基于全寿命设计理论的桥梁设计分析
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摘 要：本文首先明确了桥梁全寿命设计理论的重要性及其意义，然后提出了桥梁全寿命设计的特点，即全局性、创新性、多目标性；接着对桥梁全寿命设计的过程展开了详细的分析，包括开始的总体概念设计、随后的桥梁结构性能设计、桥梁养护设计、全寿命成本分析共四大方面的分析内容，最后点明桥梁的全寿命设计的优势是符合时代发展要求的，顺应了桥梁设计事业的发展趋势。
关键词：全寿命设计；桥梁设计；设计分析
一、前言
桥梁设计中全寿命设计理论核心内容利用了全面的、联系的、发展的观点，全面分析桥梁规划、设计、施工、运营、养护、拆除等一系列过程，系统性的研究了工程结构的耐久性，车辆行人的安全性，养护维修的便捷性，成本效益的合理性，防火减灾的高效性，外观造型的协调性，进而提高桥梁在其寿命期限内的服务水平。分析研究桥梁的全寿命设计理论是桥梁建设事业顺应社会经济发展的需要，是满足人们对于安全、便捷、经济、舒适交通出行的需求，更是桥梁设计理论事业发展的必然要求。
二、全寿命设计特点
1、全局性
桥梁全寿命设计特点之一的全局性特点是指基于桥梁设计理论和设计方法为基础的，分析桥梁设计总结其本质，对其科学的设计系统实行研究及综合评价的过程。桥梁设计过程的指导思想是倡导全面的、联系的、发展的观点，而并不是自某一个阶段或者某一个部门的角度出发，需要关注更多的桥梁全寿命设计周期内的所有影响因素，使得桥梁的各种性能需求的得到均衡、得到满足，从而实现追求桥梁全寿命设计这件艺术品的多种效应。
2、创新性
桥梁全寿命设计特点之二的创新性特点是指需要具有动态灵活的、创新思维的设计过程，一座桥梁的设计体现了设计工程师的想象能力，利用手中的有限信息，经过思维发散、创新设计，实现一种自定性至定量的全过程，桥梁设计工程师在全身心工作中，需要考虑用户、业主、社会等多方面的需求，然后利用自己的知识，最终规划出一个客观实际的、详细生动的、满足众多需求的具体量化设计作品。
3、多目标性
桥梁全寿命设计特点之三的多目标性特点是指在桥梁的设计过程中，包括了整体概念、性能结构、外观造型、维护保养、生态效应、风险评估、全寿命成本等一系列的设计行为。为了实现全寿命时期内整体性能的最佳目的，桥梁的设计过程中要实行适宜的协调、有效地衔接每个设计阶段，实现高效的整体设计工作，设计过程当中的工程顺序或工作内容不需要一定有严格的界定，很多时候都在有效衔接每个设计阶段的状况下通过交叉完成的。在桥梁各个设计阶段之中或者整体设计过程之中，设计工作不只是依靠有序的工作循环便能够完成的，而是需要经过多次的循环，并且需要经过多次类似的修改或完善，因为每个设计阶段过程中肯定会存在着交叉或相互重叠情况。
三、全寿命设计过程
1、总体概念设计
桥梁工程师进行桥梁设计时，首先根据业主的需求及建设桥梁的目的，开展总体概念设计构思，全面把握事物的相互联系，为桥梁的建设条件、设计准则、使用寿命年限、投融资估算、投资效益等制定出设计的原则。在这段时期，桥梁设计的核心内容不仅要把握全寿命设计有别于现行设计的特征，而且要分析全寿命设计的规律，提出建设桥梁的设计理论蓝图及其设计原则。总体概念设计作为桥梁设计工作的首项任务，是十分重要的决策过程。
2、结构性能设计
以全寿命设计理论为基础的桥梁结构性能设计，需要桥梁工程师发挥主观能动性，发挥经验及其创新能力。在总体概念设计原则下融合外观造型设计，保证桥梁在使用寿命前提下，把时间参数引入结构细部设计，保证结构的耐久性等性能满足相应的目标值。全寿命的桥梁结构性能设计是把业主需求转成桥梁技术性能说明，利用技术研究、拟定结构构造尺寸、结构受力分析、构造设计及细部设计，从而形成各选方案，保证设计意图及目标可以在建设过程中，还有在桥梁的使用寿命时期内均得以实现。桥梁结构性能设计是以总体概念设计为原则，考虑外观造型设计、需求，结合桥梁规定的使用年限而开展的一系列设计工作。
3、桥梁养护设计
以全寿命设计理论为基础的桥梁养护设计，在桥梁工程师设计过程中除了要分析桥梁的建设期，更要考虑桥梁的使用及养护期，通过桥梁设计把传统的重建设轻养护的习惯，转成建设与养护并重，要担负起全寿命期的责任。所以为保证桥梁有长久的使用寿命，桥梁工程师在进行桥梁设计时，首先要全面考虑结构设施的性能、有效的资源利用、应急处理灾难后果、养护成本、安全性运营、保证环境质量等。通过分析构件的各种类型、各种方案的不同效果，实现对桥梁养护时机、养护措施、养护策略的设计，同时提出合理养护维修要求，而不是待桥梁竣工通车后，再凭借经验采取哪坏修哪的事后处理途径。
4、全寿命成本分析
以全寿命设计理论为基础的桥梁全寿命成本分析，意指桥梁设计在实现可靠性、维修性等规定的同时，把寿命周期费用也当做一项重要设计因素来进行考虑，通过全面考虑设计、性能、费用等反馈信息，来平衡桥梁的性能及其费用，从而提高寿命周期费用的经济性。在设计过程中研究并分析桥梁全寿命时期内的各种行为，考虑整个寿命时期内的影响因素，不仅需要合理设计、有效施工、及时养护管理，而且还要对桥梁设计开展成本效益分析工作。
四、结语
桥梁的全寿命设计理论不同于现行的桥梁设计过程，因为全寿命设计理论不是个体的设计行为，更不是仅满足某个单项或某个阶段的需求，而是在设计桥梁过程之中全面细致地考虑影响桥梁全寿命时期内的众多因素，设计工作的立足点是设计对象，目的是满足业主、用户、社会对于桥梁的服务需求，并把服务水平作为约束条件，把质量及安全作为核心内容，以最低的寿命周期成本为绩效，确保桥梁在全寿命时期内具有优质的使用性能，具有可控制的成本、可预见的稳定服务能力，进而实现桥梁的全寿命设计目标。
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