綠色設(shè)計理念在市政橋梁設(shè)計中的應(yīng)用研究

孫玉平

(安徽省建筑科學研究設(shè)計院，安徽 合肥 230031)

0 引 言

國內(nèi)各地區(qū)的市政橋梁工程項目直接關(guān)系著當?shù)氐某鞘薪ㄔO(shè)水準，為更好地踐行綠色節(jié)能理念，實現(xiàn)各地區(qū)經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展，各級地方政府應(yīng)將綠色設(shè)計理念引入市政橋梁工程項目中。基于此，探究綠色設(shè)計理念在市政橋梁設(shè)計中的應(yīng)用有著重要意義。

1 綠色橋梁設(shè)計

1.1 設(shè)計原則

綠色橋梁設(shè)計的基礎(chǔ)為橋梁結(jié)構(gòu)，具有經(jīng)濟實惠且構(gòu)造簡單的特點，充分適用統(tǒng)一化標準，能夠彰顯出市政橋梁工程項目的耐用性與經(jīng)濟性。在設(shè)計綠色橋梁時，要嚴格控制工程量，降低施工成本，縮短施工周期，確保工程項目的各項工藝流程符合要求，在滿足上述要求的前提下，需要充分考慮工程項目的周邊環(huán)境，充分發(fā)揮橋梁工程的優(yōu)勢，凸顯橋梁環(huán)保性以及安全性。在橋梁設(shè)計施工的全過程中，應(yīng)充分展現(xiàn)綠色設(shè)計理念，盡可能降低后續(xù)維修、改造、保養(yǎng)成本，節(jié)約能源消耗，提升工程項目的經(jīng)濟性以及社會效益。如圖1所示即為融入綠色設(shè)計理念的市政橋梁工程。

圖1

1.2 性能特點

綠色橋梁的性能特點主要有以下幾方面：

(1) 充分結(jié)合工程項目的設(shè)計、施工方案，確定原材料價格與工程項目的整體造價，市政橋梁工程項目與市場的需求關(guān)系聯(lián)系不大；一般情況下，市政橋梁項目主要由各級地方政府的相關(guān)職能部門負責，職能部門會結(jié)合地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展與社會結(jié)構(gòu)情況決定具體的實施方案。

(2) 工程項目的建設(shè)規(guī)模會在一定程度上影響設(shè)計施工效果，進而影響當?shù)氐纳鷳B(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益。

(3) 橋梁工程項目的運營壽命極為重要，直接關(guān)系著周邊環(huán)境社會經(jīng)濟的發(fā)展。

(4) 綠色橋梁工程項目要保證在運營期間內(nèi)不會形成有毒、有害物質(zhì)，避免在橋梁達到使用年限后難以處理廢品。

(5) 綠色橋梁工程項目要能夠抵抗大風、冰雪等外部不利影響因素的干擾。

2 綠色設(shè)計理念在市政橋梁設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 勘測作業(yè)

勘測工作是橋梁工程項目最重要的環(huán)節(jié)，勘測作業(yè)質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)橋梁工程項目的設(shè)計質(zhì)量以及施工作業(yè)質(zhì)量。為更好地踐行綠色設(shè)計理念，在勘測階段，技術(shù)人員需要對橋梁工程項目進行初步探測、定測、詳勘，技術(shù)人員在開展勘測作業(yè)時，要充分依照勘測作業(yè)規(guī)范開展相應(yīng)活動，結(jié)合工程項目的實際情況，科學合理地設(shè)置工作任務(wù)。根據(jù)交通要求、橋梁工程項目的任務(wù)需求，合理布設(shè)兩個以上的橋位方案，確保設(shè)計方案的合理性；設(shè)計方案評審專家與政府有關(guān)職能部門在選用方案時，應(yīng)確保備選方案符合相關(guān)要求，深入分析方案后續(xù)影響，重點關(guān)注設(shè)計的合理性以及勘測方案的可操作性，將環(huán)境影響、養(yǎng)護成本、運營成本考慮在內(nèi)。

2.2 綠色設(shè)計的體系選用

各種橋梁結(jié)構(gòu)體系均有不同的適用范圍，在設(shè)計市政橋梁工程項目時，要全面考慮項目的實際情況，科學選用綠色設(shè)計體系，合理選用梁橋、拱橋、剛架橋、斜拉橋、吊橋等形式，以實現(xiàn)既降低橋梁工程項目造價，減少資源消耗，又便于后續(xù)維修養(yǎng)護工作的開展的目的。

2.3 綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)計單位在設(shè)計市政橋梁工程項目時，要合理運用綠色設(shè)計理念，綜合考慮市政橋梁在運行壽命周期內(nèi)所面臨的各種環(huán)境因素與荷載情況，并將上述因素作為設(shè)計核心，提升結(jié)構(gòu)計算的精確度，保障橋梁的運行安全。例如， 在河道或海上建造市政橋梁工程項目時，橋梁設(shè)計要綜合考量橋梁結(jié)構(gòu)對濕熱空氣、風力載荷的承受力，與此同時，還要考慮橋梁下部基礎(chǔ)受侵蝕性物質(zhì)影響的防腐措施；若市政橋梁工程主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，也要充分考慮鋼結(jié)構(gòu)防腐問題，提升工程項目的設(shè)計質(zhì)量[1]。如圖2所示即為綠色河道市政橋梁工程項目。

圖2

融入綠色設(shè)計理念的橋梁工程需要具有經(jīng)濟實惠且構(gòu)造簡單的特點，能夠展現(xiàn)出市政橋梁的適用性、耐用性、經(jīng)濟性。在設(shè)計市政橋梁結(jié)構(gòu)時，要嚴格控制各項工序的工程量，降低施工成本，縮短施工周期，確保工程項目的各項工藝流程符合要求，凸顯橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、環(huán)保性以及安全性。設(shè)計人員在設(shè)計市政橋梁項目時，要妥善運用最佳利用原則，實現(xiàn)綠色設(shè)計，充分運用模塊化的橋梁工程設(shè)計方法，借助模塊化設(shè)計的便捷性，使市政橋梁結(jié)構(gòu)各構(gòu)件更易于更換，確保拆除后的構(gòu)件具有利用價值。

橋梁設(shè)計團隊還要充分運用零污染以及最小能耗的基本原則，實現(xiàn)綠色設(shè)計理念，在設(shè)計市政橋梁工程項目時，要深入分析橋梁的結(jié)構(gòu)受力，科學合理地設(shè)置橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施；在充分考慮結(jié)構(gòu)安全性的前提下，選取性價比最高的施工材料，降低施工作業(yè)成本，提升工程項目的經(jīng)濟利益、社會效益。

設(shè)計人員還需充分考慮技術(shù)先進性原則，實現(xiàn)綠色設(shè)計理念，在對市政橋梁工程項目進行設(shè)計時，要充分結(jié)合項目周邊環(huán)境，利用項目資源，盡可能選取最先進、最適宜的技術(shù)手段，提升市政橋梁工程項目的施工作業(yè)質(zhì)量、效率。

2.4 橋梁工程體系

橋梁設(shè)計團隊在設(shè)計橋梁工程項目主體結(jié)構(gòu)時，要充分融入綠色設(shè)計理念，高度重視市政橋梁工程的質(zhì)量問題，將更多的資源、精力投入在綠色生態(tài)設(shè)計領(lǐng)域，尤其重視設(shè)計過程中各施工建筑材料的應(yīng)用方案，盡可能地降低原材料的工程量，實現(xiàn)橋梁工程項目主體結(jié)構(gòu)的較高實用性。在有效完成上述工作要求的前提下，還要充分重視市政橋梁工程項目周邊環(huán)境的污染問題，優(yōu)先選用環(huán)保性能較佳的綠色原材料，進而提升橋梁主體結(jié)構(gòu)的環(huán)保性能，增強工程項目的環(huán)保特點[2]。

在施工作業(yè)進程中，施工建設(shè)團隊應(yīng)該嚴格依照圖紙進行施工，使用能夠?qū)崿F(xiàn)工程項目生態(tài)化、綠色環(huán)保的施工原材料，充分踐行材料最少、材料最優(yōu)的設(shè)計原則，并保障后續(xù)施工作業(yè)進程順利推進，最大化地利用環(huán)保材料的循環(huán)屬性，降低市政橋梁工程項目對周邊環(huán)境造成的生態(tài)污染，降低施工作業(yè)成本，降低能源消耗，實現(xiàn)綠色設(shè)計理念。

2.5 橋梁附屬工程

設(shè)計團隊在設(shè)計市政橋梁項目附屬工程時，要將重點放在排水系統(tǒng)、伸縮縫、橋梁支座、照明系統(tǒng)等方面。施工團隊應(yīng)充分結(jié)合市政橋梁項目的設(shè)計方案，確定附屬項目的整體造價，并結(jié)合項目周邊地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展情況，決定附屬工程具體的施工方案。附屬工程建設(shè)規(guī)模會在一定程度上影響橋梁整體的施工效果，進而影響市政橋梁項目的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益，直接關(guān)系著周邊環(huán)境社會經(jīng)濟的發(fā)展?；诖?，設(shè)計、施工團隊應(yīng)確保橋梁項目的附屬工程不會產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)；在設(shè)計市政橋梁附屬工程時，融入綠色設(shè)計理念，能夠在一定程度上彌補市政橋梁工程項目的缺陷，提升橋梁設(shè)計工作的實用性、科學性、合理性[3]。例如，設(shè)計人員在市政橋梁的排水系統(tǒng)中可采用性能較高的PVC管等材料，提升排水系統(tǒng)的抗腐蝕性、實用性、節(jié)能性；與此同時，設(shè)計人員需要精確、全面地統(tǒng)計市政橋梁工程所處區(qū)域的降水情況以及水利條件，進而確定排水系統(tǒng)的數(shù)量，增強排水系統(tǒng)功能的有效性；通過科學合理地設(shè)置市政橋梁項目的附屬工程，提升橋梁運行的穩(wěn)定性、安全性，增強工程項目的經(jīng)濟利益、社會效益。

3 結(jié)束語

綜上所述，為應(yīng)對日益嚴峻的環(huán)保問題、生態(tài)環(huán)境惡化問題，各行業(yè)應(yīng)引入綠色設(shè)計理念。將該理念引入市政橋梁工程項目的設(shè)計工作中，能夠降低能源消耗，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，增強市政橋梁工程項目的科學性、實用性、環(huán)保性，提升市政橋梁的經(jīng)濟利益、社會效益，改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。