仿生方法在桥梁设计与优化的应用研究.pdf

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1、2013年第9期黑龙江交通科技No．9，2013(总第235期)HELLONGJIANGJIAOTONGKEJI(SumNo。235)仿生方法在桥梁设计与优化的应用研究郗轶博(陕西省交通规划设计研究院)摘要：最近几年，随着我国人民生活水平的提高，人们的生活观念和居住观念也在发生着各种各样的变化，尤其是科学环保理念的实施给我国建筑工程企业的发展带来了很大的变化，从基础结构的设计上，到具体工程的施工上都发生了巨大的变化。为了推动我国建筑工程行业的发展，在桥梁的设计和优化中就大量应用了仿生方法和理念，主要目的在于解决桥梁设计和

2、优化过程中一些常见的问题，为我国桥梁工程的设计和发展提供新的方向和思路。关键词：仿生法；桥梁设计与优化；应用中图分类号：U445文献标识码：C文章编号：1008—3383(2013)09—0091—021仿生法概述时，其在设计中也充分借鉴了西班牙的另一位著名建筑设计在进入到21世纪中，我国社会发展遇到了新的挑战，在师高迪的设计理念，在他的设计中有的是对牛的头部结构的这样的挑战条件下，建筑工程行业的发展也遇到了新的难仿效，也有的是对人体脊柱骨骼进行的仿效，也正是因为有题，也正是因此，人们不得不考虑如何利用最少的资源创造这样

3、的作品存在，所以，人们对他的设计产生了很多不同的出更好的建筑工程，进而就推动了仿生法在桥梁设计中的应声音，或者认为荒诞、形状怪异，施工难度大。但是对于该设用。在自然界中，生物在自我发展过程中形成了自我发展系计者自身而言，其认为自已的仿生设计并没有技术含量，而统，也就是生态系统，在这样一个系统中，各个部分都有着自是单纯的对自然形态的仿效，所需要的施工材料是最常见的我存在的方式和规律，其内在的协调性和稳定性就成为了我钢筋混凝土。们人类发展过程中应该借鉴的内容。所以说，对于桥梁设计而言，仿生学中的各种理念会成为桥梁设计的指导性

4、思想，从生物学角度来看，生物圈是一个存在着各种需求和满足各种需求的集合体，而在这样一个集合体中，人类是其中一个较小的子集，自然界中的竞争观念以及竞争的缓解方式都是我们社会发展过程中可以借鉴的。图1桥梁设计中的仿生法应用之所以要在桥梁设计和优化中应用仿生法，是因为在生但是对于仿生法的应用来说，并不是随意进行的，其需物界中存在着很合理的存在结构和系统，其具有较强的灵活、小巧、高效等特征，这些都是我们人类应该学习的内容，要对仿效结构与桥梁的实际需求进行结合，虽然很多生物形也正是因此，我国建筑工程中尤其是桥梁工程的设计中在很态结

5、构具有较强的仿效性，但是在实际施工中很有可能就会多地方都应用了仿生法，但是，相对于当前工程发展状况而出现自重过大、结构过于复杂、沉降导致开裂等问题，所以，言，仿生法在桥梁设计中的应用还不够充分。仿生法应用的在实际设计中虽然需要应用仿生法，要充分分析其可建造性和合理性。基础理念就是仿生理念，这种仿生理念对于桥梁设计工程师而言，具有重要的意义，其能够推动工程师扩宽设计思维、与2．2桥梁结构上的仿生设计方法。而仿生概念则可以从两个角度来理解，一方面是在自然界和生物界中有很多骨骼和组成结构是桥梁设宏观仿生，该仿生主要针对的模仿对

6、象是生物等物质的外部计中可以应用到的，生物学的发展也让大众认识到了在自然造型、纹理、构造。生物物体的材料性能、运动规律等；另一界中存在着如此之多的结构形态，就比如我们最熟悉的人体方面是微观仿生，这一仿生的重点内容就是生物体内部的内骨骼结构，其主要是由其中的脊柱i髋、股、胫、足等骨骼构成容，即对各种系统功能的仿效，比如循环、免疫、神经，通过对的，其中人体自重量是通过足骨来进行分解的，而需要承重这些系统的模仿能够保证桥梁的功能性和使用性。的骨骼的骨质都是比较密实的。这样的生物结构形态在桥2仿生方法在桥梁设计与优化的应用梁设计

7、中就可以充分得到应用，任何一个桥梁结构的产生都在桥梁设计中很多形式都是源自于大自然和生物界，甚不是设计师的凭空想象结果，而是设计师以合理的设计理念至都能够寻找到原型。因为，在仿生法中分为宏观和微观，从自然界中获得的灵感体验。在桥梁结构中也需要具有完其在桥梁设计与优化中的应用也分为宏观和微观，但是从细整的承载力分散方式，这是保证桥梁使用功能和持续性的重节上来看，无论是宏观还是微观都会分为多种仿效细节，这要因素，如果所设计的结构并不能很好的进行力量的分散，些细节在新的载体中就形成了全新的整体，大致流程如图1那么，这就证明了该

8、桥梁结构不能进行建造，是不合理的。所示。对于人体骨骼仿效效果相对较好的桥梁工程要属卡拉特拉2．1桥梁形态上的仿生瓦所设计的科兹桥，因为该桥乔高119m，在桥塔上辐射出西班牙的一个设计师在桥梁设计过程中最先从形态上了66个拉索，其在2010年正是投入使用，到现在为止其也进行仿生，其主要灵感是来自于对植物和骨骼的形态进行