論橋梁工程的優(yōu)雅性--采訪法國科學(xué)院院士Michel Virlogeux深海魚 <h3>Michel Virlogeux 簡介: 法國科學(xué)院院士，曾擔(dān)任國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會主席，名譽(yù)主席，法國交通科學(xué)研究院（setra)橋梁設(shè)計部主任。主持設(shè)計大橋20多座，其中獲得國際橋梁結(jié)構(gòu)協(xié)會杰出結(jié)構(gòu)獎三次，分別為:法國諾曼底橋，法國米約橋，土耳其波斯普魯士海峽三橋。雖然長期擔(dān)任國際預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會主席，但未給自己主持設(shè)計的橋梁評選過一次國際預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)會杰出結(jié)構(gòu)獎。</h3> <h3><br></h3><h3> 2012年在武漢舉辦的國際橋梁論壇期間，本文作者是邀請Michel Virlogeux的聯(lián)系人。在論壇期間作者借機(jī)和Michel Virlogeux進(jìn)行大約30分鐘的交談。</h3> <h3> 他曾經(jīng)為作者寫的《歐美橋梁設(shè)計思想》作序。作者從1997年開始就仔細(xì)閱讀他寫的每一篇文章并有多年郵件聯(lián)系。</h3> <h3> 該次交談他只給出了一個簡單的信息：“橋梁設(shè)計是工程師的領(lǐng)域，不能交給建筑師。” “橋梁建筑，橋梁景觀，橋梁的優(yōu)雅性是工程師的問題，我們不能把我們大部分的工作留給建筑師”他說?！拔医?jīng)常和一個建筑師一起工作，但是建筑師不是選擇建構(gòu)，設(shè)計橋梁是駕馭力，這不是建筑師的工作。”</h3><h3> 這并不意味著讓建筑師完全離開橋梁設(shè)計工作，然而，Virlogeux本人經(jīng)常與建筑師合作，說他們可以為項目帶來很多。</h3> <h3>著名的波斯布魯士海峽三橋（主跨1408m的公鐵合建橋，2018年度國際橋梁與結(jié)構(gòu)協(xié)會杰出結(jié)構(gòu)獎）</h3> <h3> “我已經(jīng)設(shè)計了30多年的橋梁，我可以很好地預(yù)見選擇哪種類型的結(jié)構(gòu)能最適合現(xiàn)場。我對比例非常了解，在哪里設(shè)置橋墩等等， 我不需要這方面的幫助。但當(dāng)我們對自己能做的事情有了一個很好的想法后，我認(rèn)為我無法細(xì)化形狀，而且對此建筑師比我好得多。”</h3> <h3> “如果我拿Millau 橋來說，foster在看完我們第一次準(zhǔn)備的模型后，他想把橋梁縮小到最簡約的直線，這也是我從一開始的想法。 但他推動了取掉我們開始時的小橋墩和邊跨。這使得技術(shù)問題變得更加困難，但是橋梁被簡化為直線和七個相同的塔。我也想要相同的塔，但我可能已經(jīng)取掉了最后的小橋墩。 真的，他大大地改進(jìn)了橋梁的設(shè)計?！?lt;/h3> <h3>法國millau橋，2006年度國際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會杰出結(jié)構(gòu)獎</h3> <h3> 根據(jù)Virlogeux的觀點(diǎn)，西班牙著名的阿拉米洛大橋（Alamillo Bridge）有不必要的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使建造成本非常高。麻煩的起點(diǎn)是建筑師試圖做工程師的工作。</h3><h3><br></h3><h3> “組織力的傳遞，這不是一個建筑師的問題，這是一個工程師的問題。而且工程師掌握建造技術(shù)、力的傳遞和如何連接構(gòu)件，而不是建筑師。因此把橋梁設(shè)計交給建筑師是完全瘋狂的。”</h3><h3> </h3> <h3> 西班牙塞維利亞的阿拉米洛大橋由屢獲殊榮的建筑師圣地亞哥·卡拉特拉瓦設(shè)計。這是一個非常昂貴的結(jié)構(gòu)，因為它完全沒有任何結(jié)構(gòu)邏輯。只有一個單一的跨度，只有一個向后傾斜但根本沒有背索支撐的斜拉橋形式，所以這意味著橋塔必須采取承擔(dān)所有的荷載效應(yīng)，其重量只能平衡很小的一部分荷載。當(dāng)然就要有一個平衡荷載的巨大基礎(chǔ)。</h3><div> 在實踐中，首先要在支架上修建主梁，另外修建傾斜的橋塔而沒有利用傳統(tǒng)斜拉橋利用橋塔懸臂架設(shè)主梁的有點(diǎn)，這導(dǎo)致了橋梁的造價非常高。如果采用有背索的斜拉橋，橋塔可以設(shè)計的纖細(xì)些，而且可以采用懸臂施工的方法大大降低橋梁的費(fèi)用。這座無背索的斜拉橋原計劃修建兩座，但后來因為造價太高而不得不取消了另一座的修建。</div><div><br></div> <h3> 另外一座是Juan Jose Arenas設(shè)計的Barqueta橋。相反這座橋是外形和力線傳遞完全符合的橋梁。中間的拱肋在拱角附近分為兩肢，另外在拱角處采用一個斜撐桿和水平撐桿把把拱肋中的水平推力傳遞到主梁中，形成系桿拱，對于橋墩來說就主要承受豎向力了，因此橋墩可以設(shè)計的纖細(xì)美觀。整個橋梁顯得純粹，簡約而清晰。</h3> <h3> 令我們非常高興是是西班牙的電視臺在1991年的圣誕節(jié)節(jié)目中采用Barqueta橋作為西班牙的形象，證明了其對結(jié)構(gòu)價值觀清楚而綜合的理解。</h3> <h3> 這就是我們的主要結(jié)論：我們必須優(yōu)先選擇一個外形源于力線的清楚的，而且高效的結(jié)構(gòu)。我們必須避免不必要的挑釁，其外形只是為了展示的華而不實的結(jié)構(gòu)，其獨(dú)創(chuàng)性不能采用高效和經(jīng)濟(jì)證明的。離開了結(jié)構(gòu)高效和美觀的獨(dú)創(chuàng)性就偏離了創(chuàng)作的核心。</h3><h3> 因此為什么要把橋梁的設(shè)計給建筑師而不是工程師呢？這源于工程師沒有正確完成工作的事實。 太多人設(shè)計了不美觀的結(jié)構(gòu)。 還因為他們過于關(guān)注規(guī)范，我們需要規(guī)范，但我們不能成為規(guī)范的奴隸。</h3> <h3>由Michel 作為主要作者的專著</h3> <h3>Virlogeux說：“當(dāng)然如果工程師生產(chǎn)這樣的橋梁，公眾將會呼喚建筑師。建筑師將建造一些絕對瘋狂的東西，這是把事情做錯的一種完全不同的做事方法?！痹跇蛄寒?dāng)局決定建造“標(biāo)志性”橋梁，使問題更加復(fù)雜。</h3><h3><br></h3> <h3> 當(dāng)你必須在某個地方建造一座橋梁時，你必須建造一座滿足當(dāng)?shù)毓δ苄枨蠛蜆蛭痪坝^需要的橋梁。如果你成功了，那將是一座好的橋梁。它也許是標(biāo)志性橋梁，也許不是。 但實際上，這種要把橋梁做成“標(biāo)志性”或“地標(biāo)性”的傾向真的是滿足炫耀的欲望，這絕對是愚蠢的。”</h3> <h3> 工程師的另外一個大問題是要在一開始說服政治家和公眾接受簡約橋梁的優(yōu)點(diǎn)是非常困難的。工程師有必要采取中間道路。我們可以用合理的成本設(shè)計出優(yōu)雅的橋梁。在最便宜的解決方案和Millau橋現(xiàn)在的方案之間，成本可能增加10-15％，而不是3倍。當(dāng)你做出瘋狂的設(shè)計時它可能是成本的3倍，4倍或5倍。功能優(yōu)雅的成本可能低至成本的1%，這是我們可以非常輕松地做到的。 </h3> <h3>法國諾曼底大橋（主跨856m混合梁斜拉橋，1997年國際橋梁與結(jié)構(gòu)學(xué)會杰出結(jié)構(gòu)獎）</h3> <h3> 作者補(bǔ)充部分： 在西班牙塞利維亞的世界博覽會期間，有三座非常著名的橋梁靠的很近。除了著名的阿拉米洛大橋和Barqueta橋之外，還有一座世界著名工程師Reiner Saul 設(shè)計的梁橋，此橋優(yōu)雅，纖細(xì)。此橋是通過國際競賽選擇的梁橋方案，稱得上結(jié)構(gòu)工程藝術(shù)的作品。</h3> <h3>一起看看這三座橋</h3> <p class="ql-block">作者簡介: </p><p class="ql-block">深海魚，工學(xué)博士，橋梁工程師，英國皇家特許工程師（CEng 584540）。</p><p class="ql-block"><a href="http://www.kamkm888.com/26rkjy46?share_from=self&share_depth=1" target="_blank"> 您們的挑戰(zhàn)，我們的方案!Your Challenges, Our Solutions!</a></p>