"桥梁全寿命设计总体框架研究 (2007年)"
这篇论文"桥梁全寿命设计总体框架研究"由马军海、陈艾荣和贺君于2007年发表在《同济大学学报(自然科学版)》第35卷第8期上,主要探讨了桥梁设计的新理念——全寿命设计,并提出了一个涵盖三大设计阶段和六大设计过程的全面框架。
在传统的桥梁设计中,通常只关注建设阶段,特别是施工阶段的成本和短期性能优化,而忽视了桥梁的长期耐久性和维护管理。然而,这种设计方法导致了桥梁耐久性问题的出现,使得桥梁往往无法达到预期的设计使用寿命。因此,作者们引入了桥梁全寿命设计的概念,旨在提升桥梁的综合性能和生命周期内的经济效益。
全寿命设计被概括为以下六大过程:
1. 使用寿命设计:考虑桥梁的预期使用寿命,确保结构能在设计寿命内安全可靠地运行,同时考虑到可能的环境影响和荷载变化。
2. 美学设计:不仅关注功能,还注重桥梁的视觉效果和与周围环境的和谐共生,提升城市或地区的景观品质。
3. 性能设计:强调结构的力学性能、耐久性和适应性,以抵御各种自然和人为因素的影响。
4. 环境生态设计:在设计初期就考虑环境保护和可持续性,减少施工和运营过程中对环境的负面影响。
5. 监测养护与维修设计:规划并集成监测系统,以便及时发现潜在问题,进行预防性维护,延长桥梁的使用寿命。
6. 成本分析:包括建设和运营维护的经济成本,通过优化设计降低成本,同时提高投资回报率。
论文提出的总体框架分为三大设计阶段:
1. 初始设计阶段:确定设计理念,进行概念设计和初步评估,包括使用寿命、美学、性能和环保方面的考量。
2. 详细设计阶段:根据初始设计结果,进行深入的结构分析,细化各个设计过程,如材料选择、施工方案等。
3. 运营与维护阶段:制定监测计划,执行定期检查,实施必要的维护和修复,结合成本分析进行决策。
这一框架的提出,旨在推动桥梁设计从单纯的结构强度和施工成本考虑,转变为全面考虑桥梁在整个生命周期内的经济、环境和社会效益,以实现更高效、可持续的桥梁建设。这一理念对现代桥梁工程的发展具有重要意义,对于提高桥梁的耐久性和使用寿命,降低后期维护成本,以及促进绿色建筑实践都具有深远的指导价值。