桥梁概念设计与定性分析
之梁拱组合桥篇
1.引言
梁拱组合体系桥是目前发展较快的一种桥型，它是一种经济、实用、美观的桥型，在我国南方某些地区已有一些比较成功的应用实例。连续梁拱组合桥作为一种新型的组合结构，它具有能使拱与梁共同受力特性，既可以充分发挥混凝土拱的优越性，又可避免桥梁墩台承担水平推力。其结构外形轻巧，竖向刚度大，因而比较适用于承受较大竖向荷载的大跨度铁路桥梁。组合桥式结构因具有结构刚度大、动力性能好等优越性，近年来相继在铁路桥梁设计中得到应用与研究 。采用预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱肋组合形成的连续梁拱组合桥，具有较大的竖向刚度和良好的动力性能，特别适合高标准铁路建设的需要。
概念设计是工程设计的核心，也是整个工程设计阶段最重要和最困难的部分，可以说是设计之魂。概念设计体现了设计者对总体目标的洞察力，对设计任务的驾驭能力，以及在技术创新、工程思维和综合处理等方面的能力。一项设计任务的成败和优劣在很大程度上取决于其概念设计的品质，一个平庸的概念设计从一开始就决定了工程项目在竞争中处于劣势，即使得到批准也不可能获得成功。当然，一个好的概念设计也可能因在随后的设计阶段中得不到落实而被夭折或破坏了最初的创意。概念设计包括“概念生成”和“概念选择”两个阶段。概念生成是指根据需求所产生的多重目标、指标和约束条件以形成各种合理、可行的解决方案的思考过程。从“集思广益”的意义上说，生成的方案应当“多多益善”，因此，可以调动设计团队的想象力和创造性，尽可能多地接纳不同个性、不同风格、不同角度和侧重点的设计方案，避免遗漏一些具有独创性的设计概念和构思。概念选择则是对所有可能的备选方案进行评估和比较，从中筛选出少数几个优秀的方案进行分析、研究和详细的比较，以便最终确定一个最佳的概念设计。一般来说，概念设计阶段并不需要投入太多的资金和人力，也不需要过于详细的计算，特别要避免用技术设计和细节设计的方法去做概念设计，而要着重于思考和比较，并用少量文字和几张图表达出设计者的构思和创意，突出个性和风格，即一些不同于传统、常规和已有设计的亮点。
2.梁拱组合桥概念设计
概念设计的基本原则是安全、适用、经济、美观、耐久和环保，还要考虑可施工性、可养护性以及保证全寿命使用功能的耐久性。近年来，为节约资源、保护环境的可持续性工程理念也应当成为概念设计的重要原则加以考虑，而创新思想或创意也必须贯穿在整个概念设计过程之中。
1.1概念设计的基本方法
概念设计中首先强调构思，是想象、孕育方案，比较选择的创作过程，也是概念设计中最重要的一步。 第二步是建模，对构思出的结构方案进行抽象化，以便于分析和计算。但概念设计阶段的分析计算和技术设计的精度要求不同，不必追求精确，主要是为了方案间的相对比较，并为下一步确定尺寸服务，因此可以采用近似的方法和经验系数等手段。随后定尺寸，主要是估算出工程数量和造价，其中包括高性能材料的应用和不同材料的组合使用。最后是针对细节，对于创新的体系、构造，以及对传统技术有意义的改进，必须考虑相关的细节构造，使方案的创意具有说服力、可行性和安全实施。
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