院士谈大型复杂桥梁设计新理念
此文是范立础院士今年9月在"中国交通发展高层论坛"上所作的题为《大型复杂桥梁工程全寿命机制探讨》的报告要点，内容如下："全寿命机制"概念提出的背景：进入21世纪，我国处于大规模发展交通的时期，驼背是迎来了海湾大桥工程建设的**，形势喜人。同时，世纪之交我们的桥梁出现了很多问题：例如大量混凝土桥梁普遍出现严重性裂缝，大型工程在施工过程中频频出现险情，大型工程在运营不久后就出现严重的质量安全问题，国家需要承担连续不断的抢修、加固甚至改建的费用。究其原因，除天灾人祸外，或多或少还有如下因素：设计施工理念不新，技术标准滞后，材料偷工减料，管理体制不畅，技术管理不科学，业主法制意识不强，没有投资风险意识；运营管理较差，修缮资金不投入！当然，这不仅仅是中国的现象，例如美国的桥梁也面临同样的问题，在21世纪初美国曾计划申请12000亿美元（申请没有被通过）的投入用于美国桥梁全面维修费用。国际桥协（IABSE）曾组织了1999年"Structure for the Ruture －The Search of Quality (未来的结构--质量的搜索)"和2001年"**ety, Risk and Reliability(安全、风险和可靠性)"两次国际学术研讨会。同时，我国深化投资体制改革，至今国内多座大型桥梁工程进入市场经济领域，例如杭州湾跨海工程，相当于PPP(Public -Private Partnership)项目，湘潭市湘潭四桥，BOT（Built,Operate and Tran**er）项目，重庆朝阳门长江大桥，DB(Design,built)项目。我们要充分认识到，投资者是机会和风险并存的，对国家、社会而言，必须确保投资项目的寿命机制正常运营。今年8月，中国工程院上海咨询中心开展了由我主持的"基于全寿命机制的桥梁工程设计新理念"咨询项目的研究。
什么是大型复杂桥梁设计"全寿命机制"：近年来在桥梁科技界、工程界频繁出现了一系列新名词、新概念，例如设计基准期、寿命期、健康监测、安全评价等。首先必须明确，"设计基准期"和"结构寿命期"是两个不同的概念："结构寿命期"可由业主或用户与设计人在满足有关法规要求下共同确定，是结构或结构构件在科学管理下，经养护、维修而能够按预定目的使用的时间段；"设计基准期"为确定可变荷载与时间有关的材料性能取值的时间参数，例如设计基准期为100年，指的是材料性能足够承担过去100年内统计数据中可变荷载的峰值。"结构整体设计寿命"并不等同于"各部分设计寿命期"，桥梁的一些构件，例如拉索、支座等在桥梁倒塌前肯定需要更换。投资者必须做好风险管理决策，在对一座大桥工程进行决策时，要以整个工程结构寿命期（包括规划、设计、施工、运营、养护维修、加固、报废拆除）为时间域，充分考虑到投资效益，运营安全、结构耐久、灾难"预案"（环境影响、破坏概率）。严格控制结构寿命期的各个方面、各个环节，做到心中有数、未雨绸谬、把握全局。工程师们在进行桥梁结构设计、施工设计时，要从"全寿命期"的概念出发，进行多灾害分析，分析对各部件在静、动荷载作用下的易损性，确定结构中重要传力构件与次要传力构件、可更换部件与不可更换部件、可加固部件与不可加固部件、可控制部件与不可控制部件，即确定结构的可检性、可换性、可修性、可控性、可持续性、可强性。并且，确定合适的设计要求和施工技术，取得质量、时间、投资上的最佳平衡点。桥梁建成后，结构安全性、耐久性受到人为、材质、超载、环境、袭击等不确定因素的威胁，质量系统和管理系统至关重要，依次在运营、维护阶段也要贯穿新设计理念思路，对已建成的桥梁结构进行定期检测（建议进行试件长期测试），对结构安全性和经济风险做佃户诊断评估，并做出科学决策（正常运营、加固、维修或拆除）。
除了更新设计思路，实施"全寿命机制"还面临哪些有待解决的重点环节：简单的说：第一，有关"全寿命机制"的行业法律法规及政策；第而，基于全寿命机制的设计标准规范；第三，工程保险市场。保险是市场经济客观要求，有利于减少事故发生，是确保工程质量的客观要求，也是防灾工程产业化的要求。任何事业都必须灌注创新、进去的血液方能具备生命力，科学前进的脚步必然面对荆棘的阻扰，我国的桥梁工作者们正在孜孜不倦地前行，精神抖擞地将我们共同的桥梁事业推向新的发展！
1、安全是桥梁结构设计的前提
随着改革开放的力度加大，城市车辆的飞速发展，城市交通运输十分繁忙，车速也在不断提高，桥梁结构不光要求结构自身的受力安全，而且要求桥梁构造的安全。在作乐山市大渡河龚嘴电站大桥设计中，我们设计组也进行了许多方案比选，有河中设墩的连续箱梁，有连续刚构，有上承式拱桥等桥梁结构形式。根据实际的地形、地质、地物，最后综合比较选择了中承式拱桥，一跨135米跨过，保证了急流的大渡河流水断面和桥梁结构自身安全（该桥验算荷载为特种荷载-300，已于1999年10月通车，并进行了动、静载实验，运行良好）。又如在大营坡立交桥设计中，桥墩是采用圆柱还是方柱问题上，我们设计组也进行了结构分析和讨论，最终一致选择用方柱，保证桥墩的结构刚度（因上部结构传下的偏心弯矩较大），方柱的四角采用了R15cm的圆角，以尽量减少桥下车辆对桥墩摩擦引起桥梁结构的不安全和增强桥梁建筑的美观。
2、经济是桥梁结构设计的保证
一座桥梁建筑设计的再如何漂亮，若它的造价比看上去一般化的桥梁高出许多，这座漂亮的桥梁设计也是失败的。在乐山市大渡河龚嘴电站大桥设计中，定下采用中承式拱桥后，拱圈是用钢筋砼呢，还是钢管砼？经过比选，我们设计组采用了变截面钢筋砼拱圈。因为本桥地处偏远大山之中的大渡河上，当地的砂、石料比较丰富，可就地取材，而钢管拱不仅昂贵，且钢管运距也相当远。故在桥梁设计中，在满足结构安全的前提下，应尽量地考虑经济。
3、功能在桥梁结构设计中也不应忽视
城市桥梁不同于公路桥梁，在城市交通日益剧增的情况下，桥梁方案设计中，交通组织功能也要摆在重要的地位上，尤其是立交桥，不光桥上有车辆，桥下车辆也川流不息。如果不综合考虑交通功能，下行车辆撞击桥墩或有关桥梁部分，导致桥梁坍塌，这种事故在国内外都有发生。作为桥梁设计人员必须注意这一点来进行桥梁方案比选，乃至方案确定后的桥梁分跨。在贵阳市都司路高架桥跨越中华路的大南门交叉口位置，设计者在地面设置了交通导流环岛，一跨20米跨径的桥梁正好处于环岛内。桥梁建成后，随着城市的发展，车辆的增多，该交叉口经常塞车，不得已取消了地面环岛。由于该交叉口的桥梁跨径较小，导致左转车辆的行车轨迹不顺畅，司机抱怨连天，这无疑是桥梁设计败笔。
4、美观是桥梁设计必须考虑的一部分
城市桥梁建筑不仅是交通工程中的重点建筑物，而且也是美化环境的点缀品，所以设计必须精心方案比选、精心设计、精心施工，以期求得在增加投资不多的条件下，取得桥梁美观的效果。比如在城区建一座二、三十米跨度的立交桥，不管用钢还是预应力砼，通常的做法是用一根等截面梁跨越，但由于人们的视觉有错觉，所以往往把这根梁看成是带下垂挠度的弯梁，看起来很不舒服，甚至有怕它掉下来的危险。我们在贵阳市中心环南线朝阳洞路—玉厂路立交桥方案设计中，有意把梁底线作成反拱线，在桥墩支点处稍微增加一点材料，但给桥下车辆和行人一种安全美的感觉。实际上呈反拱的下弦就等于是一根弧形托梁，这是一种最简单的支承，它融合在梁体内，变得看不出，可它能起到美化桥梁的作用。
综合考虑以上四项标准来进行桥梁方案比选，最后的设计、施工将会变得容易，建成后的桥梁才是安全美、经济美、功能美与环境、视角美。 专家就是专家啊
理解不一样的
留着以后启发
顶起!!!!!!!!!!!!!! 现在设计都是短平快，没有仔细的考虑
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