摘要：針對(duì)橋梁設(shè)計(jì)中仿生理念的應(yīng)用進(jìn)行分析，闡述了仿生學(xué)的含義，并且分析了仿生學(xué)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用理念。結(jié)合這些內(nèi)容，總結(jié)了如何將仿生學(xué)理念應(yīng)用在橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中去，主要從宏觀角度和微觀角度兩方面進(jìn)行分析。希望通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的分析，能夠?yàn)闃蛄旱哪途眯院头€(wěn)固性帶來(lái)一定幫助。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；仿生理念；宏觀；微觀

橋梁屬于十分重要的交通設(shè)施，同時(shí)也是交通建設(shè)工作中的重要組成部分。自古以來(lái)，人們對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，在一定程度上借鑒了仿生學(xué)理念。在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)用仿生學(xué)理念，能夠在一定程度上提升橋梁的抗災(zāi)害能力，還能夠促使橋梁穩(wěn)固性和耐久性得到提升。

1、仿生學(xué)含義

仿生學(xué)已經(jīng)經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，在學(xué)術(shù)界對(duì)仿生學(xué)定性也發(fā)生不斷改變。開(kāi)始，人們對(duì)仿生學(xué)定義主要是模仿生物建筑工程技術(shù)裝置的科學(xué)，主要是建立在生物學(xué)和建筑學(xué)基礎(chǔ)之上的，同時(shí)將兩種科學(xué)有機(jī)聯(lián)系在一起，也就是在建筑設(shè)計(jì)以及基本建造過(guò)程中對(duì)仿生學(xué)理念進(jìn)行科學(xué)利用。當(dāng)下，人們對(duì)仿生學(xué)也有了新的變化，不僅僅局限在建筑方面，一些領(lǐng)域開(kāi)始利用仿生學(xué)理念，同時(shí)發(fā)揮了良好的效果，促使各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)得以進(jìn)步。例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的發(fā)明和創(chuàng)造促使醫(yī)學(xué)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。仿生學(xué)應(yīng)用較為廣泛，為人們提供了較大的便利。

2、橋梁設(shè)計(jì)中仿生理念

在自然界當(dāng)中，一些事物均有一定的聯(lián)系，人類(lèi)活動(dòng)和自然現(xiàn)象之間存在著不可分離的關(guān)系，建筑工程主要結(jié)合自然現(xiàn)象，在一些建筑工程中，大自然中均能夠找到原始的模型。但是在建筑工程當(dāng)中，橋梁工程存在的項(xiàng)目也和大自然之間存在著相對(duì)緊密的聯(lián)系。對(duì)橋梁工程進(jìn)行具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，融入了很多的仿生學(xué)理念。橋梁結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)橋梁的整體和細(xì)部?jī)刹糠止餐M成，進(jìn)行具體的橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，引人相應(yīng)的仿生學(xué)理念，能夠促使橋梁設(shè)計(jì)思路得到更新，和一般橋梁相比，存在更多優(yōu)勢(shì)，功能較多，性質(zhì)也比較優(yōu)良。

人們將仿生學(xué)分為兩種類(lèi)型，分別為宏觀仿生學(xué)和微觀仿生學(xué)兩種。從宏觀角度進(jìn)行分析，主要內(nèi)容有形態(tài)仿生學(xué)、意向仿生學(xué)和力學(xué)仿生學(xué)等。在微觀方面，則可以分為材料仿生、神經(jīng)仿生以及功能仿生。雖然仿生學(xué)可以被分為多個(gè)種類(lèi)，但從整體角度進(jìn)行分析，工程體系會(huì)逐漸向著生命特征工程體系方面轉(zhuǎn)變，而對(duì)于這兩種形式而言，存在著一定的差異。從宏觀角度進(jìn)行分析，主要表現(xiàn)在物體的形態(tài)方面，而微觀仿生學(xué)主要是表現(xiàn)在某一物體的功能上。

3、仿生學(xué)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1宏觀上

3.1.1形態(tài)仿生學(xué)和概念設(shè)計(jì)

隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，促使橋梁建筑施工的變化向著更加復(fù)雜的方向發(fā)展，在進(jìn)行新型橋梁的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)閮煞矫鎯?nèi)容所影響。一方面，缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，第二方面是理論和實(shí)際之間存在一定的差別。站在生物和建筑學(xué)角度進(jìn)行分析，將兩者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，自然界中萬(wàn)事萬(wàn)物均存在相對(duì)精確和巧妙的設(shè)計(jì)，這些事物通過(guò)最科學(xué)和最合理的形式后作出最佳的設(shè)計(jì)和組合，為建筑學(xué)設(shè)計(jì)帶來(lái)極高的參考價(jià)值，滿足了可持續(xù)發(fā)展理念。以盧西塔尼亞橋?yàn)槔?，這一橋梁的設(shè)計(jì)主要是結(jié)合人的脊柱結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)出跨度為75m的坎波。

3.1.2結(jié)構(gòu)仿生和創(chuàng)新設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)研究表明，大自然造物具有較高的科學(xué)性和精確性，不同物體的存在均是有價(jià)值的。在進(jìn)行具體的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑的結(jié)構(gòu)仿生，設(shè)計(jì)者借助自然界當(dāng)中的物體以及不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)和優(yōu)良力學(xué)性能等。在這一基礎(chǔ)上，以橋梁設(shè)計(jì)需求為依據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，確保橋梁整體性和穩(wěn)定性更強(qiáng)。隨著橋梁設(shè)計(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展，對(duì)其進(jìn)行每一次創(chuàng)新，均是對(duì)自然界中物質(zhì)的研究和體現(xiàn)，和自然界之間存在著和較大的聯(lián)系。例如，近幾年，進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合動(dòng)物的骨骼、植物等的構(gòu)造和參考現(xiàn)象不斷提升。其中最為經(jīng)典的是我國(guó)“鳥(niǎo)巢體育館”，借鑒鳥(niǎo)巢的機(jī)構(gòu)和形狀，具體設(shè)計(jì)中，充分利用仿生學(xué)。

3.2微觀上

3.2.1將仿生建筑材料和新型橋梁設(shè)計(jì)相結(jié)合

進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師需要充分了解，我們所處的自然界是一個(gè)渾然天成的建筑材料庫(kù)，橋梁工程中所使用的混凝土就是相應(yīng)研究者對(duì)植物根部和土壤之間的關(guān)系進(jìn)行模仿。橋梁建筑使用材料不斷發(fā)展過(guò)程中，人們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，建筑材料的使用，在橋梁設(shè)計(jì)中起到至關(guān)重要的影響。設(shè)計(jì)時(shí)以及建筑師等，進(jìn)行橋梁建筑設(shè)計(jì)中，需要充分考慮橋梁質(zhì)量和橋梁的實(shí)用性因素，從而促使建筑材料的功能得到充分發(fā)揮。

3.2.2多仿生和設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化

設(shè)計(jì)師以及建筑師在進(jìn)行具體的橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)論是思維還是觀點(diǎn)均需要保持一致，而對(duì)植物的深入研究，在整個(gè)仿生學(xué)的研究中，屬于一個(gè)相對(duì)核心的內(nèi)容。特別是行為、生物力學(xué)和能量等的轉(zhuǎn)變進(jìn)行合理借鑒和應(yīng)用。人類(lèi)在仿生學(xué)的應(yīng)用方面，有著悠久的歷史。例如人們?cè)谶M(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮到使用過(guò)程中自然災(zāi)害帶來(lái)的破壞，然后結(jié)合自然界中，能夠抵御自然災(zāi)害的一些因素，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，促使橋梁的抗災(zāi)害能力和耐久性得到充分提高。

3.2.3結(jié)構(gòu)生態(tài)觀和橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

即便在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，并不需要像植物一樣進(jìn)行光合作用等。但是不管是在城市還是在郊外，設(shè)計(jì)師均需要考慮到這些內(nèi)容的生態(tài)學(xué)地位以及功能等。加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，并且注重資源節(jié)約。此后將生態(tài)學(xué)觀念和橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)行緊密結(jié)合。在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師需要考慮到將來(lái)的環(huán)境保護(hù)區(qū)域規(guī)劃。

4、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)橋梁進(jìn)行具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑師和設(shè)計(jì)師需要對(duì)仿生學(xué)理念進(jìn)行深入研究。但是在具體施工過(guò)程中，需要對(duì)一些特定的仿生功能材料進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和監(jiān)控。這樣做，能夠有效避免自然災(zāi)害對(duì)橋梁的破壞。利用仿生學(xué)，對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，會(huì)遇到一定的困難，但是隨著技術(shù)進(jìn)步，困難和問(wèn)題會(huì)被人們所解決。