現代木結構橋梁應用于城市

從我國面對的城市問題出發，發展一種新型材料建筑成為一種趨勢，現代木結構建筑正好符合這一發展趨勢。人類運用現代科技技術克服了木材本身的缺陷，本文介紹了現代木結構的特點，例舉了在我國已建成的兩座現代木結構橋梁，這兩座木結構橋梁開啟了我國現代木結構橋梁的先河。最后是城市里現代木結構橋梁的應用展望。

土木工程為人類社會創造了新的物質環境，是人類社會現代文明的重要組成部分，在一定程度上加快了我國的城市化，但隨之發展出現了越來越多的問題。城市住房、橋梁拔地而起，城市中充滿了鋼筋混凝土和鋼結構建筑物，城市發展成一座水泥森林。城市用地緊張，綠化減少，人造森林產生了一系列的環境問題，比較突出的是“熱島效應”，導致城市溫度明顯高于周圍郊區溫度，與城市新建建設形成一種惡性發展，城市的熱污染伴隨城市加快發展越發嚴重。在這個物質條件較豐富的時代，人們越來越崇尚自然、注重健康、提倡環保的觀念，國家也倡導可持續發展，建設生態城市，大力發展健康環保、節能的生態材料是一種趨勢，在城市發展現代木結構橋梁非常有必要。

引言

我國混凝土材料使用起步比較晚，木材在我國古代建筑中扮演著重要的角色，古代的大部分建筑都是使用木材或石材，房屋、橋梁建筑造型優美，與自然環境和諧，取之于自然，適于自然，符合可持續發展的理念。木材相對于混凝土和鋼材來說是種可再生的資源，是一種環境友好型的材料，但樹木的生長周期較長，未經處理的木材會出現一系列的病害，比如腐爛、蟲害，隨著國外加工、防腐技術的發展，我國借鑒國外經驗，使得木材的病害得以有效的解決。現代木結構集中于北美、歐洲、日本等，在國外木材應用于公路橋梁和人行景觀橋梁非常之多。在我國，人們對木結構認識存在一定的誤區，在心底認為木材是一種脆弱的材料，木材構件承載能力非常小不適用于承重、木材容易腐爛耐久性不行、易燃容易損毀整個結構、連接處脆弱影響受力性能，從而木結構在心理上給人種不安全感。當今，在融入高新技術加工處理手段后，木結構再度展現出了亮麗的風采和良好的性能。它不僅具有防腐、阻燃和防蟲的功能，而且通過日益完善的計算理論分析，提高了其結構的耐久性能和安全可靠度。

現代木結構特點

計算機硬件的飛速發展，工程師們研發出大型軟件用于木結構的設計，木材加工技術的不斷發展與創新，木結構之間的連接件多樣化，木材防護技術的提高，現代木結構相比于傳統的木結構有質的飛躍。現代防腐技術和防腐劑的出現提高了木結構防腐性能，經過阻燃處理的木構件，其燃燒性能和耐火性滿足規范要求，使得現代木結構耐久性大大的提高，能夠達到工程需要的設計年限。木結構建筑由于其材料特性及連接方式具有良好的抗震性能，這在我古代就得到了很好的驗證，現代木結構抗震性能更優于混凝土和鋼結構，運用于工程上能夠滿足工程抗震要求，同時由于其木質特性，蘊含著古韻文化的內涵。現代木結構橋梁環保、生態節能，施工周期短，加固維修方便。現代木結構橋梁建造施工方便，主要是以拼裝為主，對施工設備要求低，木結構橋梁自重比鋼筋混凝土橋梁自重輕；木結構橋梁維護方便，構件方便更換。

我國現代木結構橋梁建造實例

我國建成的第一座高速公路跨線現代木結構橋梁位于湖南省張家界至花垣高速公路張家界服務區，該橋為上承式三鉸拱橋，主要由拱肋、拱上建筑、橋面系等主橋部分組成，總長39.5m，橋面凈寬3.0m，矢跨比f/L=1：4.2。主拱圈采用等截面矩形圓弧拱（R=663m）。截面尺寸為685.80mm×222.25mm。兩拱肋之間采用K字形撐連接，共設8個。拱肋上共布置8處立柱，連接形式為三角桁架支撐。主材采用的是美國花旗松，輔材為國內速成樹種，設計人群荷載5.0KN/m2，設計使用年限50年。橋梁構件在TU預制好，運輸到施工現場進行拼裝，人行橋的建設工期短。除了上述橫跨高速公路的人行拱橋外，蘇州胥江古運河上的歡樂胥江橋是我國建成的國內跨度最大的現代木結構拱橋，該橋全長120m，橋寬6m，主跨徑75.7m。整座橋的設計承載能力是4.5KN/m2，總承載力為195t，橋體部分全部采用的是高硬度松木材料。橋梁采用膠合木結構桁架形式，造型簡潔優美，下拱截面最大達到340mm×1200mm，拼接主拱的單根曲線構件長度達21m。這兩座橋均通過了靜載實驗與動載實驗測試，到目前為止使用狀態良好。

現代木結構橋梁應用于城市展望

現代木結構橋梁由于現代木產品、連接、防火、防腐等技術的發展，其耐久性、跨越能力均有很大程度的提高。在國外，木結構橋梁成功的用于了大型公路橋梁，在美國有7%左右的公路橋是現代膠合木橋梁，但在我國現在還是比較鮮見。我國國土面積大，森林資源豐富，這為我國將來建造木結構橋梁提供了資源保障。

城市中的人行橋和立交橋大多數是由鋼材或鋼筋混凝土建成，在建設過程中占用的場地大，機械運行產生的噪音影響周圍居民生活，施工過程中產生的灰塵對城市環境有很大的影響，施工同時也會影響城市交通，出現交通堵塞。施工產生的建筑垃圾多，清理建筑垃圾，花費高，并且建筑過程中的垃圾難處理，對城市環境有定污染。混凝土、鋼材材料建設橋梁能量消耗大、破壞后產生的建筑垃圾難以處理，如今建筑垃圾處理問題成為大難題，處理不當將會對生態環境產生影響。木材生產所消耗的能源少、對生態環境影響小，木材達到使用壽命后可降解且再利用率高。

城市橋梁統一是灰暗色，灰暗色是種冷色調，給人一種冰冷的感覺，橋梁色調太單一。為緩解這一問題許多城市在已建成的橋梁上采用各種植物花卉來修飾橋梁以改變這種單一的顏色，對橋梁進行第二次裝飾又增加了橋梁的造價，同時也增加了橋梁的自重，植物的生長會影響橋面的凈寬，城市立交橋問題得到定的緩解，但也帶來些不足。在城市中人行天橋的建設中，采用現代木結構橋梁代替鋼筋混凝土或鋼材，不僅能在方便道路兩旁的城市居民出行、一定程度上緩解交通壓力的同時，也能為城市增添一道清新、亮麗的自然景觀。現代木結構橋梁的出現可以改變城市橋梁單一的色彩，加入自然的色彩。對于城市中的小跨徑橋梁采用現代木結構橋梁，節約了成本，減少鋼筋混凝土和鋼材的使用，減緩了城市熱島效應的發展，給城市增添些活力。在規劃中的人行天橋、景區人工湖上的橋以及中小跨徑橋梁使用現代木結構，采用這種綠色環保的材料，符合我國綠色環保、可持續發展的發展理念。大力發展現代木結構城市橋梁大范圍內應用將會促進我國木加工行業的發展，能夠緩解我國的就業壓力。通過木結構橋梁的應用，可以帶動我國工程木結構材料的發展，極大拓展我國速生人工林木材的應用領域，促進林業木材資源的優化應用，具有顯著的社會效益。同時，廣泛采用木結構橋梁，能夠豐富中國現代橋的結構形式。