胡玄俊

(重慶交通大學 建筑與土木工程， 重慶 400041)

0 前言

概念設計是以“安全、適用、經濟、美觀、耐久和環(huán)?！睘樵瓌t，以橋梁工程及相關學科專業(yè)知識和實踐經驗為基礎（大型橋梁工程尤其需要多學科的方法），以技術創(chuàng)新為目標，提出適應自然條件、滿足使用功能的方案構思[1]。概念設計是設計的靈魂。由于建橋條件是千差萬別的，不可能照搬別人的優(yōu)秀設計成果，但是，我們能通過學習別人成功的設計作品的思想，掌握其思想精髓，融會貫通，成為我們概念設計的豐富的思想源泉。學習、研究別人的創(chuàng)新構思過程和設計理念以及成功經驗，是學會概念設計、創(chuàng)新構思的一條重要途徑。

1 概念設計介紹

1.1 概念設計的起源與發(fā)展

在 20世紀 80年代，概念設計開始成為工程設計界關注的問題。 德國學者G. Pahl和W. Beitz于1984年在“工程設計”一書中首次提出了“概念設計”這個詞：在決定設計任務時，通過抽象，功能結構的發(fā)展，尋求 適當的行動原則及其組合等，確定解決方案的基本解決方案，解決方案，這部分工作稱為概念設計[2]。

1.2 概念設計的應用

橋梁設計在經濟快速發(fā)展的推動下，概念設計越來越受到設計人員和大眾的重視。橋梁概念設計包含在后期設計與建設的方方面面，有結構布置上的創(chuàng)新，施工方案上的技術創(chuàng)新，符合美學的景觀設計、與環(huán)境融為一體的創(chuàng)新。例如，在國內，斯圖加特市，德國Nisenbach Valley高架橋，瑞士圣尼古拉斯橋，丹麥橋，波士頓Bunker Hill橋，西班牙塞維利亞的Barqueta橋，日本熊本熊本橋，澳大利亞墨爾本，微博橋經歷了橋梁概念設計階段。在國內，橋梁式計劃競賽已成為許多橋梁招標過程的重要組成部分。如昆明草海大橋，天津等橋梁。杭州灣大橋，長江大橋，長江大橋景觀設計，電纜塔做流線型處理;西猴橋景觀設計融入了舟山的當地特色。

1.3 橋梁概念設計的作用

作為橋梁建設的開始，橋梁設計尤其重要。 對于橋梁設計，同樣應該是一個一般的想法，然后具體的結構和細節(jié)的設計。 橋梁概念設計的本質是設計橋梁設計和整體把握，是試點的具體設計，其可行性是基于積累經驗，定性分析和合理依據。 概念設計是整個項目設計的靈魂，設計師在這個階段形成的創(chuàng)意思想，經常決定整個項目解決矛盾方向和主要思想。

概念設計將貫穿整個設計過程，并作為項目的深度發(fā)展方向不斷完善。 隨著時代的發(fā)展，橋梁技術的飛速發(fā)展，橋梁規(guī)模的擴大，中國橋梁工程市場的逐步開放和招標的國際化日益加劇，橋梁設計的整個過程必須促進概念設計，只有做概念設計人才一個精品，為了使中國在國際上創(chuàng)造一座橋梁無敵。

2 橋梁方案創(chuàng)新

2.1 橋梁方案中的結構布置創(chuàng)新

香港青馬大橋:

香港青馬大橋共兩層，一層公路橋，一層為鐵路橋，跨度大約為 1370m，邊跨和主跨不一樣是沒有吊桿的，兩側有加勁桁架支承。本橋的橋塔高度達到了130多米。該塔高 131米，兩側分別采用了隧道式錨定和重力式的錨定。大橋上下兩層設置一定空間用來形成流線型氣流流通全橋。

該橋的不對稱可以從以下兩個方面看出：

1）結構形式上的不對稱。從橋梁的布局圖中我們可以看出，其青衣島側邊跨加勁梁石油橋墩支撐而不是由吊桿支撐。

2）受力作用的不對稱。一般橋梁的受力傳遞步驟為梁將橋面上受的力傳遞給吊桿，然后通過吊桿傳遞到纜繩上去。青馬大橋則不同，本橋兩側受力有差異，具體體現在，一側由邊跨的加勁梁和橋墩支承受力，另一側由普通的吊桿和纜繩體系支承，形成不對稱。

圖3.1 香港青馬大橋

2.2 橋梁方案中的技術創(chuàng)新

重慶新石板坡橋鋼與混凝土混合梁:

舊石板斜橋建于 1981年，新橋位于舊橋上游，舊橋平行。 兩橋橋中心線距離為25m，舊橋橋寬21m。 新橋的橋梁寬度為19米。 兩座橋之間的距離為5米。經過廣泛的研究，航運部門決定，兩條主要通道之間的橋梁必須被拆除，主跨度為330米。

設計這座世界跨徑記錄的箱梁橋，通過在主跨中間段引入108m鋼箱梁節(jié)段實現了技術上和經濟上的可能性。鋼箱梁是在重慶下游 1000km 處的武漢制作的。它被設計成駁船的形式，從武漢通過三峽大壩被拖到重慶，放于主跨的下面提升就位。

3 結論

在總結工程設計過程的基礎上，本文給出了橋梁概念設計的定義，并對其內涵和特點進行了分析。 橋梁的概念設計是混凝土設計的指導，這是橋梁設計的整體把握。 其可行性基于經驗積累，定性分析和合理估算。 在一定程度上，橋梁也是一種產品，您可以參考工業(yè)產品設計過程的橋梁概念設計。 橋梁建模與選擇同時受到技術，經濟和美學的影響，是集體表達創(chuàng)新，也是橋梁設計的核心理念[3]。

[1]項海帆.大跨度橋梁概念設計中的若干問題[ J ].第十六屆全國橋梁會議論文集，人民交通出版社，2004.

[2]項海帆.中外新建橋梁中的技術創(chuàng)新比較[ J ].第十七屆全國橋梁會議論文集，人民交通出版社，2006 年.

[3]邵長宇.組合結構橋梁的國際發(fā)展與國內展望[ J ].橋梁，2009 年第3 期.