绿色桥梁设计理念及方法

1、绿色桥梁设计理念及方法摘要:绿色桥梁设计有利于规范目前工程建设中存在污染环境的问题，绿色桥梁 设计理念当下还没有在设计中得到普及，文本通过对绿色桥梁的提出、理念的解 读，结合绿色桥梁在国内发展的现状，阐述了绿色桥梁设计的优点和和原则，并 从主体设计、绿色施工设计、全寿命周期及生态美学设计等方面分析了绿色桥梁 设计的方法，期望为相关设计人员提供参考。关键词：绿色桥梁；设计理念；设计方法0引言哈萨克斯坦在2010年第六届亚太地区国家环境与发展部长级会议上提出绿 色桥梁的倡议，并在随后与多国建立了 绿色桥梁伙伴计划，旨在促进相关领域 的技术共享1。我国借助一带一路的发展规划，积极推进丝路建设与绿色桥

2、梁 的对接，在绿色发展理念框架下加强交流与合作，致力于绿色桥梁设计和建设的 推广。目前在设计工作中，普遍缺乏基于桥梁的绿色设计理念，主要体现在建筑 材料的高耗能，施工组织设计对环境影响较大以及部分部件的可持续应用上，绿 色桥梁的设计有利于避免传统桥梁设计的不足，既符合国家环保发展的理念，促 进本地区环境改善，也有利于桥梁设计技术的不断提升。因此，本文将结合绿色 桥梁设计的理念和原则，分析绿色桥梁设计方法，以促进绿色桥梁设计水平不断 提高。1绿色桥梁设计理念及优点1.1绿色桥梁设计理念绿色桥梁设计不仅仅是狭义上保证桥梁结构、外观与环境的融洽，而是指桥 梁建设的整个周期内尽可能的降低对环境的影响，

3、以较少的建筑材料达到桥梁建 设的目的，利用新材料、新技术来降低材料消耗，充分发挥桥梁各结构的价值， 并促进建筑材料的循环再生利用，尽量做到有利于资源的可持续发展。1.1绿色桥梁设计优点绿色桥梁设计可以减少传统桥梁设计中存在的环境污染、资源浪费、后期维 修频繁、造价成本高等方面的弊端。通过绿色桥梁设计，一方面通过引进新材料 新技术，促进桥梁事业的发展，降低工程造价；还有利于保护周边环境，减少对 道路、植被、水体的污染，节约后期的环境整治开支；第三有利于增强对桥梁建 设的全寿命周期成本控制，增加桥梁的安全性和耐久性；最后在外观中促进与自 然的和谐性，有利于增加驾驶体验，提高乘客的心理愉悦性。2绿色

4、桥梁设计的原则桥梁结构的特殊性要求，使其在绿色设计中需要遵循一定的原则，其特殊性 主要体现在桥梁建设造价、建设规模、服务年限和抗风险能力上。绿色设计原则 首先要满足结构的整体性要求，不能仅考虑使用环保材料，节省造价，而是结构 的强度指标不符合要求，桥梁结构的各项指标要符合标准要求，结构设计在适应 交通需求的条件下，选择结构简单，造型与周围环境融洽的桥型结构。其次需要 加强对施工过程的控制，尽量减少工程建设期间对周边环境带来的影响，设计过 程中需充分考虑废方、弃方的处理方式，考虑建设对水资源和周边居民的影响。 最后，桥梁的服务年限较长，必须针对桥梁养护进行合理的设计，以最大化利用 桥梁部件，以达

5、到节约资源、降低成本的目的。3绿色桥梁设计方法3.1主桥结构绿色设计主桥结构的绿色设计有下部结构设计、桥面排水设计、桥面防抛落物设计、 抗震设计等。下部设计需要进行承台、桥墩的位置布置，确定距离坡脚的距离， 水中布置时要验算下部结构对截水沟、围栏造成的影响。桥面排水设计要结合地 区最大降雨量通过排水管的过水面积和纵向坡度等进行计算，如图1所示为某桥 梁的排水横向布置图，排水设计时要设置网状隔离网，防止排水管的堵塞，并加 强后期的清理工作。针对抗震设计，为发展绿色、高效及可恢复功能的新型预制 装配式桥梁结构体系，我国许多专家也提出了很多新技术，例如北京工业大学贾 俊峰提出将钢管混凝土 (CFST

6、)应用于后张预应力节段预制拼装桥墩的结构形式2， 研究显示该结构具有良好的可恢复功能，并且具有接缝处钢管不易变形等优点。图1桥面排水横向布置3.2绿色桥梁施工设计桥梁施工活动是绿色桥梁设计的集中体现，良好的设计流程有利于减少施工 污染，促进绿色桥梁的顺利实施。在绿色桥梁设计中，需要加强施工管理和技术 提升。加强绿色桥梁建设施工主要有材料、质量、技术等方面。在材料方面需要 选用绿色环保材料，按照设计要求进行材料的进场检查，确保各项材料的质量符 合要求，所应用的新材料要检查是否符合环保要求，防止某些橡胶塑料中含有有 害物质排入河水中。施工期间优化施工组织设计，工程弃方尽可能应用到路基施 工当中，杜

7、绝将建筑垃圾倾倒于河边或者就地掩埋等污染水体和土地，分项工程 同步施工以确保工程进度，降低工程造价，施工期间严格进行施工质量控制，及 时进行跟踪检测。做好混凝土的裂缝控制工作，控制好浇筑时的间隔时间，选择 合理的混凝土表面修补材料，双聚合物作为聚合物，其内含有一定量的活性因子， 可以和游离离子构成功能特殊的条件，增强桥梁的变形、抗腐蚀以及抗裂能力， 利于桥梁裂缝的控制3。施工扬尘和噪音污染是绿色桥梁设计中明确需要解决的 问题，针对施工扬尘，需要架设挡风抑尘墙，利用墙体外侧的强风降低施工场地 粉尘，有效保护施工场地环境，另外可以采用粉尘抑制剂，利用电荷吸附粉尘的 原理，降低粉尘数量，目前已经成为

8、国内路桥建设项目的主要抑尘方式；在城市 中解决造成污染主要是通过架设挡声板，调整施工时间来解决，此外可以考虑在 机械设备上安装降声器。绿色施工技术可以采用灌注桩后压浆施工技术，有利于 改变往常灌注桩施工产生淤泥、沙尘等现象；半刚性挤密桩施工技术可有效处理 好公路桥梁过渡段的问题等4。3.3绿色桥梁的全寿命周期设计桥梁结构在使用一段时间后需要进行定期和不定期的桥检，对于绿色桥梁的 设计而言，桥梁交付使用后管养期间的养护维修方案也是绿色桥梁设计的重要内 容，即绿色桥梁是全寿命周期的设计，这也能更好的从整体上加强对桥梁的控制 和管理。设计过程中需要对支座的更换，伸缩缝的清理，桥头跳车的部位进行重 点

9、明确，以保证检查人员可以全面的了解桥梁使用情况，提前做出维修计划。考 虑使用新材料、新技术等进行重点部位的设计，例如根据桥梁受力特征选择合理 的支座类型，并有利于今后的更换维修；对可能会存在桥头跳车的部位，需要对 设计方案和交通类型进行评估，充分考虑到地区累积当量轴次的变化，采用可靠 的结构形式进行设计，避免现存状况中的大部分桥梁在使用一段时间后产生较严 重桥头跳车现象；桥梁附属结构设计能够整体提升桥梁服务效果，在绿色桥梁设 计中需要加强对附属结构物的设计，例如近日的重庆公交坠江事故等，在桥梁护 栏的防撞等级和路缘石的设计上需要加强思考，如图2所示，在存在人行道区域， 考虑设置二次防护，可以显

10、著增强桥梁的安全系数；桥梁的标志标牌、灯光要布 置合理，转弯处的诱导标志要提前设置；桥梁两侧的植被绿化要错落有致，并定 期修剪，对于高架桥梁，尽量保证植被高度低于桥梁高度，以保证行驶视线。图2桥梁护栏设计3.4加强整体上的生态美学设计某一地区的桥梁所设计中，需要根据当地的地形地貌、气候、绿化等，进行整体上的美 学设计，这是设计工作中作方案对比的重要内容之一，也是绿色桥梁设计方法所包含的内容。 如图3所示为我国某城市悬索桥和斜拉桥的方案对比效果图，两种方案从桥梁建设与上游、 下游及两端的整体布局效果，桥梁建设的拆迁量，夜间照明，色彩涂装，风俗特点以及绿化 景观水平，生态补偿等方面进行了设计对比分

11、析，并通过桥梁的生态美学评价确定出了适合 的方案。生态美学设计要保证结构优化与环境的协调度较高，首先根据当地地形地貌，进行 桥梁点位和整体结构的确定，设计人员要多进行实地考察，对比梁桥、拱桥及组合式桥梁的 优缺点，在规范要求范围内合理确定桥梁位置和桥型的确定；根据人为环境适当添加当地元 素，例如重庆寸滩长江大桥设计具有巴蜀建筑风格的门”字型牌楼5，可以选择在桥头、栏 杆等部位增加当地元素；根据自然环境确定绿化方式和桥梁色彩涂装等，绿化植被的选择要 与引道顺接，避免产生大的突变，在高度上要进行约束，防止对视线产生遮挡；夜间照明方 面首要能明确桥梁位置，其次根据桥梁功能适当进行灯光效果的布置。图3

12、不同桥型效果对比4结语绿色桥梁理念的提出已有多年，但是在工程设计领域并没有得到很好的实践，一方面绿 色发展的理念在工程领域体现的不明显，另一方面近些年我国在建设领域的取得的经验导致 后期的桥梁建设大多是照搬模式，在一般工程中很少有突破。随着国家在环保领域的强有力 措施，绿色桥梁的设计理念已将会成为今后桥梁设计的重要组成部分，本文主要是结合我国 在绿色桥梁领域的研究成果，阐述了相关理念和设计原则，并从主体设计、绿色施工设计、 全寿命周期及生态美学设计等方面分析了对绿色桥梁设计方法的理解，以便设计人员加强理 解，促进我国绿色桥梁事业的进度。参考文献：1李菲.绿色桥梁与绿色丝路高度契合一一推动中哈对接服务绿色“一带一路”建设J.中国 生态文明，2017(3).2贾俊峰，赵建瑜，张强等.后张预应力节段拼装CFST桥墩抗侧力学行为试验J.中国公 路学报，