,缩短施工周期,确保工程项目的各项工艺流程符合要求,在满足上述要求的前提下,需要充分考虑工程项目的周边环境,充分发挥桥梁工程的优势,凸显桥梁环保性以及安全性。在桥梁设计施工的全过程中,应充分展现绿色设计理念,尽可能降低后续维修、改造、保养成本,节约能源消耗,提升工程项目的经济性以及社会效益。在具体实施中,应遵循以下原则:
        坚持技术主导性,推进技术创新。借助先进科学技术提升设计水平,加强技术创新,积极采用高性能混凝土、耐候钢等新材料、推进桥梁(梁、柱、桩等)预制装配化,更加注重从技术层面减少对于环境和生态的破坏。
        坚持功能性主导原则,合理确定建设规模。桥梁建设规模对社会效益、经济效益及生态效益影响巨大,通过对工程量和任务量合理控制,能够降低成本,缩短施工周期,实现社会、经济及生态效益最大化。
        推进桥梁全生命周期设计。绿色桥梁设计需要对整个周期进行考虑,不仅要考虑建设阶段投资、也要考虑运营阶段保养和改造成本,实现桥梁全周期具有较高的经济性。
        坚持环境保护和资源利用最大化。同时桥梁周边的环境需要充分加大考虑,将桥梁具体的功能有效体现出来,让桥梁不仅质量上得到保证,还具有一定的环保功能。
        2 绿色设计理念在市政桥梁设计中存在的问题
        2.1 桥梁的设计理论和构造体系不完善
        不同的设计人员、不同的设计环境都会对结构体系提出不同的布局和构造要求,设计人员应具有丰富的经验,并能对结构本性进行正确的判断。桥梁的设计规范不应包括设计人员工作范畴的各种问题,因为规范更新的再快也适应不了新材料和新技术的发展要求。不可否认的是,无论结构设计如何改进,在设计中的首要任务仍是选择经济合理的结构方案,确保结构的安全性。
        2.2 对公路桥梁规划设计不全面、缺乏创新意识、观念落后、设计方案陈旧
        随着我国交通建设经济的快速发展,这就表明了对公路桥梁建设要求越来越高,然而,在桥梁设计中,我国大部分地区的农村或城市仍在沿用过去的公路桥梁设计模式。旧的设计方案模式和原有的设计方法思路,已适应不了现实交通发展的需求。
        2.3 市政桥梁设计中往往忽视内在结构关联问题
        现实中,因桥梁设计人员常满足于桥梁结构压力强度计算上的安全度需要,但忽视了从桥梁结构体系、结构应力、结构材料、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。甚至于出现了一些桥梁仅用了几年就因为结构设计的缺陷.出现了结构安全问题。
        3 绿色设计理念在市政桥梁设计中的应用要点
        3.1 勘测作业
        桥梁工程勘测是桥梁设计的前置条件,勘察成果质量将对整个桥梁设计造成巨大影响。勘测工作是桥梁工程项目最重要的环节,勘测作业质量直接关系到后续桥梁工程项目的设计质量以及施工作业质量。

为更好地践行绿色设计理念,在勘测阶段,技术人员需要对桥梁工程项目进行初步探测、定测、详勘,技术人员在开展勘测作业时,要充分依照勘测作业规范开展相应活动,结合工程项目的实际情况,科学合理地设置工作任务。根据交通要求、桥梁工程项目的任务需求,合理布设两个以上的桥位方案,确保设计方案的合理性;设计方案评审专家与政府有关职能部门在选用方案时,应确保备选方案符合相关要求,深入分析方案后续影响,重点关注设计的合理性以及勘测方案的可操作性,将环境影响、养护成本、运营成本考虑在内。
        3.2 将传统施工技术和现代信息技术相结合
        桥梁是公路重要组成部分,桥梁的质量直接影响着公路的畅通以及行车安全。公路桥梁工程的质量,关键在于施工技术的提高。只有把传统的桥梁施工技术和现代信息技术有机结合起来,做好工程的前期设计,才能提高我国公路桥梁建设的质量。
        3.3 在设计时要充分考虑桥梁的超载问题
        超载问题在我国相当普遍,这种现状不能在短期内得到解决,工程设计人员在设计初期就会面临这一问题,因此应该在公路桥梁前期设计时充分考虑到公路桥梁在建成交付使用后所面临的超载问题。
        3.4 加强重视结构的耐久性问题
        桥梁在建造和使用时,一定会受到有害化学物质和环境的侵蚀,并且要承受着车辆、地震、风、疲惫、人为、超载因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。
        3.5 绿色桥梁设计的指导思想
        第一,合理选择桥梁体系。目前常用的桥梁结构型式主要有拉索结构、桁架结构、拱结构、梁板结构等,因各自特点而适用范围不同。绿色桥梁设计时需立足于工程实际,对不同桥梁组合体系分析比选,综合考虑资源利用最佳、实施过程零污染、全生命周期能耗小的设计理念,同时满足经济、安全、适用、美观的基本要求。第二,桥梁结构设计秉承绿色设计原则。应用闭环设计原则有效对桥梁结构进行设计,设计时以桥梁总体布置及自身承载能力为前提,采用精准结构模型有效计算分析,确保桥梁安全性。海上架构的桥梁,需对风荷载、湿热空气全面考虑,如桥梁采用钢结构,需做好防腐工作。借助资源最佳利用原则,桥梁设计时可采用模块化方法,优点是更易拆除及更换,且这些构件拆除之后,仍具有较大的利用空间。设计中还需秉承能源消耗小的原则,追求零污染的标准,这需要进行设计时加强结构受力分析,合理布置桥梁尺寸,有效把控配置的材料。同时,加大对技术先进原则的秉承力度,设计桥梁结构过程中,积极采用新技术、新工艺开展对桥梁结构设计。
        3.6 桥梁附属工程
        设计团队在设计市政桥梁项目附属工程时,要将重点放在排水系统、伸缩缝、桥梁支座、照明系统等方面。施工团队应充分结合市政桥梁项目的设计方案,确定附属项目的整体造价,并结合项目周边地区的经济发展情况,决定附属工程具体的施工方案。附属工程建设规模会在一定程度上影响桥梁整体的施工效果,进而影响市政桥梁项目的生态效益、经济效益、社会效益,直接关系着周边环境社会经济的发展。基于此,设计、施工团队应确保桥梁项目的附属工程不会产生有毒、有害物质;在设计市政桥梁附属工程时,融入绿色设计理念,能够在一定程度上弥补市政桥梁工程项目的缺陷,提升桥梁设计工作的实用性、科学性、合理性。
        4 结束语
        绿色设计是一种新的理念,随着严峻环境问题而愈发彰显重要性。引入绿色桥梁设计理念,将能源消耗全面降低,进行循环使用并对生态环境进行有效保护。同时考虑桥梁使用寿命、性能及耗能优化,实现桥梁全生命周期周期的绿色设计,让绿色桥梁走可持续发展的道路。
        参考文献:
        [1]吴红营,张兴波.绿色设计理念在市政桥梁设计中的实践[J].城市建设理论研究(电子版),2019(06):164.
        [2]高淑荣.绿色设计理念在市政桥梁设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2016,39(07):127+129.
        [3]孙玉平.绿色设计理念在市政桥梁设计中的应用研究[J].工程与建设,2021,35(02):239-240.
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