构件,采用遥控技术进行施工控制和管理,采用GPS 技术进行定位与测量,采用机器人技术进行结构整体安装或复杂环境下的施工等。在健康监测和管理方面,可综合应用计算机技术(网络及数据库、图像图形技术)、人工智能技术、传感器技术及计算数学、有限元分析等多学科,建立一套桥梁设计、施工及养护维修的科学评价体系(施工控制、运营状态监测、损伤诊断及评估、预警和养护对策等),实时掌握桥梁的健康状况。例如,通过在桥上装配智能传感系统,就可以感知风力、气温等天气和交通状况;通过埋入结构内的智能传感器,可随时监测结构的潜在危险(如应力超限,疲劳裂纹扩展等)并及时发出预报等。
1.3.4.5 日益重视桥梁美学、建筑造型和景观设计
桥梁作为建筑实体,除向社会大众提供使用功能外,还凸现出其作为建筑审美客体的作用。在历史上,许多著名的桥梁建筑,如旧金山海湾大桥、悉尼港大桥、武汉长江大桥等,以其宏大的气势和造型,为人们带来壮美的享受,往往成为城市或地区的标志性建筑。
国家经济的持续发展、大众审美要求的提高,以及社会不断增强的自我标志意识,将会导致桥梁建筑设计理念的逐步改变。随着传统设计学科之间的交叉,将会有更多的建筑师、艺术家、景观和环境方面的专家参与到桥梁设计中来,通过与桥梁工程师合作,把技术问题(材料,结构,施工)与美学、造型和景观密切联系起来,共同创造出既保证安全适用又体现美学魅力的桥。
桥梁建设的基本目标是安全、适用、经济、美观。围绕这一基本目标,桥梁技术的发展应表现在:桥梁具有较大的跨越能力和承载能力;车辆能安全运行于桥上并使旅客有舒适感;讲求经济效益,力图降低造价;结构优美并考虑其与环境的协调。因此,概括地讲,桥梁工程今后的发展方向大致有以下几方面:
? 发展大跨度桥梁,尤其是大跨径的波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥,进一步研究与之相关的动力和稳定等问题;
? 研究超长的跨海(峡)桥的设计、施工和环保技术;
? 开发中小跨度钢桥、混凝土桥和结合梁桥的新的截面形式,完善桥梁的标准设计; ? 注重施工技术的发展,提高桥梁建造的机械化、自动化、大型化水平; ? 广泛采用以极限状态法和可靠性理论为基础的方法指导桥梁设计与状态评估; ? 更多地将高强轻质材料和新型材料应用于桥梁工程,比如超高强硅粉和聚合物混凝土、高强双相钢丝纤维增强混凝土、玻璃纤维和碳纤维等;
? 建立和完善桥梁健康监测、状态评估与智能管理系统,提高既有桥梁的养护、评估和加固水平;
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? 开展桥梁美学、建筑造型和景观设计的系统研究。 [思考与练习]
1.1 试比较土木工程与桥梁工程的相同点和不同点。
1.2 简述简支梁桥的基本组成部分,阐述各基本部分的主要作用,讨论拱桥、悬索桥和斜拉桥的基本组成部分。
1.3 比较桥梁的总长度、总跨径、主跨跨度、净跨度和计算跨度的含义。 1.4 按照受力体系,概述桥梁的主要分类、受力特点及其适用场合。 1.5 总结桥梁结构中的梁、拱、索、墩、塔等构件的受力特点。
1.6 结合材料科学的进步和陆地交通工具的发展过程,讨论桥梁的发展及演变进程。
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