探究仿生理念在桥梁设计中的运用

欧韵杰

（广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，广东广州 510507）

0 引言

自国家改革开放以来，我国桥梁公路的设计逐渐前行发展，并且在吸收国外大量先进工艺资源基础之上，也逐渐总结有着中国特色桥梁公路的设计技术以及设计艺术。我国桥梁设计工作需要紧跟世界步伐，我国桥梁的设计工作需要抓住仿生行业相关的研究，并且桥梁的设计工作需要逐渐创新。

1 现代桥梁发展设计的前景

现阶段桥梁发展设计的前景关键涵盖了下述三个方面：①更为关注相关功能，建设出“受力明确简便、构造科学合理、施工工艺简单易行以及质量可靠稳定”桥梁；②关注应用功能是在使耐久以及经济得到满足前提之下，建设出“便于通行以及养护”桥梁工程。更为重视桥梁的质量安全问题：质量的安全为桥梁工程的建设中永恒目标，而且是使以人为本的科学发展观获得有效落实具体的体现，其反映出一个桥梁工程的建设中文化内涵以及相应的管理能力；③更关注恰当高科技性能材质的创新以及研发工作：高科技含量桥梁的建造材质创新还有研发未来会是桥梁设计以及施工工艺逐渐发展的不可缺少因素。

面对着现阶段桥梁设计的发展前景，相关桥梁设计人员需要更努力发展探索新型设计观念，进而来与现阶段时代发展步伐相适应。现大量的科学行业已广泛运用仿生科技，各行业均可以经过仿生观念获得突破性进展，由于自然界已通过亿万多年演化以及发展，其逐渐构成相对合理科学的生态构造以及生命结构，特别是于大型建筑行业，这类案例是非常众多的，桥梁的设计人员需要重视最实用以及最有效桥梁设计的改良措施。

2 桥梁的设计和仿生观念

大自然极大程度会对桥梁设计造成影响，由于在大自然当中就存有大量天然的桥梁，像是吊桥、梁桥以及拱桥均可以于自然界当中找到相应的原型，因为仿生学可以分成宏观以及微观，因此桥梁的设计中运用仿生科技也需要涵盖这两方面，把这两类实施结合进而得到综合仿生科技。而且仿生观念引进使得桥梁设计变得更具有生命特点。

2.1 宏观仿生观念于桥梁设计当中的运用

提到宏观仿生理念，首先就应当想到对形态进行仿生，由于形态仿生为仿生科技之中最为基础简单的一类，形态的仿生对桥梁设计产生的作用是非常大的，由于生命被迫进化会使生命去完成优化而且变成更加高效合理。运用至桥梁设计行业，像是白石天河大桥这个建筑，就像两个白鹭鸟，其形象生动并简约，存在主次之别，而且横向方向双排布设了斜拉索。还有奥伦塞千禧桥由总体外观看来像一个“大树叶”的造型，这类设计是运用仿生学，其设计是浪漫且大胆的，其中体现出自然架构。

构造仿生观念对于桥梁设计具有非常大的作用，桥梁构造仿生关键就是运用力学的仿生，为研究而且对于生物体体内的相对力学运动构造性质进行模仿学习，经过构造仿生总结得到桥梁构造建设的性质，来实施相应概述以及总结，最终构成桥梁工程建设最终的仿生观念，就像比较经典薄壳构造，是生物界中一类极为现实的仿生经典构造，在桥梁的设计进程之中，相关设计人员需要在探索当中找到可以运用桥梁构造新型的仿生构造，运用至当前桥梁设计工作当中，使桥梁设计逐渐向现代化进行仿生。

意象仿生可以体现出桥梁美，而设计人员需要在这个方面多做工作，现阶段时代群众更追求外在美，而且更追求建筑的意境，因此对意象仿生的设计所体现出现阶段社会和自然之间巧妙的结合，这种结合方式可以使桥梁具有一定的时代感，而且具有相应的文化含义，使桥梁具有时代情感以及社会性。对意象仿生含义具有两类不一样观点，于医学方面，仿生学是指的替换或者是增大构造或是其他的身体部分[1]。而仿生的植入物与单纯自然生物不同的是，经过极为接近模仿或者是超出原始的功能。而桥梁的形象一直坚持着更为广泛影响，由于其试图在生物模型的开发工程中找到相应解决措施。这类措施动机为生物经过进化所获得的结果。

2.2 微观仿生观念于桥梁设计当中的运用

微观行业涵盖了大量方面，于桥梁的设计当中运用仿生材质能够延长桥梁寿命，而且能使桥梁的质量以及性能获得有效提升等。目前部分仿生工程已经存有，仿生学造就出一些极为成功产品。由于大自然已将自组装、自愈功能、疏水性以及环境暴露的耐受性等多个方面的问题解决，运用太阳能是应用着仿生科技极为成功微观工艺。

而且可以被应用于桥梁设计当中微观仿生工艺还包括了生物的功能，其功能关键涵盖了能量转化、生物力学还有行为转化等方面，回顾历史，飞机的产生是经过对于鸟类的翅膀进行研究出现，机翼成功的发明是经过对于蜻蜓的翅膀翅痣进行模仿造就，这项研究成功的将机翼振颤情况解决。这种情况于实际生活当中是非常多的，这类均为仿生观念于现实当中成功的典例，与桥梁建设研究相比较，这类仿生观念是能够拓展的，现阶段桥梁工程发展当中遭受自然灾害限制以及威胁，因此在今后桥梁工程的设计发展之中，对这种情况经过微观仿生技术进行解决需要被早日提出，把生物功能运用至桥梁工程的设计之中，使桥梁可以具有主动式生命体特点，进而使自然问题对于桥梁作用下降。

神经体系和桥梁设计之间也存有微妙联系，生物于进化进程之中，人与动物神经体系关键发挥着调节影响。现阶段的桥梁工程设计，相关设计人员开始关注桥梁所承受外部的作用力，不过桥梁本身却缺少一定的调节功能，面对外部的压力仅可以坐以待毙，假如于今后桥梁工程设计研究当中可以运用仿生工艺与动物神经系统的调节能力相结合，则桥梁会具有一定的自我调节水平，从而桥梁就可以依照现实的问题实施桥梁的本身调整，使桥梁逐渐得到进化。而且桥梁具有大脑功能，会变得更加智能，作为桥梁将会经过本身“大脑”来对于外界条件实施识别，而且启动本身调节体系实施调整[2]。

桥梁工程的设计和生态观关联是微观仿生行业的一个关键内容，现阶段桥梁工程于城市之中有着极为关键的位置，相关设计人员于桥梁设计的时候需考虑其生命意义，应当使桥梁工程设计工作具有生态观念，对将来发展出现积极科学作用，仿生含义不只是绝对的仿生而将生态大局放弃，因此在桥梁设计工作之中去找到如何进行节约，如何进行规划，而且所做的规划工作必须是对于桥梁、对于仿生工艺均有积极影响的，还有设计工作使桥梁具有一定生命力时，也使桥梁可以环保长存[3]。

3 现代化的仿生桥梁设计

青岛市万达栖凤桥设计具有先进性以及时代性，这座桥的设计观念关键采取一个展翅欲飞凤凰，其设计理念为天下太平，运用仿生生物学再与其象征义相结合实施设计。青岛市万达栖凤桥如图1 所示。

图1 青岛市万达栖凤桥

长江龙王港河幸运结为一个独特桥梁，该桥梁深刻的展现出现阶段时代发展的卓越性，而且体现出幸运意义。

三山大桥为2022 年冬奥会关键构成成分，把北京市中心与张家口进行关联，三山文字的意义为三座山，经过对于桥形态可以看出为三座山形状，大桥的设计具有仿生特征。

哥本哈根精彩大圆桥为哥本哈根群众日常生活中一部分，这个桥设计观念告诉大家贴近水，并鼓励群众放慢忙碌的脚步，这个寓意是仿生关键的体现。

现阶段桥梁设计仿生关键为宏观性质，于微观方面是不够成熟的，因此今后的桥梁工程设计应当向微观靠拢，加强桥梁硬件的设计，为桥梁可以于仿生行业产生一番作为的条件。

4 结束语

总的来说，新时代桥梁工程建设时期，设计人员将面临大量挑战，假如不采取合理科学发展方式，桥梁工程的设计逐渐走向失败。对于今后时代的发展而言，设计人员需要积极在仿生行业进行研究与探索，不管宏观或者微观方面，仿生成功一定会对桥梁的发展带来新时期。目前桥梁的设计人员需要努力钻研相关技术，使中国桥梁仿生技术走在世界前列。