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桥梁工程论文.doc

桥梁工程论文

张云海
2017-09-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《桥梁工程论文doc》,可适用于高等教育领域

桥梁工程论文桥梁美学班级:土木xxxx(桥梁x班)学号:xxxxxxxxxxx姓名:xxx桥梁美学的问世也不是一朝一夕的事。从根本上说自从有桥梁这一概念起桥梁美学就随之诞生。只要看一看散布在我国各地民间的桥梁就可发现它们的造型或庄重、或轻盈它们的装饰或细巧、或粗犷尤其在江南一带的小桥流水其与四周环境的和谐结合可说到了巧夺天工的程度。而中国赵州桥、卢沟桥等著名桥梁无论在技术构思的巧妙绝伦或艺术装饰的深厚历史文化底蕴上其美学价值更为历代文人学士和广大业内人士所称道为国内外的美学家们所首肯只是没有将这种艺术观上升到美学的高度没有构建成系统的理论体系。当然现代桥梁的跨度动辄几百米、上千米其气派非古代的桥梁所能比拟其建造的难度也是非过去的桥梁所能企及因而其美学要求、美学价值也与过去不能同日而语。现代社会经济及科学技术的发展为桥梁美学的兴起提供了基础和可能。在经济实力低下的社会条件下能建造一座简易的人行桥已属不易更不用说其实用功能以外的艺术装饰和美学讲求。但当文明社会发展到今天人们有条件在构筑自己的生活环境时提出更美好的要求有必要把自己的生活条件放在一个更高的起点上。同样过去人们为建一座几米、几十米的木桥、石桥而需耗费几年的劳力甚至付出血的代价今天现代化的科学技术可为我们将以往不敢设想的最美好的设计变为现实。近年桥梁美学的问世和发展应该说是有其必然的现实基础和客观需要的。<一>桥梁美学的发展史总体来说桥梁美学的发展可以分为如下四阶段:第一阶段:技艺不分古代美学思想研究可以追溯到公元前古希腊时代而成为系统的建筑美学理论并见之于记载的书中是在多年前罗马时代建筑大师维特鲁威在所著的《建筑十书》中就提出了适用、坚固、美观三位一体的建筑观点成了影响深远的优秀建筑标准。法国加尔徳水道桥虽经历多年沧桑仍然以其粗犷、古朴、充满原始魅力的风貌屹立于世。事实上古代建筑包括桥梁建筑在内并没有技术与艺术之分。“技术”一词来源于希腊语含技艺、技巧之意各国文学中的艺术一词如拉丁文英文法文德文等都包含了技艺的意思。在中国古代则被称为“匠”因而当时的桥梁建造者融技术与艺术于一身既是设计者也是造桥者既是工程师又是艺术家无形中就是一种完美的结合。)中国古代我国现存最早保存良好的桥是公元年,年由隋代李春建筑的安济桥(又称赵州桥)该桥是单跨、敞肩、圆弧石拱桥拱圈并列道净跨m高m宽m在主拱两侧有净跨分别为m、m的小拱可宣泄流量并减轻自重桥面呈弧形栏杆望柱上雕刻的龙兽神采飞扬、制作精良。这是世界上最早的割圆弧拱其大拱叠小拱的造型构思巧妙结构独创看上去雄伟中透出秀逸稳重中犹见轻盈如“初日出云、长虹卧涧”已列为世界文化遗产中的珍品。此后在我国的隋、唐、宋、元、明、清各朝代都建造了很多著名的桥梁如建于中唐时代的宝带桥是现存最长的多孔薄拱薄墩连拱桥(计孔全长达m)如千尺卧虹、巧夺天工。宝带桥是现存最长的多孔薄拱薄墩连拱桥赵洲桥卢沟桥赵洲桥北京颐和圆内的玉带桥)西方相对于我国西方中世纪正处于黑暗时期战争与宗教成为人们生活中的两个重要内容反映在桥梁建筑上就是既为军事防御性桥又是宗教色彩较重的桥。设计造桥者有牧师参与桥头大都有防御性的桥塔和桥门还建有教堂和其他宗教性建筑物长期的封建战争和宗教势力的影响留下了深深的烙印。法国瓦伦梯桥是当时较有代表性的一座桥该桥两头及中部各有一个高塔另外还有一道桥门共六个尖拱(跨径m)高高地耸出水面桥墩处理得使攻桥者无法从河中乘船上桥。由于军事考虑上的完整性和它高直式的桥塔桥看上去肃穆整齐像严阵以待、训练有素的武士一般。法国瓦伦梯桥文艺复兴时期西方摆脱了中世纪的落后、消沉与制约思想得到解放这不仅体现在建筑造型艺术方面有突出成就而且科学技术开始萌芽。当时百家争鸣大师辈出如达芬奇、米开朗琪罗等都既是画家、艺术家又是科学家、工程师人们在浪漫主义思潮影响下崇尚古典主义建筑艺术追求形式美注重比例和谐、外观宏伟与细部雕饰法国的巴黎圣母院、意大利佛罗伦萨的圣玛丽亚大教堂、罗马圣彼得大教堂等都是该时代不朽的杰作。桥梁建筑也常常被看作是一种纪念性建筑在桥梁上增加很多雕饰如罗马的十二使徒等桥上都建有几座到几十座巴洛克风格的雕像。还有著名的威尼斯利雅托桥桥以桥上用大理石建店铺、拱廊、台阶和栏杆而著称所有线条都柔和悦目、细腻考究。这个时代的桥梁建筑可以说既是工程设计又是艺术创作是一座桥梁更是一件大型艺术品。罗马十二使徒桥威尼斯摩托桥第二阶段:技艺分家世纪末以英国技术革新为标志的工业革命改变了整个物质生产领域的面貌。随后出现了以自然物质规律为研究对象的各种学科以及相应的教育体系。科学的明细分工以及追求结构上的纯理性主义使科学和艺术、专业技术和艺术脱了节。科学家、工程师注重于科学实验、发明创造且分工愈来愈细对艺术已无力兼顾而艺术家则认为艺术是高尚的是感情的产物工程技术只是“雕虫小技”孤独地沉缅于感情境界的象牙塔中深深地陷在超越现实世界的虚无境界中。这种技术与艺术的疏远美和用的分离使本来含有艺术概念的技艺已到了被局限于只讲技术的境地特别是工业化的大生产和追求高效率往往与美背道而驰。大部分土木工程师养成了以结构达到建筑物功能目的为唯一要求甚至认为艺术要求是对设计思想的干扰是建筑物不经济的根源等主张洗净“浮饰”“真实即美”。反之建筑师及艺术家们又认为工程师不懂艺术对新材料、新结构横加指责导致了工程师与建筑师之间的争执。当时建筑师宣称:在铁制的东西中没有建筑艺术。机械制造每前进一步东西却越来越丑一直达到所有丑陋的顶点样品规模宏大结构外露的悬臂式钢桥(英国福斯桥)。当然时至今日对埃菲尔铁塔与福斯桥等人们已不再去挑剔那些繁杂落后的结构细节的丑陋而是注重它外观的气势歌颂其当年的首创精神和克服困难与压力的毅力已经把它们看作代表各自国家历史里程碑的成功之作了。而由此也引发了在建筑美学思想与观念上的改变进一步注意到正在形成的技术美学思想。英国福斯桥第三阶段:技艺再合随着世纪科学进步与发展传统的建筑观念不时被工程师采用新材料、新结构、新技术所打破。人们在物质生活水平提高的同时也需要更完美、更完善的建筑结构以满足精神上的需求。因而技术与艺术必须完美地结合成为建筑艺术发展的必然趋势也促使了建筑师要懂结构工程师要懂艺术。年英国工程师学会通过项正式决议:“美学处理必须是土木工程师的职能范围”。年英国剑桥大学有个课题即工程师和建筑师的联合:“建筑师必须有工程师的头脑工程师必须有建筑师的头脑”。就是说工程师不可能在无意识中使自己的作品达到符合美的标准工程师还必须是个自觉掌握艺术规律、具有美学修养的人。位于瑞士的世界名桥萨尔基那桥(建于年世界上最美的桥)是梅拉尔特式空箱截面三铰拱桥的代表该桥飞跨阿尔卑斯山跨径m桥全长m矢高m其拱厚从拱脚到四分点(处)逐步增加再到拱顶又减薄给人以不寻常的兴奋之情。该桥打破传统结构梁、柱、墩的形式和石拱桥笨重的构造充分有效地应用材料以薄板组成变化的空心截面拱不仅经济、合理、创新而且获得了轻巧、优美的外观。弗兰西涅毕生致力于发展预应力混凝土第二次世界大战以后需要重建被破坏的桥梁他在马恩河上建成了一系列双铰拱、预制节段预应力混凝土桥桥梁简洁美丽、柔和空透取得了极大成功阿曼特桥阿曼特桥第四阶段:技术美学与工业艺术设计从世纪末到世纪初新的建筑思想促使设计观念完全更新形成以建筑师为首包括工程师、工业设计师、工艺美术师在内的设计大军把美学设计领域扩展到整个人造世界出现了重视技艺的工业艺术设计和与之相应的美学理论技术美学。工业产品与艺术相结合的设计它既包括广泛的艺术设计又包括设计者的特殊精神劳动和创作方法。它综合着工程师、建筑师、艺术家的各方面活动目的是为创造具有高度审美价值的产品而做出理想、可行的方案使产品的实用、经济、美观三者更好地结合起来达到有机的统一。半个世纪以来工业艺术设计已在国际上全面普及。技术美学要求把美学运用于广泛的生产技术领域它研究的问题还涉及到物质产品的生产过程中有关人、社会、经济等诸多因素。因而除了技术与美学的交叉外还与社会学、经济学、管理学、心理学、生产工艺学、人体工程学、教育学以及艺术学都有十分密切的关系。另外技术美学思想的形成一开始就与建筑密切相关是新建筑思潮的指导思想自然也影响到桥梁建筑。随着高速公路的问世与交通事业的迅猛发展公路美学、桥梁美学应运而生并受到各国土木工程界的广泛关注。在桥梁美学方面造诣很深的代表是德国的弗里茨莱昂哈特。早在年他与卡尔舍希特勒出版了《桥梁造型》一书。经过几十年的实践与积累年代又出版了专著《桥梁建筑艺术与造型》并广为流传年根据他的请求国际桥梁工程学会创建了“结构工程美学”特别小组向全世界提倡注意桥梁美学。弗里茨莱昂哈特的创作中如建于年德国的费曼恩海峡桥是一座立体结构钢拱桥上跨(m钢拱双肋于拱顶相靠吊杆为网状钢索桥墩由上向下缩窄宽度使桥梁整体以动态形象浮现于开阔的海面之上既均衡稳定又充满了力动感这种首创的“提篮式”拱常被各国许多桥梁设计者所效仿。费曼恩海峡桥日本近年来更是以土木学会为主在桥梁界大力推广工业艺术设计(或称造型艺术设计)及技术美学思想并不断创新形成了自己的风格。日本东京湾彩虹桥景观设计方案一和方案二我国古代桥梁建筑艺术在世界桥梁史上占有重要地位如前所述有不少非常杰出的创作。但近代以来由于长期的封建统治科技发展水平相对滞后。解放后桥梁建设才有了蓬勃发展的大好形势,年代建成的武汉长江大桥、南京长江大桥等在桥梁设计中对桥头建筑及引桥进行了多种方案的比选坚持“适用、经济在可能条件下注意美观”的建设总方针桥梁雄伟壮观技术先进、举世瞩目成为我国建桥史上的里程碑。遗憾的是随后的“文化大革命”爱美求美成为“修正主义”在建筑美学思想上也引起极大混乱只有在年代改革开放之后才带来了经济繁荣、科技飞跃也带来了公路与桥梁建设的飞速发展。桥梁美学在这一时期也引起普遍重视在桥梁建设中也特别注重桥梁美的体现如建于年的厦门大桥不仅设计先进、施工精良工艺上有不少新的创造与尝试在桥梁装饰艺术上也别具匠心起到了为大桥增姿润色、锦上添花的作用。厦门大桥桥梁景观设计是桥梁美学的具体实施是包括桥梁自身与周围环境在内的总体美学设计已成为桥梁设计的重要内容桥梁美学的研究、桥梁形态的创新方兴未艾。<二>桥梁美学相关分析内容从美学的基本理论入手主要分析以下三个方面:桥梁建筑环境美学桥梁建筑环境美学就是研究桥梁建筑的规划布置和结构形式使其在保持自身独特的美学表现的同时与各种各样的周围环境条件相互间达到和谐统一。中国长城的修建即充分利用了起伏险峻的地势。现今观之既有蜿蜒曲折的秀丽又有雄伟壮观的气势。意大利利亚托石拱桥:该桥上设有商店其建筑风格与周围建筑相一致。游人从商店走过时几乎感觉不到身在桥上。远看去桥隐藏于周围建筑群中并与环境融为一体感觉不到其独有的跨越功能。陕西延安延河桥:于年建成为三孔跨径m的石拱桥。桥型适宜桥跨、桥高及各部分比例和谐桥梁上部结构有强烈的韵律感并衬以宝塔山、石塔构成了一幅革命圣地延安庄严雄伟的画面深深感染着人们。山、塔、桥成为画面不可缺少的部分。广西青厄渡桥:为三孔空腹式拱桥。该桥建在“山水甲天下”的桂林风景区与高山流水相辉映与秀丽环境极为协调。(风景区多拱桥水中倒影)美国金门大桥:它打破了桥梁规模与景观背景的平衡使桥梁成为画面的重点。面向太平洋这一浩瀚广阔的背景和深邃的海湾形成了雄踞屹立、傲视一切的气势。金门大桥在一段较长的时间内被认为是世界桥梁建筑的奇迹三十多年保持最大跨度的记录。金门大桥成为旧金山、金门湾的标志也是桥梁环境设计强调法的典型桥例。桥梁的色彩与装饰在桥梁与周围环境的协调统一中除结构造型外与材料和色彩均有关系。各种材料有着自己的固有颜色反映在人们的视觉感观上就是“外观质地”的印象。如混凝土桥呈现其材料特征的是灰色或白色而钢桥或钢管砼桥从防锈观点出发所涂防锈漆是桔红色但根据需要又可涂刷成其它各种颜色。日本滨名湖大桥:红色的梁体配以白色的栏杆和分隔线。台北关渡河桥:台北市淡水河口的关渡河桥是孔中承式连续系杆拱桥桥体采用暖色与衬景色彩相配强烈给人一种热情奔放的印象。桥梁装饰与色彩一样是通过人为修饰装璜改善原结构的形象表现以迎合人们视觉美学的要求达到对某些外观造型原本不足或欠缺部分的补充和改善。当然桥梁装饰是有限度的过分的装饰会画蛇添足经济上也会造成浪费。拱圈艺术造型:位于纽约中心公园建于年的铸铁拱桥总体是按着哥特色风格为主调拱圈为蜿蜒的喷发式曲线艺术造型具有精美的艺术表现力是现今少见的桥梁美学代表性建筑。桥梁附属结构美学设计栏杆除了服务于全桥的功能作用而要求的稳定、安全外栏杆的造型美还是桥梁美学的重要组成部分。我国古代桥梁就非常注重栏杆的造型。中国古桥汉白玉栏杆:我国一些古老的拱桥尤其一些皇家园林桥梁对栏杆的造型非常重视常用汉白玉、青白石等上等石料精雕细琢修建一些艺术性极高的栏杆。程阳风雨桥:是建筑的集大成者集桥、廊、亭三者于一身在中外建筑史上独具风韵。程阳桥又叫永济桥、盘龙桥建于年是侗寨风雨桥的代表作是目前保存最好、规模最大的风雨桥是侗乡人民智慧的结晶也是中国木建筑中的艺术珍品。<三>桥梁美学的发展前景桥梁美学可以说是方兴未艾还有很遥远的路要走需要我们一代代人的创新。我国著名的桥梁美学专家唐寰澄先生在他的文章和专著中多次提到:三个统一性是美的最重要属性即:感性和理性的统一或感觉和意识的统一客观和主观的统一或人和自然的协调统一即“天人合一”的思想形式和内容的统一即造型和功能的一致。归纳起来的桥梁美学法则是:多样和统一协调与和谐以及比例、对称和韵律。另外还有八纲:即刚柔、动静、阴阳、虚实的矛盾和统一。我的理解是设计要有新意不要抄袭雷同要同中有异。要和环境协调结构要求比例匀称没有画蛇添足的多余装饰有动感和韵律美。德国著名的莱翁哈特教授在他的桥梁美学名著中说:“美可以在变化和相似之间复杂和有序之间展示从而得到加强”。我想正如贝多芬的音乐一样简短的主题不断展开和变奏既相似又不同但却十分和谐既复杂变化又有序统一在不雷同和不杂乱之间展现出丰富的层次和内涵给人以美的享受和心灵的激荡。日本著名桥梁学者伊藤学教授在他的《桥梁造型》一书中说道:“桥能满足人们到达彼岸的心理希望同时也是使人印象深刻的标志性建筑并且常常成为审美的对象和文化遗产”。优美而受人喜爱的桥梁往往是各种文学作品的题材。美国加州河谷桥:位于距加里福利亚英里的奥本坝水库上。桥梁长度英尺主梁方案为钢箱曲梁和钢混曲梁曲率半径米众多的钢拉索组成了空间双曲面索面四个索面的拉力代替了桥梁墩台承载了整个桥梁的荷载所以全桥没有一个桥墩拉索按照曲线的布置规律地锚固在两边上坡上利用两边山体的岩石自重及岩体地质特性来充当强大的地锚结构以此来平衡桥梁的荷载。南宁大桥:位于广西南宁市东南郊跨越邕江北岸是青秀山风景区南岸是蟠龙新区。考虑到与周围环境的协调统一设计上对美学的要求很高。因此在总体造型上南宁大桥以柔和的曲线作为基本元素主拱肋和主梁均采用曲线形式。<四>参考文献和丕壮《桥梁美学》人民交通出版社樊凡《桥梁美学》人民交通出版社盛洪飞《桥梁建筑美学》科学出版社伊腾《桥梁造型》科学出版社

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