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摘要:近几年来,随着国民经济建设的快速发展,桥梁设计方案目前也越来越受到人们的广泛关注。桥梁工程绿色设计已成为一个非常值得关注的问题,在桥梁设计工作中再加以实施,鼓励桥梁设计工作人员提高自身设计水准,为今后的桥梁设计工作提供一些参考。
关键词:绿色桥梁;绿色设计;桥梁工程;
【中图分类号】X324
引言
“设计师应该通过自己巧妙的设计,使原本复杂的问题简单化,使原本复杂而又难与施工的结构变得受力简单,施工方便”。和国外一些著名建筑比,我国建筑,尤其是公用场馆,公共交通方面存在结构受力不合理,结构复杂,适用经济性差等问题。桥梁工程绿色设计已成为一个非常值得关注的问题,在桥梁设计工作中再加以实施,鼓励桥梁设计工作人员提高自身设计水准的同时,倡导他们锐意创新,才能够保证国内桥梁设计之树长青。
1 绿色设计的本质特征
绿色设计特征可概括为减量、重复利用和循环。减量包含:①减少生产及使用过程中产品所产生的垃圾。②省料,节能。为实现可持续发展,必须节约资源、降低能耗。重复利用旨在减少浪费,对同一物体进行多次使用。在进行产品设计时,要充分考虑产品整体或部分以及材料的再利用性,将产品的价值发挥到极致。循环就是指充分利用各种有用成分,合理开发二次资源,实现废弃物的充分回收利用。绿色设计要求考虑整个生产、生活系统物质能量的充分利用,从而形成良性循环。
2 桥梁对环境的影响
2.1 桥梁建设过程中的不利影响
桥梁建设过程中对环境的不利影响主要体现在以下几个方面:水土流失、噪声及振动环境、水环境以及大气环境的影响。
(1)桥梁施工之前需要平整场地,修建工人生活区、施工便道、材料存放场地及材料加工区域等,施工过程中对环境的开挖、碾压破坏了原地面土体的结构稳定,开挖后沙土的随意倾倒压埋了原地貌植被,破坏了原生态的平衡。
(2)桥梁施工过程中的噪声和振动对水土及周围的生物环境直接造成污染,导致水土中生物的死亡。各种施工设备发出的噪音不仅让人的听力损伤、情绪烦躁,也会使周围自然界各种动物烦躁不安,不敢靠近该区域半步。
(3)施工作业中泥渣污水和施工机械所产生的含油污水及施工人员的生活污水大部分是直接排放到地面或河道中,这些污水通过地下河流或直接流入河流中的方式造成对动植物的污染。
(4)运送材料和废弃物的汽车在行驶过程中造成的道路扬尘、排放的尾气污染,拉运过程中撒落的粉末、灰、土等材料对空气造成二次污染,这些空气污染不仅对人和动物身体造成危害,也会直接影响植物的光合作用和正常生长。
2.2 桥梁使用过程中的不利影响
桥梁主体结构一般有很长的设计使用期,但是很多单元的寿命是达不到桥梁的设计寿命的,比如油漆、拉索、支座、伸缩缝、桥面铺装等,在对这些单元进行维护保养的过程中,也会造成不少废弃物和空气污染。桥梁建成以后虽然不像高速公路和铁路一样将道路两边的生态圈完全隔离开来,但是桥上公路和铁路运营过程中产生的噪音对野生动物都有震慑作用,桥梁下方产生的阴影也会让野生动物产生惧怕心理,体量较大的基础会对桥下生态廊道有一定阻隔作用,影响野生动物的迁徙、植物的生长、通航和泄洪能力。桥上雨水等污水如果直接排放到桥下路面或河流中,也会造成对河流和地下水的污染。
3 桥梁的绿色设计
桥梁中引入“绿色设计”的概念,其基本思想旨在使桥梁在整个生命周期内(即从概念设计阶段到建造、使用乃至废弃后处理等各个阶段),对生态环境的危害最少,资源和能源的利用率最高,能源消耗最低,尤其是不可再生资源。在桥梁设计与建造之初就要预先想出对策以减少桥梁在整个生命周期内对环境产生的负作用,不能等桥梁建成以后对环境产生了不良后果再采取防治措施。
3.1 桥梁建设过程中应考虑因素
桥梁施工过程对环境的影响最大,产生的废弃物也最多,施工之前应该进行合理的施工组织设计,减少对环境的破坏,一切污水或废弃物都不能直接排放或堆放在地表。桥梁施工中的辅助材料、辅助工具等要争取循环利用,对废弃物中的各种有用成分,要实现二次开发,实现废弃物的回收利用,施工中产生的污水或生活污水需经过净化处理后循环利用,这样不仅可减少桥梁对生态环境的不利影响,还可提高资源的利用率。桥梁建设过程中或多或少都会对环境造成一定破坏,当桥梁建成之后,对已破坏的环境应该采取一定的补救措施,避免进一步恶化。
3.2 桥梁使用過程应考虑因素
虽然桥梁建设过程中对环境的破坏最直接,但是由于桥梁服役期是一个漫长的过程,桥梁在服役过程中对环境的影响也是最漫长最不显眼的。因此,桥梁在设计之初就应考虑减少桥梁建成后对环境、自然物种带来的不利影响,如连接德国与意大利的勃伦纳高速公路(Brenner)在奥地利境内穿越阿尔卑斯山区之生态敏感地段时,为了使阿尔卑斯山地之形态完整、生态连续,消除高速公路对自然物种资源的分离,将该段高速公路用高架桥梁全程通过。由于桥梁工程造价昂贵且回收再利用较难,所以应尽量延长其寿命,设计过程中应采用最优化原则,节约能源,降低能耗,使资源消耗量最小。
另外,还应尽量减少不可再生资源的消耗,尽量利用可再生资源或可分解材料,实现资源和能源的可持续发展。如桥梁使用过程中装饰照明需要较多的电能,而目前这些电能大多还是由发电站提供或由化学能转化过来的,而利用自然界的可再生资源,如太阳能、风能、潮汐能、水流产生的能量是一种既环保又节能的途径,还可以减少发电站或废弃化学物对环境的污染。近日意大利建筑师就利用桥梁独特的地理环境(即长期暴露于自然环境下)以及其挺拔的高度收获两种不同的绿色能源——太阳能和风能,提出了一种通过太阳能和风能发电的桥梁设计理念。
3.3 桥梁废弃后应考虑因素
为了使桥梁的价值发挥到极致,需要在桥梁设计阶段就充分考虑桥梁废弃后的再利用问题,使桥梁结构具有可检性、可修性、可换性、可强性、可控性及可持续性。对于达到设计使用年限的桥梁,应进行检测来确定其承载能力,对于可继续使用的桥梁应重新设定使用年限。对于承载能力不足的桥梁,可降低等级或加固改造后使用。地震或战争常常使未达到设计使用年限的桥梁遭到损坏,尤其是上部结构的损坏,若损坏后桥梁基础承载力良好,可对原基础重新评估后再利用。如德国莱茵河上某桥,原设计为悬索桥,战争中遭到破坏后,战后在原有桥墩基础上重新修建了一座钢箱梁桥,以代替原来受毁坏的悬索桥,若贸然将原有桥梁彻底炸毁后重新修建,不仅造成大量建筑垃圾需要处理,新建桥梁也是对资源的一种浪费,且每新修建一座桥梁都会对环境造成一次较大破坏。
结束语
设计理念的进步是桥梁工程发展的有效推动力,并在桥梁建设的发展过程中不断更新,使设计作品不断创新和完善。综上所述,桥梁设计是一项多样化的系统工作,它涉及到方方面面,所以我们必须要采取科学创新手段来务实工作,积极借鉴国外成功的经验和做法, 以提高社会经济效益,建造优质桥梁工程。
参考文献[1]杨大为. 现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究[J]. 科技致富向导, 2011,(23) . [2]韩杰, 邹越, 李金花. 简谈桥梁桩基施工质量控制的要点[J]. 科技信息, 2011,(18). [3]金伟良,吕清芳,潘仁泉.东南沿海公路桥梁耐久性现状[J].江苏大学学报(自然科学版),2007,28
[4] 王士勇.大跨度桥梁抗震设计方法研究[J].山西建筑.2007,14.
关键词:绿色桥梁;绿色设计;桥梁工程;
【中图分类号】X324
引言
“设计师应该通过自己巧妙的设计,使原本复杂的问题简单化,使原本复杂而又难与施工的结构变得受力简单,施工方便”。和国外一些著名建筑比,我国建筑,尤其是公用场馆,公共交通方面存在结构受力不合理,结构复杂,适用经济性差等问题。桥梁工程绿色设计已成为一个非常值得关注的问题,在桥梁设计工作中再加以实施,鼓励桥梁设计工作人员提高自身设计水准的同时,倡导他们锐意创新,才能够保证国内桥梁设计之树长青。
1 绿色设计的本质特征
绿色设计特征可概括为减量、重复利用和循环。减量包含:①减少生产及使用过程中产品所产生的垃圾。②省料,节能。为实现可持续发展,必须节约资源、降低能耗。重复利用旨在减少浪费,对同一物体进行多次使用。在进行产品设计时,要充分考虑产品整体或部分以及材料的再利用性,将产品的价值发挥到极致。循环就是指充分利用各种有用成分,合理开发二次资源,实现废弃物的充分回收利用。绿色设计要求考虑整个生产、生活系统物质能量的充分利用,从而形成良性循环。
2 桥梁对环境的影响
2.1 桥梁建设过程中的不利影响
桥梁建设过程中对环境的不利影响主要体现在以下几个方面:水土流失、噪声及振动环境、水环境以及大气环境的影响。
(1)桥梁施工之前需要平整场地,修建工人生活区、施工便道、材料存放场地及材料加工区域等,施工过程中对环境的开挖、碾压破坏了原地面土体的结构稳定,开挖后沙土的随意倾倒压埋了原地貌植被,破坏了原生态的平衡。
(2)桥梁施工过程中的噪声和振动对水土及周围的生物环境直接造成污染,导致水土中生物的死亡。各种施工设备发出的噪音不仅让人的听力损伤、情绪烦躁,也会使周围自然界各种动物烦躁不安,不敢靠近该区域半步。
(3)施工作业中泥渣污水和施工机械所产生的含油污水及施工人员的生活污水大部分是直接排放到地面或河道中,这些污水通过地下河流或直接流入河流中的方式造成对动植物的污染。
(4)运送材料和废弃物的汽车在行驶过程中造成的道路扬尘、排放的尾气污染,拉运过程中撒落的粉末、灰、土等材料对空气造成二次污染,这些空气污染不仅对人和动物身体造成危害,也会直接影响植物的光合作用和正常生长。
2.2 桥梁使用过程中的不利影响
桥梁主体结构一般有很长的设计使用期,但是很多单元的寿命是达不到桥梁的设计寿命的,比如油漆、拉索、支座、伸缩缝、桥面铺装等,在对这些单元进行维护保养的过程中,也会造成不少废弃物和空气污染。桥梁建成以后虽然不像高速公路和铁路一样将道路两边的生态圈完全隔离开来,但是桥上公路和铁路运营过程中产生的噪音对野生动物都有震慑作用,桥梁下方产生的阴影也会让野生动物产生惧怕心理,体量较大的基础会对桥下生态廊道有一定阻隔作用,影响野生动物的迁徙、植物的生长、通航和泄洪能力。桥上雨水等污水如果直接排放到桥下路面或河流中,也会造成对河流和地下水的污染。
3 桥梁的绿色设计
桥梁中引入“绿色设计”的概念,其基本思想旨在使桥梁在整个生命周期内(即从概念设计阶段到建造、使用乃至废弃后处理等各个阶段),对生态环境的危害最少,资源和能源的利用率最高,能源消耗最低,尤其是不可再生资源。在桥梁设计与建造之初就要预先想出对策以减少桥梁在整个生命周期内对环境产生的负作用,不能等桥梁建成以后对环境产生了不良后果再采取防治措施。
3.1 桥梁建设过程中应考虑因素
桥梁施工过程对环境的影响最大,产生的废弃物也最多,施工之前应该进行合理的施工组织设计,减少对环境的破坏,一切污水或废弃物都不能直接排放或堆放在地表。桥梁施工中的辅助材料、辅助工具等要争取循环利用,对废弃物中的各种有用成分,要实现二次开发,实现废弃物的回收利用,施工中产生的污水或生活污水需经过净化处理后循环利用,这样不仅可减少桥梁对生态环境的不利影响,还可提高资源的利用率。桥梁建设过程中或多或少都会对环境造成一定破坏,当桥梁建成之后,对已破坏的环境应该采取一定的补救措施,避免进一步恶化。
3.2 桥梁使用過程应考虑因素
虽然桥梁建设过程中对环境的破坏最直接,但是由于桥梁服役期是一个漫长的过程,桥梁在服役过程中对环境的影响也是最漫长最不显眼的。因此,桥梁在设计之初就应考虑减少桥梁建成后对环境、自然物种带来的不利影响,如连接德国与意大利的勃伦纳高速公路(Brenner)在奥地利境内穿越阿尔卑斯山区之生态敏感地段时,为了使阿尔卑斯山地之形态完整、生态连续,消除高速公路对自然物种资源的分离,将该段高速公路用高架桥梁全程通过。由于桥梁工程造价昂贵且回收再利用较难,所以应尽量延长其寿命,设计过程中应采用最优化原则,节约能源,降低能耗,使资源消耗量最小。
另外,还应尽量减少不可再生资源的消耗,尽量利用可再生资源或可分解材料,实现资源和能源的可持续发展。如桥梁使用过程中装饰照明需要较多的电能,而目前这些电能大多还是由发电站提供或由化学能转化过来的,而利用自然界的可再生资源,如太阳能、风能、潮汐能、水流产生的能量是一种既环保又节能的途径,还可以减少发电站或废弃化学物对环境的污染。近日意大利建筑师就利用桥梁独特的地理环境(即长期暴露于自然环境下)以及其挺拔的高度收获两种不同的绿色能源——太阳能和风能,提出了一种通过太阳能和风能发电的桥梁设计理念。
3.3 桥梁废弃后应考虑因素
为了使桥梁的价值发挥到极致,需要在桥梁设计阶段就充分考虑桥梁废弃后的再利用问题,使桥梁结构具有可检性、可修性、可换性、可强性、可控性及可持续性。对于达到设计使用年限的桥梁,应进行检测来确定其承载能力,对于可继续使用的桥梁应重新设定使用年限。对于承载能力不足的桥梁,可降低等级或加固改造后使用。地震或战争常常使未达到设计使用年限的桥梁遭到损坏,尤其是上部结构的损坏,若损坏后桥梁基础承载力良好,可对原基础重新评估后再利用。如德国莱茵河上某桥,原设计为悬索桥,战争中遭到破坏后,战后在原有桥墩基础上重新修建了一座钢箱梁桥,以代替原来受毁坏的悬索桥,若贸然将原有桥梁彻底炸毁后重新修建,不仅造成大量建筑垃圾需要处理,新建桥梁也是对资源的一种浪费,且每新修建一座桥梁都会对环境造成一次较大破坏。
结束语
设计理念的进步是桥梁工程发展的有效推动力,并在桥梁建设的发展过程中不断更新,使设计作品不断创新和完善。综上所述,桥梁设计是一项多样化的系统工作,它涉及到方方面面,所以我们必须要采取科学创新手段来务实工作,积极借鉴国外成功的经验和做法, 以提高社会经济效益,建造优质桥梁工程。
参考文献[1]杨大为. 现代路桥施工中钢纤维混凝土的施工技术研究[J]. 科技致富向导, 2011,(23) . [2]韩杰, 邹越, 李金花. 简谈桥梁桩基施工质量控制的要点[J]. 科技信息, 2011,(18). [3]金伟良,吕清芳,潘仁泉.东南沿海公路桥梁耐久性现状[J].江苏大学学报(自然科学版),2007,28
[4] 王士勇.大跨度桥梁抗震设计方法研究[J].山西建筑.2007,14.