钢桥的绿色环保与
可持续发展
学校： 福州大学 f 学院： 土木工程学院 l 组别： 第04组 l 成员：林XXX、杨 XXX、钟XXX 学号：040000000、180000000、110000000
钢桥的绿色环保与可持续发展
（FZU）
摘 要：在社会、经济、政治与生态环境都发生着巨大变化的全球背景之下，建筑模式也
随之发生变化，将传统的耗材耗能建筑转向绿色环保型建筑。而这一方向的确立自然而然地引出建筑业可持续发展的观念，是适应时代的发展，是当今社会的需要。本文着重介绍钢桥的绿色环保设计与可持续发展的理念。
关键词：钢桥，绿色环保设计，可持续发展
1．引言
纵观世界，一些发达国家的钢桥技术发展已经到了非常成熟了，然而中国的钢桥却久久不能进步，即使是早期铁路桥上必备的钢桥，大部分也都是外国人设计和建造的。为什么美国多钢桥而中国多混凝土桥？甚至连同在亚洲的日本都十分重视钢桥，并且钢桥的设计成为一种普遍的选择。或许大家都会回答经济基础决定上层建筑，但是我相信以现在中国的经济，以及目前中国的炼钢水平，钢桥的推广在经济上和技术上已经不是问题了。所以我们主要介绍钢桥的绿色环保和可持续发展所具有的意义。
图1 跨时代的金门大桥
2．钢桥绿色环保设计的时代背景
发展是人类社会永恒的主题。自从20世纪90年代联合国在环保大会上提出“可持续
发展”口号后，“可持续发展”战略越来越受到人们的关注，在社会发展中得到了广泛的宣传和应用，在建筑领域也掀起了一股“绿色建筑”热潮。由于传统城市发展模式、传统建筑
体系是不可持续的体系，是污染环境、造成生活质量下降的体系，因此，在绿色文化的影响下，思想敏锐的建筑师开始思考，开始探索建筑发展的“绿色”道路。所谓“绿色建筑”就是一种象征着节能、环保、健康、高效的人居环境，以生态学的科学原理指导建筑实践，创造出人工与自然相互协调、良性循环、有机统一的建筑空间环境，它是满足人类生存和发展要求的现代化理想建筑。目前，“绿色建筑”已成为21世纪建筑发展的主流，越来越受到人们重视。
绿色环保设计则是随着人类生存环境的严峻化和环境生态问题层出不穷的情况下引入的理念。在桥梁设计中要把降低能耗、循环利用、保护生态环境同时兼顾桥梁自身的性能、寿命、质量等相关因素作为设计的前提，以实现桥梁的最优化设计和可持续发展的目标。
钢桥有自重轻，跨度大，抗震性好，施工便捷，拆除、改建、扩建、移建方便，可做成结构复杂、美观漂亮的桥型，最重要的还有桥梁的钢材可以回收再利用，更加节能环保的有点。但也有建设成本先对较高，钢桥容易锈蚀，后期的维护管理要求较高的缺点。相比于混凝土桥梁，其虽然有比较好的耐久性，但最大的弊端在于其由于地震等原因破坏后难以修补更换，拆除就意味着整座桥梁的寿命已经终结，不但在经济上会承受巨大的损失，而且搬运以及废弃混凝土的处理也是极其不方便的，甚至给环境带来巨大的负担。这也充分说明，发展绿色环保与可持续发展的钢桥势在必行。
图2 结构复杂外形独特的钢桥
3．绿色环保下的桥梁体系
绿色设计要遵从五项基本原则，即闭环设计原则、资源最佳利用原则、能源消耗最小原则、零污染原则、技术先进原则。闭环设计原则体现的是产品全生命周期并行；资源最佳利用原则是指尽可能选用通过简化产品结构实现可回收再利用性的可再生资源，并在产品的整个生命周期中最大限度的利用选用的资源的设计原则。能源消耗最小原则是指产品整个生命周期循环中实现能耗最少。零污染原则是指设计时消除污染源，从根本上防止污染。技术先进原则是指创造性的应用最先进的技术来获得最佳的生态经济效益。以下介绍了三种桥梁结构设计形式：
①根据绿色设计的原则中闭环设计原则，在对桥梁结构进行设计时，要充分以桥梁在其生命周期内所面临的各种荷载、各种不利的环境因素以及自身承载能力的退化为设计前提，通过全面精准的结构计算来保证桥梁过程使用中的安全性。对于架构在海上的桥梁，要对其承受风荷载、海水及湿热空气能力在设计中予以充分考虑。对于钢结构桥梁要全面考虑防腐
措施的设计。
②根据绿色设计原则中能源消耗最小原则和零污染原则，在设计中要准确分析结构受力，并合理的设计桥梁结构尺寸和配筋及结点。充分考虑结构安全的同时，以最小的材料消耗实现最大的效益。通过设计合理的施工方案并活用各种结构体系来提高桥梁质量，减少材料能耗并降低环境污染。
③根据绿色设计的原则中的技术先进原则，在对桥梁结构进行设计时，要结合具体的实际情况，进行技术先进的结构形式设计。总之，运用绿色设计的理论和观念进行桥梁结构设计，要比传统的桥梁设计更具备美观、安全性及经济适用性，对环境的影响也会更小，更有可持续发展的价值。
4．绿色钢桥的可持续发展理念
4.1可持续原则
“To take less timber from the forest than it can reproduce.” 即不能索取任何大于自然再生能力的物质资料。虽然世界上的总量有限，但钢材具有回收利用的技术，在历史的潮流里，其周转在保证一定的量时是可以达到平衡的，也就是说我们不需要一直去索取有限的原材料，对于钢材料也自然不会索取大于自然再生能力。
4.2可持续发展目标
“Economic process that can be maintained long term in line with earth’s carrying capacity” & “Development that means the needs for the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs” 即保持长期协调增长的目标和不至于损害后代发展的目标。目前的中国桥梁建设中，大部分仍使用混凝土桥梁，因为桥梁技术的发展都离不开材料，但就钢桥发展来说，国内桥梁用钢的发展还有待突破。那就是钢梁的材质应具有高强度、高坚韧性、高淬透性、低碳且塑性好并具有高性价比的环保材料的特点，一般称之为高性能钢。如今，我国钢材产量和质量比过去提高很多，但在材料的品种、规格和性能的多用途上与国外还有较大的差距，因而在一定程度上成了影响着桥梁结构的设计和施工工艺的瓶颈。随着对钢结构的深入研究和经济的不断增长，我国也开始建钢材和混凝土混合结构的桥梁。相信在不久的将来，技术难题的攻克，钢桥会在桥梁建设中被普及。所以这是一个长期的课题。
4.3可持续要求
概念设计中的创新、施工过程中的新技术实现、提高结构设计运营中的耐久性。
4.3.1概念设计的创新
概念设计的创新，是整个工程设计阶段的最初级阶段，也是工程设计的核心和灵魂。概念实际离不开对桥梁的自然条件、桥梁的使用功能和周边的景观要求等一系列基础资料的充
