桥梁设计过程中仿生理念的创新性应用.pdf

《桥梁设计过程中仿生理念的创新性应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、垒尘型墅叁垫』坠!望星望21塑】一江酉建堑窒通王猩桥梁设计过程中仿生理念的创新性应用一陈志兴■江西同济设计集团股份有限公司。江西南昌330000摘要：桥梁建筑设计中已经越来越多地利用了仿生理念，仿生理念在实际的应用中也发挥了良好的效果。文章对仿生理念的含义以及桥梁设计中的仿生理念进行了阐述，对桥梁设计中宏观和微观的应用做了分析。关键词：桥梁设计仿生理念创新应用桥梁是重要的交通设施，桥梁的建设在交通建设中的重要内容。现代社会对桥梁的各种要求都越来越高，人们开始追求桥梁的创新性和多元化，设计师需要采用新的设计理念来进行桥梁的设计

2、工作。仿生理念开始在桥梁设计中得到应用，融入了仿生学理念的桥梁具有众多优势，实用性很高，也对桥梁工程行业的发展起到了促进作用。1仿生学的含义仿生学的发展已经有很长时间，学术界对于仿生学的定性也在不断发生改变。最初对于仿生学的定义是模仿生物建筑工程技术装置的学科，它是建立在生物学与建筑学两种学科基础上，并把两种学科有机的联系在一起的学科，即在建筑的设计和建造中利用仿生理念。在当今时代，仿生学也有了新的变化，不再局限于建筑方面，很多领域都利用了仿生学理念，并发挥了良好的效果，促进了各个领域内的技术进步。如在医学领域，人T神经网络

3、等的发明与创造促进了医学技术的发展；在电力行业中，生物发电技术也促进了发电模式的变化，让发电效率更高。仿生学应用已经十分广泛，仿生学的利用为人们的生活提供了很大的便利，让生产更加高效，通过仿生学的利用，人们重新认识了大自然，并更加重视大自然的作用。对仿生学的研究，为人们的创新提供了灵感，启发了人的思维，也使设计的产品更加充满活力。2桥梁设计中的仿生理念自然界中的很多事物都是有一定联系的，人类的活动与自然现象有着密不可分的关系，建筑工程的依据就是自然现象，很多建筑的结构在大自然中都能找到原始的模型。而建筑工程中的桥梁工程中的很

4、多项目也与大自然有着密切联系。桥梁工程的设计与自然的最大联系是很多桥梁的设计中都融人了仿生学理念。桥梁的结构通常由桥梁的整体和细部两部分组成，在进行桥梁设计时引入仿生理念，可以得到桥梁工程的创新设计思路和方法，应用仿生学理念设计出来的桥梁或者工程．比一般的桥梁具有更多优势，功能更加多，性质更加优良。仿生学可以分为两大类：宏观仿生学和微观的仿生学，在宏观方面，主要包含形态仿生、意向仿生以及力学仿生等；在微观方面可以细分为材料仿生、神经仿生以及功能仿生等。虽然仿生学分为很多种类，但是在整体上是一致的，相协调的。无论是利用微观仿生

5、还是宏观仿生，其整体的理念都是从原本非生命工程体系逐步向为有生命特征的工程体系转变，这两种形式是有一定差别的，宏观仿生的更多的是体现在物体形态上，微观仿生更多的是体现在物体的功能上。3桥梁设计中微观仿生的应用分析3．1功能机理仿生与设计优化在桥梁仿生结构设计中，功能仿生一直是很重要的一部分，也是比较薄弱的环节，是桥梁仿生研究的重点内容。仿生也是指对自然界生物体的模仿，桥梁设计的仿生也就是仿照生物体的特征进行桥梁的设计。大自然中的生物是有生命的，桥梁是没有生命的，应用仿生理念就是让设计出来的桥梁具有生命体所具有的特征。功能仿生

6、工作就是探索发现自然界的生态规律和以及生物的生长机理，将所研究的成果运用在人类所制造的事物中，把生物的特征转化到非生物之上，让事物拥有更加优越的性质和功能。人类在仿生领域也已经取得了一些成果，研究成果在实际中的也发挥了巨大的作用，让人类活动更加高效和便捷。例如最早的通过对鸟类飞行的原理进行研究，人类研制出了飞机；飞机研制出来以后会m现机翼颤振的问题，在发现蜻蜓翅膀上长有翅痣可以保持蜻蜓稳定飞行这一现象后，通过对这一现象进行研究，解决．140·了飞机机翼颤振的问题。在如今桥梁结构设计当中也运用了很多仿生学理念，但桥梁的的质量会

7、受到很多方面的影响，如风、地震、洪水等自然因素，这些因素会对桥梁造成一定破坏。目前，在桥梁结构设计方面，需要研究的重点问题是应用仿生理念来提高桥梁的调控能力和适应灾害的能力。桥梁可以通过改变载重量和结构的变形程度达到功能的提升。3．2仿生材料与新功能桥梁在科学技术的推动下，很多具有新功能和性质的材料被发现和制造出来，这些材料应用于桥梁，增加了桥梁的功能，使桥梁拥有更加家优良的性质。材料仿生的就是对生物体内部的化学成分和组织结构进行研究，模仿生物的组成成分和结构组织来制造具有新性质的材料。例如在建筑工程中必然会用到的钢筋混凝土

8、，也来源于仿生理念，是通过对植物的根部进行研究而制造出来的。在自然界中发现贝壳的抗拉强度很大，要比水泥的抗拉强度高几百倍，通过对贝壳的研究发现贝壳的组成成分只有5％的蛋白质和95％的石灰石，可见大自然的力量的十分强大的，在自然界中存在着很多材料，这些材料虽然结构简单但是功能却十分强大，对其