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桥梁设计论文:索塔的模式美学设计范文

时间:2022-01-24 03:27:35

桥梁设计论文:索塔的模式美学设计

作者:陈莎莎单位:西南交通大学

索式桥梁的整体造型美学设计原则

大跨度索式桥梁的造型设计应注意以下几点:

(1)在跨径组合上,悬索桥半主跨与边跨比接近黄金比1.618:1为宜,以使造型更显均衡。斜拉桥一般对称分布。

(2)索塔高度一般根据力学要求和缆索垂度决定。索塔宜高不宜低,以使立面雄伟。但悬索桥索塔高度不绝对。

(3)缆索宜选用粗缆索,以保证明显的轮廓线。斜拉桥拉索较密时,可在保证力学条件的前提下选用细拉索,以形成富有层次的网面结构。悬索桥主缆中央需离开主跨桥面一段距离(一般为4至5米)。

(4)悬索桥锚锭墩不宜做得过大,也不宜露出地面,逼不得已时需做美学处理。

索塔的造型设计

1.索塔的造型特征

索式桥梁以其磅礴壮阔的体态吸引着人们的眼球,而索塔又以其高耸的形态成为人们视野的焦点。索塔的造型基本决定了大跨径索式桥梁的大体特征,主导了环境和空间关系。

索塔的形态多种多样。斜拉桥索塔常见的塔型有A型、H型、门型、倒V型和倒Y型,另有钻石型和分离式倒Y型等新塔形,形态多线条明朗、张力十足。悬索桥的索塔则主要有刚架式(以水平横杆将塔柱相连)、桁架式(用水平横杆和交叉斜杆将塔柱相连)和混合式,搭配曲线缆索后显得柔和而不失传统厚重。

2.索塔的造型美学设计原则

现代大跨径索式桥梁造型美学设计应当以受力明确、结构简洁、比例协调为原则。由此,需注意按如下几点进行处理:

(1)合理安排上、中、下三个塔段的高度分割比例。如可自上而下按由长到短的顺序设置塔段高度,这可以给人稳重、端庄的视觉效果。

(2)桥上桥下塔段的设计风格应尽可能的协调统一。

(3)仔细安排塔柱尺寸、横梁尺寸和塔高间的相当比例关系。既不能使塔柱和横梁显得笨重,也不能显得过于纤细。

(4)对于斜拉桥索塔,应着重关注塔柱的线型和各部分比例关系,使结构力线明确、力感强烈;对于悬索桥,因塔柱多为竖直平行结构,应更多地关注横梁的设计,体现悬索桥以柔和为主、富函韵律的特色。

3.横梁的造型美学设计

斜拉桥的横梁往往起着画龙点睛的作用,而悬索桥的横梁设计之于索塔设计就如索塔设计之于整桥设计一样至关重要。

因此,悬索桥横梁设计应注意以下几点:

(1)刚架式的索塔不宜设置过多的横梁,以避免笨重。桁架式的索塔要注重有效利用桁架横梁的纤柔感,并通过改变比例关系来加强结构的内在节奏和韵律。

(2)需注重索塔顶部横梁同塔柱形状的协调。可将顶部横梁下缘处理成配合塔柱的曲线形状或拱形形状,使索塔呈现有机的整体外貌。

(3)对于桁架式索塔,还要注意索塔顶部横梁尺度不宜过大,以与桁架横梁取得协调。

结语

钱冬生教授在《谈桥梁》一书中曾引用孔子的“质胜文则野,文胜质则史,文质彬彬,然后君子”来喻桥梁。他说桥梁的质是其结构性,只强调结构性,难免粗野;但若一味追求美观,使质受伤,那就像一个掌管文书的人,只顾夸夸其谈,缺乏实干,必须使结构性和美观性统一适均,那才是正品。

在新世纪,新材料的运用日益广泛,施工技术也日益成熟。这些都为大跨径桥梁的发展创造了条件。如何在满足功能、安全、经济的前提下,通过形体的美学优化,对桥梁的各个组成元素及整体进行形体塑造,实现桥梁力学上的合理性、材料性能发挥的最大性以及功能上的优越性,成为当代工程师们应当考虑的问题。

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