【2017年整理】可持续发展理念与技术、结构风工程基本方法.docxVIP

可持续发展理念与技术、结构风工程基本方法第一篇大型桥梁工程—可持续发展理念 1.可持续发展理念要了解大型桥梁可持续发展理念，就要先从可持续发展说起。什么是可持续发展，可持续发展就是一种注重长远发展的经济增长模式，最初于1972年提出，指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的能力。这源自古代身临育林法则“to take less timber from the forest thanit can produces”。土木工程世纪挑战说起大型桥梁的可持续发展理念，我们就要了解桥梁工程的发展历史，那么就要知道土木工程的发展历史。对土木工程的发展起关键作用的，首先是作为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时，土木工程就会有飞跃式的发展。土木工程自创立以来面临了四个关键性的挑战，分别是：1）18世纪—创世挑战1795年，英国人John Smeaton宣称自己是世界上第一位土木工程师开始，土木工程就正式创立了。这个时候，砖和瓦是土木工程的重要建筑材料。2）19世纪—建设挑战这个时候土木工程师发现了钢材和混凝土这样优良的建设材料，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。3）20世纪—维护挑战在进行了火热的建设高潮后，新的问题就出现了。结构的使用期养护和全寿命问题成了20世纪最大的挑战。19世纪，人们就是大量建设，没有考虑后期问题。一旦经过时间的沉淀，新的问题就出现了。建设高潮时，我们只看到了建设时的问题，而没有考虑后续问题，现在我们在养护上花费了太多的功夫，没有能顾及结构的全寿命。4）21世纪—可持续挑战在解决旧的挑战的同时，新的挑战也将来到。进入21世纪，土木工程面临的挑战将是什么呢？是可持续发展吗？是桥梁工程？还是土木工程？只是中国？或乃至全世界？可持续发展原则不损害后代，长期发展。其提出可追溯到1972年罗马俱乐部提出的“发展的限制”，1987年联合国提出“我们共同的未来”，1992年里约热内卢联合国峰会提出“我们共同的未来”。可持续发展指标可持续发展指标有三点，分别是经济可持续、生态可持续、社会可持续。经济可持续包含建设期的投资、使用期的养护和全寿命的成本；生态可持续包含资源消耗、能源消耗和建设排放；社会可持续包含精神与物质、个人与群体和道德与技术。可持续发展要求可持续发展的要求有四点，分别是跨能的延展性、功能的适用性、构件的耐久性和结构的安全性。可持续发展阶段可持续发展阶段为规划、设计、施工、运营和移除。 2.结构安全性结构安全性是可持续发展的基本要求，结构的安全性不但关系到整个建筑物的耐久性、使用功能、使用寿命,甚至还会给人们的生命财产安全造成威胁。因此,必须要将结构安全问题放在首要位置。桥梁破坏的原因有两种，分别为主观失察和客观触发。主观失察往往在设计、构造、施工、养护和材料问题中体现，客观触发主要有超载、撞击、洪水、强风、爆炸、火宅、滑坡和恐怖袭击等。主观失察往往是可以避免的，而客观触发往往是不能预测并难以避免的。中国桥梁和国外桥梁破坏中主观失察原因都占一半，其中施工和养护是两个主要原因。从这个方面来说，我们应该加强管理，减少人为事故。 3.构件耐久性耐久性的定义是材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。在中国，结构耐久性的寿命是100年。耐久性的标准为结构裸露在正常环境下，能够保持其初始的构件外形、质量和功能。外形问题主要体现在混凝土梁式桥主梁挠曲，据统计，下挠桥梁的使用寿命为3到28年，平均寿命为11年，远小于100年寿命的标准。质量问题主要体现在混凝土斜拉桥开裂，开裂桥梁的使用寿命为11到27年，平均寿命为19年远小于100年寿命的标准。功能问题主要体现在正交异性钢桥面疲劳裂缝。4.功能适用性桥梁的主要功能就是车辆和行人跨越障碍物的通道。桥梁必威体育精装版发展趋势就是跨径增大和桥面抬高。同时这些发展也引起了新的问题，跨径的增大使得桥面的振动加大，而桥面抬高就使横向风力变大。所以桥梁的功能亟待改善，如如何改善横向风力作用下的桥面行车安全，台风频发区的跨海大桥金塘大桥就是一个克服横风的例子。5.跨能延展性目前，钢梁、钢拱的最大跨径已超过500m，钢斜拉桥为890m，而钢悬索桥达1990m。随