安全性、功能性、美观性同时抓

安全文化网 www.anquan.com.cn     大约2 0 0 0 年前， 马可维特鲁威波利奥（ Marcus Vitruvius Pollio）在他的著作《建筑学》一书中指出：“结构物需要兼具安全、功能和美观”，而今“安全、功能、美观”仍是关乎桥梁质量的三大主要因素，高质量的安全性，可以保证桥梁在整个使用年限中没有任何风险；高质量的功能性可以保证在桥面上能安全舒适地行驶车辆；高质量的美学设计，可以使建造出来的桥梁更加美观，为当地自然环境增色添辉。同时，实践证明，高质量的结构物才是最经济的方案。 总而言之，在充分考虑经济效益的同时，保证桥梁结构在安全、功能与美观上的质量，应该是桥梁工程师们共同努力实现的目标。 

    桥梁的安全性 

    桥梁的安全性是最为重要的，一座桥梁必须能够承载服务寿命期内加诸于它的所有荷载，否则就会发生垮塌。桥梁的实际承载能力是会随着时间变化的：材料劣化、疲劳、等等会导致其承载能力降低。适当的维护、补强则可使其承载能力增加。桥梁的承载能力可以根据结构状况进行估算。 

    当今，桥梁设计的基本原理大多依据等式：φW>=ΣλiQi 。其中，等式左边表示承载能力，右边表示荷载的作用，φ和λ分别为强度系数和荷载系数，它们都是按照概率确定的。如果等式的左边大于右边，说明设计出来的桥梁就是安全的。但是，这个等式只是一个对与错的判断，过分加大等式的左边对于结构物的实际安全也是没有益处的。 结构物在既定荷载条件下的承载能力，并非是其所有构件局部承载能力的总和，一个结构会有一个或多个关键性的构件，其破坏可能引起整个结构物的严重损毁。这被称为“最弱环节”。因此，安全性必须要求每一个关键构件都具备较高的质量。对每个结构细部都给予应有的关注，才是保证质量的先决条件。 

    质量越高，服务年限越长 

    如果将桥梁的服务年限定义为桥梁能够安全使用的时间跨度，就能以此判定该桥梁的安全质量。桥梁的服务年限是该桥保持其对预期交通量与其他设计荷载承载能力的时间跨度。桥梁的安全质量越好，其服务年限越长，其价值也就越高。 维护或养护也是影响桥梁服务年限的一个重要因素，一座桥梁必须加以适当的维护，才有能力长时间安全地保持它的承载能力。但如果一座桥梁维护难度大，不仅会增加维护费用，还会阻碍对其进行应有的养护作业。因此，在桥梁的设计阶段，就必须充分合理地考虑日后维护工作的便利性，实现桥梁具备的真正价值。 

    质量等级 

    韦氏词典(Webster)对“质量”一词的定义是：“优秀的程度”，这里，“程度”或“度”是重要的概念，它表明“质量”是可以分等级的，甚至可以用具体的数字来衡量。因此，一座桥梁可能会被判别为不安全的和不能令人满意的，或者是安全的和令人满意的，也可能在一定条件下，被归类为最佳的、好的、比较好的。例如，美国联邦公路管理局将桥梁检测评级的尺度分为1到10个等级，其中10级是最好的，而且还用详细的描述指导检测人员，利用这些数字尺度表达检测的结果，以更准确地帮助检测人员反映各个结构部件的实际情况，从而反映出一座桥梁安全性的质量。高质量的施工能提升桥梁的安全性对施工来说也是如此，如果施工能满足该结构的规范要求，该施工在法律上就是可接受的。但这只是最低限度的要求。要达到高质量，施工的工作还应当是创新的、经济的和美观悦目的。 

    桥梁的功能性 

    桥梁功能性方面的质量优劣，指的是车辆在桥上实际行驶的安全性与舒适性。一座桥梁在一个固定的设计时间跨度内，必须要能承载一定的交通量，包括一定数目的车道或每 天通过的车辆数。行车舒适性包括视距、桥面铺装状况，桥面排水、照明、风屏设置、桥面坡度及其他影响行车条件的性状等。 

    桥梁的经济与质量的体现 

    建造一座桥梁，成本是它的总造价，其构成包括施工费占地费用和维护费用，以及若干工程设计、规划和管理等“软成本”。桥梁价值的构成包括其功能价值、公众价值、象征价值、美学价值等。功能价值是该桥的收益，包括其使用所能节省的时间，舒适与方便，以及因避开不安全的线路而获得的安全性等；公众价值体现在促使人与人之间联系，有利于商业发展及公用设施的综合利用；象征价值是由提供一个公共的象征形象而获得，如巴黎的亚历山大三世桥(Alexander III Bridge)就是为庆祝法俄友谊而建造的；美学价值是由建造一座美观的结构物而获得，因为它能够为环境之美增色添辉，也可为人们的精神注入新的活力，从而体现了桥梁更高的价值。桥如果价值大于成本，这座桥的建造是合理的。如果价值小于成本，这座桥大概不会被修建。 

    桥梁造型的美观性 

    每个人的审美是不同的，美观上的取舍带有很多主观成分，难以界定。然而，考虑到桥梁是为公众而建造的，那么，喜欢它的人越多，就代表它的设计越成功。 

    桥梁工程项目是否可行，一般是在桥梁的造型已有构思之前就确定下来的。因此其美学价值极少作为建桥决策的一项考虑因素。但实践证明，一座桥梁的美观与否，的确会影响其最终价值，一座造型美观的桥梁能为工程项目增值，而“其貌不扬”的设计则会降低桥梁的价值，如旧金山市的金门大桥这一杰出的建筑，因为大众对金门大桥的爱慕，使旧 金山市也随之名闻世? 

    在日常生活中处处可见对美观的权重，桥梁就是其中之一，它的美能够对一个城市的生活质量乃至一个国家的形象，产生巨大的影响。但遗憾的是，许多桥梁工程师却没有真正意识到这一事实的存在。他们中许多都没有受过美学的培训，这也许就是许多桥梁的外观质量不尽人意的原因。 

    在当今的桥梁设计领域，有些工程师们还只是停留在只按现行的法规和规范进行设计。但这些法规与规范常常落后于当前技术的前沿水平。这样的设计，只能说是在法律上已 经满足，但不能作为一个好的设计。一个好的设计必须同时考虑当时的技术前沿知识，使设计的桥梁达到新技术水平。再进一步，一个优秀的设计必须能经得起时间的考验。要能受得起时间的考验，设计工程师就必须有前瞻性，并了解大自然的定律。例如，在设计旧金山金门大桥(Golden Gate Bridge)时，当时的抗地震规范要求工程师只需要考虑等于重力荷载的7.5%的水平力作用，于是该桥当时只保守地按照10%的水平力设计，并认为对抗地震应是保险无疑的，但现在这座桥却正进行抗震的加固改造作业。因此，工程师们进行桥梁设计时，对一些问题应该考虑? 

    虽然要达到保证桥梁设计和施工质量的目的，有各种各样的途径与方法，但出发点总是一样的，我们必须为桥梁质量而努力奋斗。 安全文化网 www.anquan.com.cn