写作思路:可以根据现如今中国桥梁建设的发展水平进行阐述,可以从技术创新体制建设方面这个角度出发进行描述,中心要明确等等。
正文:
现如今,我国的桥梁建设事业飞速发展,如何利用现有的设备来满足人民对交通便利的需求,成为桥梁建设所要面对的主要问题。相信随着施工施工技术的发展、经验的积累及计算软件的普及,会出现更多更好的公路桥梁施工方法。
由于我国仍处于社会主义初级阶段,我国桥梁施工单位与其他一些企业一样,工作任务仍要靠上级直接下达命令,所要做的科研项目和技术改进还要靠有关部门立项拨款才可进行后续工作,而当桥梁施工完成后又往往束之高阁,只有一小部分能产生应有的可观效益。自从中国加入世贸组织以来,由于受国际关系的影响,我国桥梁建设行业与真正的国际标准要求还是存在很大的距离。这使得企业在桥梁施工的技术创新方面的紧迫感和积极性都大打折扣。
首先,在技术创新体制建设方面出现了缓慢进展的局势。虽然国家有关部门已经明令要求大型桥梁施工单位要建立以技术为中心的一种系统的创新体系,但仅仅有一小部分的企业响应了国家的号召,大部分桥梁施工单位仍选择维持旧有的施工技术体制,甚至有些企业仅仅在表面上建立了技术中心,而实际上却没有按新的体系运行。
其次,桥梁施工单位对技术创新工作的重视程度还是不够。由于施工建设市场的不完善和一些不良的施工风气的影响,许多人认为只要能拿下桥梁施工工程就可以把一系列的任务都能完成,这也就造成了他们重经营轻技术问题的产生。
除了以上两个方面,施工技术创新的投入还是不够。这也就导致了技术创新的积极性不够,多数桥梁施工单位对于科技的投入量不够,技术进步速度受到不同程度的影响,造成了产业升级相应滞缓。
施工人员可以利用强制式来对混凝土的拌制,需要注意的是拌制时间一定要达到施工要求,拌制时间既不能太长,也不能太短。因为搅拌时间如果过短,那么混凝土的混合将不会均匀,而搅拌时间如果过长,那么将会破坏混凝土原材料的结构。
同时,在混凝土搅拌的过程中,一定要严格的控制加水量和外加剂的用量。只有科学的控制水灰比例,减少混凝土的干缩量。只有把混凝土拌制均匀,才能达到混凝土的设计强度,从而满足桥梁施工的需要。
良好的混凝土施工技术不仅能降低混凝土内部的温度,还能减少混凝土的内外温差,这样会使由温度造成的裂缝产生几率得到降低。施工人员可以利用插入式振动器的振实来进行混凝土浇筑的过程,在这个环节,是不允许过振现象所导的混凝土表面粗、细集料离析而靠近模板的混凝土表面集料集中问题的出现,也要注意不可产生漏振而使混凝土表面产生麻面、蜂窝、孔洞、裂缝等质量问题。
在每次地振捣部位振动直到混凝土停止下沉不再冒出气泡、表面呈现平坦泛浆,才可以徐徐提起振动器。总之,混凝土的振捣应引起施工人员足够重视,只有混凝土振捣的结果符合要求,才能使桥梁的施工质量得到保证。
裂缝是桥梁施工的主要病害,那么对于防止裂缝产生的关键在于混凝土的养护。混凝土浇筑收浆完成后应及早进行洒水养护,保持混凝土表面处于湿润的状态。由于水泥在水化过程中产生很大的热量,混凝土空心板在浇筑完成后必须在侧模外喷水散热,以免混凝土由于温度过高,体积膨胀过大,在冷却后体积收缩过大产生裂缝。
在桥梁工程的施工期间,预应力的检查结果一切正常。但在后期的相邻标段的现浇梁施工时,却发现梁顶面的高程出现异常,这很可能是由于边墩顶内侧支座脱空造成的。在对桥梁预应力问题的处理中,桥梁施工单位面临着巨大的压力, 桥梁的基础、桥墩、现浇梁施工的各个工序都会造成预应力问题的发生。
在桥梁可以通车后,气温回升会造成桥梁弯处梁不同程度发生了支座脱空现象, 使桥面伸缩缝受到严重的损害而使路面无法正常行车。支座脱空的处理方法是十分困难和复杂的,需要将箱梁整体起顶后进行支座位移,同时要对墩帽及桥墩进行加宽处理,基础要增加钻孔桩。匝道被迫封闭,处理时间长达半年。
局部蜂窝问题的产生主要是因为混凝土结构强度大大降低了结构的严密性,其疏松的结构强度几乎达到了最低点。在桥梁的使用过程中,如果发生局部蜂窝问题,会导致它所承受能力极大地减少,并且遭受腐蚀而造成重大的损伤的几率更大,大大地降低了桥梁施工工程的承载力和耐久性。
现如今,我国的桥梁施工建设如火如荼,如何利用现有的施工技术来满足人民对交通便利的需求成为桥梁建设所要解决的主要问题。相信随着施工技术的发展、经验的积累,会出现更多更好的桥梁施工方法,为国家和人民的财产安全提供更有效的保障。
你可以从某个方面谈例如桥梁、桥梁美的释义
桥梁建筑就其审美意义来说,它从属于美学的范畴,而美学作为一门专门学科,涉及面十分广泛。他的研究包括有整个艺术领域的一般规律。对于桥梁造型符合美学规律的组织与优化一直是那些懂得桥梁结构规律的建筑师的行为,到上世纪下半叶人们开始认识到桥梁设计不仅要“关心自己”同时还要“关心别人”如关心桥梁对城市大地的影响,关心桥梁作为一个城市的标志性建筑的意义,关心桥梁美与周围环境的和谐美,将桥梁美学上升到解决被道路切割的大地之物的生存与敷衍的高度,也就是桥梁还要“关心”生态环境。这些绝非纯粹的美学或纯粹的桥梁结构工程专业人员所能解决的,这需要既懂得桥梁结构又深谐美学的人来解决。桥梁作为一种建筑,尤其是大桥,它具有使用和观赏两项功能,桥梁设计者运用结构学原理进行设计,以满足交通使用的要求,同时,还要运用美学原理进行构思,以满足人们观赏及改变环境景观的要求。人们对于桥梁美学的关注也比较早,人们所建设的桥梁不仅希望桥梁所能达到实用的功能,而且还要非常关注美的特性,例如北京郊区的卢沟桥。不仅栏杆上雕刻的485个狮子千姿百态,堪称一绝,桥头的华表,碑亭更是典雅华丽,比例恰当,精美异常,而且大桥的整体造型,对称均衡,比例恰当,和谐统一。清代乾隆年间修建的颐和园玉带桥和17孔桥,也以其独特和美丽的造型驰名中外,洁白的桥身与清山碧波、绿树红花、亭台楼阁融为一体,和谐美观、相映成趣,一直是许多画家和摄影爱好者入画入照的佳景。现代人们更注意桥梁美学的功能,例如我国最近几十年修建的长江上的铜陵大桥和赣江上的南昌八一大桥,江阴长江大桥等和国外的许多的桥梁,都做了专门的景观设计,使这些桥梁不仅体现了大型桥梁的造型美,而且也产生了很好的社会效益。
3、美学与哲学
3.1、美的属性美的属性与根源在历史上是个争论不休的话题,美与丑是相对的,美丑作为相对面而包含了很多的东西,西方哲学问题既有理性与感性的、主观与客观上的形式与内容上的统一、又有相对性的一面。3.2.1美的客观性美作为一个存在是客观的,以客观为基础的这种客观性在于它的物质性,桥梁美学也是如此,其客观基础具体是指形态材料技术和功能要求。3.2.2美的主观性美的主观性是美的主观部分,客观审美对象是在审美主题的主观意识相结合而得出美与丑的判断的,因此也是美的主要部分,当然不能把美视仅存在于主观意识之中,因此在桥梁设计中既要重视建筑材料,结构形式,技术水平等客观规律,又要充分发挥和调动人的主观能动性,在桥梁美学方面要避免主观性。往往和对待其他事物一样,为自己的劳动成果沾沾自喜,自以为美,以及由于其他人的原因或特定环境而产生主观上的美的偏见等。3.3、美的相对性美既是主观与客观的统一,客观与主观因素的变化,自然会产生审美观念的不同,不同地区不同民族社会政治经济性质,每个人的处境美学修养文化素质不同,也引起审美标准的相对变化。即使同一个人其所处的环境情绪年龄的变化审美的观念也会相对变化的,这是美的相对性。另外,美是相对与丑而言的,美和丑相比较才显出美的,二者是相辅相成的。互相渗透的,美中有丑,丑中有美。正因为美的相当性,才会有了多样化的世界,才有了桥梁建筑上的千姿百态,才有了丰富的美的感受。3.4、美的社会性人的美感与人的社会实践和社会意识有直接关系 ,不完全决定于人脑思维方式和规律,如抽象思维、形象思维和灵感思维。即便两个人的思维方法和规律相接近,但社会实践不同从而社会意识不同,美感也很不一样。在阶级社会中,统治阶级的美感同被压迫被统治的劳动人民的美感不一样;而在今天,有些人认为是美的东西,而我们大多数人都说是精神污染。所以美的实践又是一项人的社会活动的产物,必须从社会活动的规律去理解。没有什么脱离社会实践的所谓美。虽然美具有相对性,但不可能引导到绝对主义,即认为美没有一定的标准,可以仁者见仁,智者见智。不能否认美的社会性,即在一定的时期内一定的社会里,具有较统一的,能为一定社会群众普遍接受的审美标准,如文艺复兴时期,西方桥梁以烦琐的装饰为美,20世纪,则普遍倾向于简洁明快,纤细流畅,但无论如何,多样统一,比例和谐均衡稳定,韵律优美仍然是各个时期桥梁美的基本原则。我们也是依靠这种理论上心理上的。时代的和社会的特性来研究桥梁美学的。4、桥梁美学的特点
对于造型符合美学规律的组织与优化一直是那些懂得桥梁结构规律的建筑师的行为,到上个世纪下半叶,人们开始认识到桥梁设计在美学方面要考虑很多方面,如关心桥梁对城市大地的影响,关心桥梁作为一个城市的象征性建筑的标志意义。桥梁美学上升到既懂得桥梁又懂得美学的专业人士的需要。4.1、桥梁美学的技术特性桥梁不能一味盲目地追求美学,首先是解决通行功能,并在技术与经济之间的优化,这是桥梁设计施工规范的基本要求,因此,桥梁美学设计必须符合桥梁功能,经
桥梁工程概论论文
桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程,以及研究这一过程的科学和工程技术,它是土木工程中属于结构工程的一个分支。下面是我整理的桥梁工程概论论文,欢迎阅读参考!
摘要: 通过对《道路与桥梁工程概论》的学习阅读,对课程基本体系进行梳理,系统扼要的概括了道路路线平、纵、横断面和定线设计的原理和方法、路基路面和桥梁工程的分类构造、设计方法和建筑技术;对笔者较感兴趣的桥梁基础工程以较大篇幅介绍;通过课程学习,进一步加深对路桥工程的认识,为后续学习深造奠定基础。
关键词: 道路线形、路基路面工程、桥梁工程、桥梁基础工程
1. 课程总结
本课程系统扼要的阐述了道路路线平、纵、横断面和定线设计的原理和方法、路基路面和桥梁工程的分类构造、设计方法和建筑技术,采用的现行的道路与桥梁工程有关设计施工规范和标准,并适当介绍了当前我国工程实践中应用的新技术、新材料及新方法,对路桥的发展史作了系统的简述。
1.1. 道路线形
道路是三维空间的工程实体,需由平面、纵断面和横断面来确定其方向、高程和几何形状。
1.1.1. 道路平面线形
路线的平面是道路的中线在水平上的投影。现代道路平面线形要素包括直线、圆曲线、缓和曲线。平面曲线必须与地形、环境、景观等相协调,同时应注意线形的连续与均衡性,并同纵面线形相互配合。
1.1.2. 道路纵面线形
路线的纵断面是路线的中线在竖直面上的投影。纵断面的设计成果有路线纵断面图和路基设计表。纵断面图是道路纵断面设计的主要成果,将其与平面图结合起来,就能准确地定出道路的空间位置。在纵断面图上有两条主要的线:一条是地面线,另一条是设计线。道路纵断面线形设计要素包括纵坡度、竖曲线等。纵坡及坡长、竖曲线的设计应以《公路工程技术标准》为基础,从经济、气候、地理环境等方面综合考虑通过计算进行设计。
1.1.3. 道路横断面
道路的横断面是沿道路中线上任意一点作的法向切面,它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。城市道路横断面由车行道、人行道和绿化等部分组成。路幅由公路和城市道路组成。根据不同的路幅,它们的特点不同,设计要求也不相同。路幅的宽度是根据它的布置类型和组成部分得出的各组成部分的宽度来确定的。横断面设计成果有横断面图、路基土石方数量计算与调配表。
1.1.4. 道路路线交叉
道路与道路或道路与铁路相交部位称为道路交叉口。它是道路系统的重要组成部分,是道路交通的咽喉。道路交叉口设计的基本要求为:一是保证车辆和行人在交叉口处能以最少的时间顺利、安全通过,即使交叉口的通行能力适应各条道路的行车要求;二是正确设计交叉口立面,保证转弯车辆行驶稳定;三满足排水要求。
道路交叉口类型:
立体交叉
分离式立体交叉
隧道式、跨路式 互通式立体交叉
部分互通 菱形、环形立体交叉口 完全互通
苜蓿叶式、完全定向式、 喇叭口互通式、Y形互通式
2. 路基路面工程
路基是在天然地表面按照道路设计线形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的带状土工结构物,起承受行驶车辆荷载、路面及自身重量的作用,是道路工程的重要组成部分路基工程质量直接影响到结构物的排水稳定、公路的使用品质、旅客的舒适和正常的行车交通。 路面是在路基表面上用各种不同材料分层铺筑而成的结构物。路面工程的发展趋势为:设计自动化、施工机械化、设计和质检规范化、测量自动化、材料和结构多样化。
2.1. 路基工程
路基工程的特点是路线长、通过的地带类型多,技术条件复杂,受地形、气候和水文地质条件影响很大。道路路基的设计原则是受路基土的土体及其工程性质、水温状况与干湿类型、受力状况与工作区所影响的,土基的各种设计参数都是根据当地当时的环境条件以及试验等方式得出的结果运用公式加以计算推断出来的。其设计需满足(1)足够的强度(2)足够的水温稳定性(3)足够的整体稳定性
路基的变形是由于土在自重和车轮荷载的作用下,通过土基内水温变化及风化作用产生的弹性和不可恢复的残余变形。破坏形式如下:
由岩土所筑成的路基,受外界环境的影响,因此需要防护与加固,其主要内容有:边坡坡面防护(植物防护和矿料防护)、沿河路堤冲涮防护与加固(石砌防护和抛石防护)以及湿软地基的加固处治。
2.1.1. 路基稳定性设计与施工
2.1.1.1. 路基边坡稳定性分析
路基是工路的'承重主体,一般路基设计有路基的宽度、高度、边坡坡度以及它的附属设施。为保证路基的强度和稳定性,一般对路基的设计有以下要求:(1)路基设计之前,应做好全面调查研究;(2)路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件,选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。路基的横断面形势包括路堤、路堑和半填半挖路基。(3)陡坡上的半填半挖路基;(4)沿河路基边缘标高符合要求。 路基边坡稳定性分析的计算参数:土的计算参数(容重、粘聚力和内摩擦角)、边坡的取值、汽车荷载当量换算。路基边坡稳定性分析方法:工程地质法和力学分析法(直线滑动面法和圆弧滑动面法)。
2.1.1.2. 挡土墙
挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。其作用是承受支挡土体的侧压力,稳定边坡、防治滑坡,防止路堤冲刷,并节省路基土方数量。在公路工程中,它广泛应用于支撑路堤和路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。挡土墙的类型可按照设置位置、墙体材料、结构形式等进行分门别类。它的结构类型包括:实心式、悬臂式、锚杆式、加筋土式。挡土墙一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。挡土墙土压力包括静止土压力、主动土压力、被动土压力,需进行结构承载能力验算、稳定性验算。
2.1.1.3. 路基的施工
路基压实是路基工程的关键工作,影响压实的主要因素有含水量、土质、压实功、温度。
路基施工采用机械施工或辅以人工施工。施工要点如下:(1)边坡放样,树起标杆(2)斩草除根,陡坡挖阶(3)清淤排水,铺设盲沟(4)土质良好,清除杂物(7)削拍边坡,整型验收。
2.2. 路面工程
在路基顶面铺筑路面结构层,路基横断面沿宽度方向由行车道、中间带、硬路肩和土路肩所组成。各部分的宽度及组成与道路等级、设计行车速度等有关。路面横断面形式有槽式和全铺式。路面等级有高级、次高级、中级和低级四种。路面应保证具有下列性能:强度和刚度、水温稳定性、耐久性、表面平整性、抗滑性、环保性。
路面类型可以从不同角度来划分,从路面的力学性能分为刚性路面、柔性路面和半刚性路面;按照面层所用材料区分,可分为水泥混凝土、沥青、砂石,不同材料其设计参数、路面特点也完全不同。沥青路面使是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。水泥混凝土路面有较沥青路面使用寿命长、造价低等优点。
2.3. 路基路面排水系统
路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。
路基排水的目的是减少路基的湿度,保证路基常年处于干燥或中湿状态,确保路基路面的结构稳定。路基排水设计应遵循功能完善、自然和谐、维修便利以及造价合理等原则。它包括填方段排水和挖方段排水。
路面排水包括路面表面排水和路面结构排水。
3. 桥梁工程
各种桥梁造型精巧别致,将美学与工程技术完美的结合,看到巧夺天工般的各种桥梁,我们不能惊叹设计者、建造者的智慧。桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、车辆、行人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其他交通线路时使用的建筑结构,它是交通线的重要组成部分。
3.1. 桥梁的基本组成和分类
3.1.1. 桥梁的基本组成
桥梁由五大部件和五小部件组成,五大部件:桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台和墩台基础。五小部件:桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝和灯光照明。
3.1.2. 桥梁的分类
桥梁种类繁多,按结构体系划分,桥梁分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥(吊桥)、斜拉桥等五种基本体系。按用途划分,有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、人行桥、运水桥及其他专用桥梁。按桥梁全长和跨径划分,分为特大桥、大桥、中桥和小桥。
3.2. 桥梁的总体设计要点
桥梁的设计根据其使用任务、性质和所在路线的发展远景,应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求,还应造型美观、有利于环保;同时应该因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。设计内容包括桥梁纵、横断面设计和平面布置。设计程序为:(1)“预可”和“工可”研究阶段(2)初步设计(3)技术设计(4)施工图设计 。通过比较设计方案,选取最佳方案付诸实施。
3.3. 桥梁的施工技术
为了多快好省地进行桥梁施工,通常应对全桥的工程根据技术状况、水文条件、机械设备能力、劳动力等条件作出全面规划,包括拟定切实可行的施工方法、安排施工进度计划、确定合理的施工场地布置等,以便对桥梁施工的全过程做到心中有数,有利于加强施工管理工作,并有计划、科学地指导施工。
介绍了混凝土简支梁的制造工艺、各种运输安装方法、以及大中跨径桥梁悬臂法施工工艺。
3.4. 桥梁的基础工程
通过学习了解了桥梁基础的相关知识,有机会将加强对于基础部分的技术与施工问题的学习与研究。桥梁基础分为:刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等。
3.4.1. 各类基础适用条件
3.4.1.1. 刚性基础:
适用于地基承载力较好的各类土层,根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、爆破等设备和方法开挖。
3.4.1.2. 桩基础
按施工方法可分为沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩,其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。
3.4.1.2.1. 沉桩
(1)锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土,根据土质情况选用适用的桩锤;
(2)振动沉桩法一般适用于砂土,硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土;
(3)射水沉桩法适用在密实砂土,碎石土的土层中,用锤击法或振动法沉桩有困难时,可用射水法配合进行;
(4)静力压桩法在标准贯入度N<20的软黏土中,可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉人各种类型的桩;
(5)钻孔埋置桩为钻孔后,将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋人,并在桩周压注水泥砂浆固结而成,适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。
3.4.1.2.2. 钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。
3.4.1.2.3. 挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水,且较密实的土层或风化岩层,如空气污染物超标,必须采取通风措施。
3.4.1.3. 管柱、沉井 适用于各种土质的基底,尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下,不宜修建其他类型基础时,均可采用。
3.4.1.4. 地下连续墙
适用于作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物基础,可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。
3.4.2. 施工方法
3.4.2.1. 明挖扩大基础施工
明挖扩大基础施工的内容包括:基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑(浇筑)基础结构物等。
3.4.2.2. 钻孔灌注桩基础施工
钻孔灌注桩的特点是桩长可以根据持力土层的起伏面变化,并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋,钢筋用量较少,便于施工,且承载能力强,故应用较为普遍。 钻孔注桩施工的主要工序有:埋设护筒、制备泥浆、钻孔、成孔检查与清孔、钢筋笼制作与吊装、灌注水下混凝土等。
4. 学习心得
学习《道路与桥梁工程概论》这门课程,对于道路与桥梁有了更多感性直观的接触,加深了理性认识,得了许多道路与桥梁工程方面的相关知识,不仅对将来的工作有很大的帮 助,有些知识甚至能运用到日常生活中,这大大提高了我们的工程和人文素养,开卷有益,受益良多。
5. 参考文献
[1]叶国铮、姚玲森、李秩民.道路与桥梁工程概论(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2006.2
[2]应惠清、曾进伦、谈至明、魏红一.土木工程施工(第二版)[M].上海:同济大学出版社2009.9
一、桥梁建筑美学
自古以来,建筑(包括桥梁建筑)与绘画、雕塑被称为三大造型艺术(又称为空间艺术或视觉艺术)。它和其他门类艺术有共同的特征,如:鲜明的形象、强烈的艺术感染力、
、反映时代特征等。但是桥梁建筑艺术作为实用艺术,又有它自己独特的艺术特征。
功能价值与审美价值的统一。桥梁建筑不仅要表现出结构上的稳定连续、强劲力感和跨越能力,而且要有美的形态与内涵,只有内容和形式的高度统一,才能显示出不朽的生命力。
艺术和技术紧密相关。技术本身也是美的因素之一,计算力学、钢筋混凝土的发展,才使各式轻巧、大跨的桥梁得以出现。
桥梁建筑美的基本因素:
一.统一和谐
二.均衡稳定
三.比例协调
四.韵律优美
统一和谐
多样统一是形式美的一种高级形态,也是创造形式美的最高要求。从本质上讲,多样统一的和谐规律与人类社会和自然界一切事物的发展规律相一致。
一、 多样统一
多样统一产生和谐是自古希腊以来美学家们一向极为看重和追求的。毕达哥拉斯学派的美学思想就是建立在自然科学基础上的和谐,他们认为"美就是和谐","和谐是杂多的统一",和谐的事物可以引起人们生理和心理上的共鸣,因此就产生了美感。并从数的和谐又联系到音乐的节奏乃至建筑上的柱、门窗等构造要素的排列,形成了衡量美的客观理论性尺度。
多样统一,一般表现为两种形态,即有差异的统一和对立的统一。前者属于各种不同量的因素之间的变化,如各种形式要素的多少、高低、长短、大小等,呈现出一渐变的调和美。后者是指各种不同因素之间的对立统一,如刚柔。明暗、冷暖。浓淡等有规律的组合,这种形态往往造成强烈的感观效果,在对比中见统一。
在桥梁建筑设计中应该注意在变化中呈对比,于对比中求和谐。这里变化多样是基础,差异对比是手段,统一和谐是目的。
二、桥梁建筑中多样统一手法
桥梁及周围环境的复杂多样是必然的,桥梁的组成有上部结构、下部结构、附属结构,又有主桥、引桥之分,不同部位的组成部分各有不同的功能,不同的功能又表现为不同的形式,而所构成的桥梁整体,要完成一个具体的总的目的或功能。因此,一切都要围绕着这个目的,使整个桥梁建筑自身及与周边环境成为有机的整体,而不是杂乱无章、支离破碎。
1.多样中求统一
从复杂的结构中提出各种可以互相统一的因素,起到衔接。联系和协调的作用,使整体看起来"天在无缝"。如桥梁中栏杆。灯柱、行杆。桥墩、跨度一般采用整齐划一,相同形态、相同间距或有规律的变化,从而起到整体统一协调、简洁明快的效果。
2.统一中求多样
单纯的同一是统一的最简单形式,过多的"同"不可避免地会产生单调。呆板。所以,同中求异,统一中求多样。求变化,才能营造情趣与韵味。
如纵观卢沟桥柱头上的狮子,它们的间距、大小、轮廓都是统一的,内容上也以表达狮子的情态为主旨而统一,但细看这485个石狮却是千姿百态,趣味无穷,堪称一绝。
3.结构体系统一
桥梁各局部设计要体现整体划一的概念,避免产生孤立、离散、自成体系的不和谐现象,这在设计中是非常重要的。
4.结构形态的统一
恰当地处理次要部位对主体部分的从属关系,使所有细部形态从属于总体的几何形态,用相似的几何形态将各个部分协调在一起,如同音乐中主旋律反复出现一样,产生和谐统一美感。
均衡稳定
中国美学家朱光潜先生曾说"美的形体无论如何复杂,大概含有一个基本原则,就是平衡和匀称。"
桥梁建筑是一种空间实体结构,通过它的外在形象所展示的体量就有一种均衡稳定感。
左右的对比存在着是否均衡的问题,上下的对比就产生了是否稳定的问题,二者相互关联。一般来说,均衡的建筑外观常常能满足稳定的要求。
一、 均衡
均衡是大自然赋于人类生理上的一种本能要求。一方面人们从实践中已逐渐形成了一整套与重力有联系的审美体验;另一方面由于视觉的特点,能给予审美感受上的满足。桥梁建筑作为视觉艺术,应该注意强调均衡中心,或者说只有容易觉察的均衡,才会令人满意。
均衡分静态均衡与动态均衡,前者主要指在静力状态下的体量。形态的均衡,后者指依靠运动来求得瞬间平衡的形态,如乌的飞翔、动物的跑跳等。桥梁建筑其固定不变的形态自然属静态均衡,但由于在结构上的对称与非对称,又可分对称均衡与非对称均衡,前者对称的形态引起稳定、平和、安全、满足的美感,后者不对称的形态使在静态中具有运动的趋势,产生类似动态均衡的心理诱惑力,令人兴奋、激动,有一种生机勃勃的勉力。
二、对称均衡
对称形式大然是均衡的。生物体态是对称的,如人及动物都是凭借左右两侧对称的器官才能保持机体的平衡。因而对称形式符合人的生理要求与心理习惯,必然产生美感。
在传统美学中认为对称就是美,也是自古以来重要的构图手法。如古希腊的雅典神庙、巴黎圣母院,罗马教堂以及我国的故宫、大坛。大安门广场……等等都是对称形式,表现出肃穆、端庄。大部分古今中外桥梁所采取的布局也都是对称形式。我国古代桥梁更是具有良好的对称均衡性,多孔桥大多为三、五、七、九等奇数跨。一般中孔大边孔渐小,这不仅可以在水深急流的河中心不设桥墩,利于通航,而且在主从关系分明、均衡稳定上也是得当的,如 11孔的卢沟桥、北京颐和园十七孔桥等均是如此。
三、 非对称均衡
对称处理得当,具有对称美。然而它只是多元美中的一元,并非仅只有对称桥等均是如此。
三、 非对称均衡
对称处理得当,具有对称美。然而它只是多元美中的一元,并非仅只有对称才美,若不分场合、不分功能一味追求对称,则会流于平庸呆板。况且由于环境。地理条
条件诸多因素难以处理,许多桥梁并不适合采用对称形式。
在建筑上,现代派认为对称是古典主义原则,是一种世代相传的潜在习惯。而在经济上、美学上如不因势利导,对称布置极易造成浪费和呆滞。特别是随着现代建筑中新技术、新工艺。新结构的不断发展,人们的建筑观点已自发地倾向于不对称结构,几乎作为一种"革命"冲破对称模式的约束,不拘一格自由多变,追求新、奇。巧、变,充分发挥非对称的自由、灵活、生动、经济、轻快、活泼的优点以及动态的美感,突出个性,适应多层次审美心理要求,以显示人类现代文明生活中的丰富多采。
这种建筑思潮自然也影响到桥梁建筑,近年来,国内外桥梁建筑也有不少这方面的大胆尝试,出现了别具一格、造型新颖、令人赞叹的杰作。
比例协调 和谐的比例与尺度是建筑形态美的必要条件。
圣·奥古斯丁说:"美是各部分的适当比例,再加一种悦目的颜色";关于建筑的美,维特鲁威斯所著粮筑十书冲认为建筑之美在于比例,建筑的理论是:"证明和说明建筑物的比例与规则的能力";17世纪法国建筑家法兰梭亚·布龙台称:"建筑上整体的美来自绝对的、简单的可以认为的数学上的比例";几乎所有的美学家、建筑学家都一致认为比例在建筑艺术上的重要性。
合乎比例或优美的比例是建筑美的根本法则,适宜的数比关系是建筑形式美的理性表达,是建筑外观合乎逻辑的显现。
工程建筑和谐美,体现在量上就是寻求比例与尺度的协调,对桥梁建筑这种单维突出的结构,协调比例尤为重要。
一、比例与尺度的概念
比例是艺术领域中诸相对面间的度量关系(数比关系为其一)。一般是指建筑物各部分相对尺寸,狭意的说指整体或局部的长、宽、高尺寸间关系,广义的看还包含实体与空间之间,虚与实之间,封闭与开敞之间,凹凸之间,高低之间,明暗之间,刚柔之间。
尺度是指建筑整体或局部给人感觉上的印象与其真实大小之间的关系,或者说是可变要素与不变要素的对比。
简言之:比例是物与物的相比;尺度是物与人(或其他易识别的不变要素)间相比,前者只表明各种相对面间的相对度量关系,不需涉及具体尺寸。但尺度是感觉上的印象。是建筑与人的关系方面的一种性质。当建筑物和人体以及内在感情之间建立起紧密而简洁的关系时,建筑物的实用、美观、舒适等更为明显。
二、桥梁建筑的比例
桥梁各个局部及整体的比例是以其固有的功能关系和结构关系为艺术构思前提的,必须在深刻了解桥梁结构内在规律的基础上去寻求桥梁体态匀称和比例和谐,决不能违背结构关系和力学原理。
比例的概念和一定历史时期的技术条件、功能要求以及一定的思想内容是分不开的。比如古代石梁、石拱相对厚重,预应力混凝土技术使桥梁的跨越能力大大提高,与旧的结构相比就显得十分纤细。
一座桥梁,其各部分的比例只有达到匀称和谐时,才能构成优美的形象。但实际上比例处理不当也是"常见病",比如,挪威特罗姆斯港桥,其悬臂孔跨径较边孔跨径还小,显得布置缺少章法。另外,净高和跨径之比为2.5左右,显得桥墩过细过高而比例失调,缺乏稳定感。
三、桥梁建筑的尺度
建筑的一切取决于人的要求,所以,人是衡量建筑尺度的最直接、最明显的标志。对桥来说,与人体功能紧密相关的踏步、栏杆扶手、行驶的车辆等都是辅助标志。良好的建筑尺度应当从建筑物及其局部的大小同它本身用途相适应的程度,及其大小与周围环境相适应的程度来理解,由这种综合的判断获得的尺度感可以分为三类:
1. 自然尺度
一般情况下,人的视觉印象尺寸和真实尺寸之间是一致的,这就是正常尺度,也称自然尺度。桥梁的自然尺度就是要求桥梁的整体与局部和人体等尺度标志之间形成合乎功能要求、合乎常情的空间外观,给人一种真实、自然、亲切的感觉。例如,城市桥梁相距较近、关系密切,应当具备令人舒适、便利的尺度。
2. 雄伟尺度
有时,为了满足精神功能要求或赋予建筑以特殊的性格(如纪念性),往往有意识地采用夸大的尺度,使建筑的视觉尺寸印象超过真实尺寸,显得更大、更有力、更雄伟壮观。大型桥梁建筑环境空间宽广无垠,桥梁凌空架设,因而大多选用长、大、高的尺度以构成壮观、磅礴的气势。
3. 亲切尺度
使建筑空间比它实际尺寸看上去小一些,产生一种自由的、非正规的亲切感,建筑必须具有与功能、环境协调的良好尺度,就像人有好的风度一样。不适宜德、夸大虚假的尺度会使人产生装腔作势的不愉快感。我们乐于领受桥梁的雄伟壮观,也喜欢园林小桥典雅、秀丽的风姿。
韵律优美
一、节奏与韵律
节奏一词源于生活,富于音乐,是表现乐音的高下缓急即重音与音程的重复和交替,又称节奏的强弱快慢。诗歌中的韵律为音韵、节律,韵古称作均;律即规律,韵律即和谐优美的旋律。
事实上节奏与韵律是密不可分的统一体,是一种生理和心理上的需要,是美感的共同语言,是创作和感受的关键。
按我国古代"阴阳生万物"的哲学,桥梁建筑中直线的、刚劲的、明亮的、坚实的构件如塔;梁、柱、墩等被赋予"阳性",而建筑中曲线的、柔和的、幽暗的、虚空的如曲线的拱。主缆、拉索、桥上桥下空间……等属于阴性,阳性为实,阴性为虚,虚实相生,对立统一。其交替组合及变化,能产生变化无穷的节奏与韵律。
人称"建筑是凝固的音乐"就是因为它们都是通过节奏与韵律的体现而造成美的感染力。成功的建筑总是以明确动人的节奏和韵律显扬于世,将无声的建筑变为生动的语言和音乐。
二、韵律的表现手法
工程建筑上的节奏与韵律是通过体量大小的区分,空间虚实的交替,构件排列的疏密、长短的变化,曲柔刚直的穿插……等变化来实现的,具体手法有以下几种: <
1.连续韵律
以一种或几种建筑要素连续地重复排列而形成,可以获得整齐划一、简洁统一、连续流畅的美感。如桥梁上的栏杆、灯柱的连续排列。
2.渐变韵律
建筑上的连续结构要素按一定的规律或秩序进行微差变化可以增加建筑物的生动性、情趣性,有助于取得真体和谐美。如多孔桥的孔径变化,吊桥的吊索长短变化。
3.起伏韵律
节奏进行强弱、大小、高低、虚实、曲直等有规则变化,或按一定规律时而增加时而减少,可形成激情的起伏韵律。如颐和园的玉带桥,中部突出隆起,似玉带飘扬。
4.交错韵律
运用各种形式要素作有规律的纵横交错、相互穿插等手法,构成虚实进退、明暗相间、色彩变化的韵律感。
二、桥的分类
梁式桥
在竖直荷载作用下,梁的截面只承受弯短,支座只承受竖直方向的力。多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁;在桥墩上连续的称为连续梁;在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁;伸出有悬臂的梁称为锚梁。架式桥的梁身可以做成实腹的,也可以做成空腹的(称为桁梁)。
拱式桥
在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力,还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥(桥面在拱肋的上方)、中承式拱桥(桥面一部分在拱肋上方,一部分在拱助下方)与下承式拱桥(桥面在拱肋下方)。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥,桥面必须保持一定的平直度,不能直接铺在曲线形的拱肋上,因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。
斜拉桥
斜拉桥日文称"斜张桥",德文称"斜索桥",英文称"拉索桥(Cable Stayed Bridge)"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上,便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看,一根斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,从而增大了桥梁的跨度。
斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制,所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中,由于电子计算机的出现,解决了索力计算难的问题,以及调整装置的完善,解决了索力的控制问题,使得斜拉桥成为近50年内发展最快,应用日广的一种桥型。
悬索桥
桥面支承在悬索(通常称大揽)上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge,是"悬挂的桥梁"之意,故也有译作"吊桥"的。"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成,故译作"悬索桥",但个别情况下,"索"也有用刚性杆或键杆做成的,故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反,悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行,为了保持桥面具有一定的平直度,是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是,作为承重结构的拱肋是刚性的,而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时,桥面随着悬索一起变形,现代悬索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁)。桥面铺在刚性梁上,刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中,个别也有固定在刚性梁的端部者,称为自锚式悬索桥。