【准则9】预应力索结构是大跨理想结构。

　　在预应力索结构中，预应力使索系处于张紧与稳固状态，使结构体系具有承载能力及刚度（而不是降低或调整内力）。这种不以增加自重为代价而增强结构刚度及承载能力的特点正是预应力索结构的优越所在。如双曲悬索结构及笔者提出的全索桥新桥式便属于预应力索结构。

　　【准则10】结构连续准则 合理的结构整体性好，构件体形变化平顺。

　　这不仅是美观的要求，更是准则6的要求，因为构件体形变化平顺、结点处或边界处过渡平滑、结构整体性强是力流平顺的必要条件，同时，也可提高结构的承载能力和刚度。

　　【准则11】合理的结构应尽量使其各构件承受均布荷载，如受弯构件承受横向均布荷载，而拉/压构件承受轴向均布荷载等。

　　这是应力均匀、传力简捷之要求。

　　【准则12】均衡与稳定准则 一般工程结构必须保持静力平衡，即结构稳定。

　　从力学与美学角度上讲，要求结构均衡。保持静力平衡是桥梁结构安全与美观的前提条件。

　　【准则13】韵律感与节奏感准则 合理的结构应有韵律感和节奏感。

　　由准则3可知，功能决定了结构。因此，结构并非由杂乱的构件拼凑而成，而是按功能要求有机地结合起来，这样形成的合理结构必然具有韵律感和节奏感。

　　准则13是衡量桥式美观的重要准则。桥梁孔径的变化、墩高的变化、式样的变化、桥面的起伏、斜拉索的辐射、大缆优美的曲线及拱的弯曲等等都形成了韵律与节奏。和谐的韵律与节奏使美丽的桥梁看上去如无声而美妙的音乐。

　　有关桥梁轮廓尺寸的协调比例关系见如下准则14：

　　【准则14】桥梁轮廓尺寸协调准则

　　①梁桥或拱桥相邻跨度的比值（小跨比大跨）宜在【0.4，1】内，接近0.618时，桥跨变化会显得平顺、流畅、有韵律感与节奏感。

　　②梁桥墩高与跨度之比宜在【0.25，0.85】内，接近0.618时，桥高与跨度的比例最为和谐。

　　③拱桥之矢跨比宜在[1/8，1/4]内。

　　④斜拉桥索塔高度（自桥面算起）与中跨之比宜在[1/7，1/4]内，边跨与中跨之比宜在[1/3，1/2]内。

　　⑤悬索桥大缆矢跨比宜在[1/7，1/11]内，边跨与中跨之比宜在[1/4，1/2]内。

　　⑥带单悬臂的简支梁，悬臂长与简支跨长之比宜取0.41左右。

　　⑦带双悬臂的简支梁，悬臂长与简支跨长之比宜取0.35左右。

　　⑧带双悬臂的两等跨连续梁，当施工过程中未发生体系转换时，其悬臂长与跨度之比宜取1/3左右。

　　⑨三跨连续梁，当施工过程中未发生体系转换时，其边跨长与中跨之比宜取0.8左右。

　　⑩中间跨为等跨的多跨连续梁，其边跨与中跨跨度之比宜在[0.65，0.70]内。

　　准则14是桥梁美观、经济、受力合理三者统一协调的典型表现。

　　【准则15】形式感与量感准则 合理的结构应有形式感和量感。

　　形式感是指艺术领域中形式因素本身对于人的精神所产生的某种感染力。如：

　　①水平线条给人的感受是亲切、委婉，它使人联想到平静的水面、一望无际的平原；

　　②垂直线条给人的感受是庄严、高昂，它使人联想到向上生长的树木、挺立苍穹的高山。

　　③斜线具力感、动感和方向感；

　　④波形线条可以产生流动感、跳跃感；

　　⑤悬挑线条可以产生灵巧感、腾越感；

　　⑥半圆曲线会使人联想到挂在空中的彩虹；两个半圆曲线的组合会使人联想到展翅飞翔的海鸥；

　　⑦正放的三角形给人以稳定、安全的感觉，而倒放的三角形会使人感到危险与不安；

　　⑧圆形给人以纯情、圆润、完美的感受，而球体及椭球体被认为是完美的物体；

　　⑨矩形给人以理性、中规中矩的感受。

　　【准则16】桥梁特有的美学特征

　　桥梁有别于其它结构的美学特征有：通达之美、凌空之美、流畅之美及刚柔之美。

　　桥梁由此岸到达彼岸，使道路通达，因而有其功能美-通达之美。

　　桥梁为一跨越结构，其腾空飞架的梁索让人感受到了凌空之美，因此较路基有通透感。

　　桥梁为一带状结构，长大桥中的竖曲线设置使桥面看上去连续流畅、纤细轻快。

　　桥梁结构兼顾了刚柔之美。梁、拱之纤细、亲切、委婉，墩塔之雄壮、庄严、高昂，斜索之力感、动感、方向感，大缆之起伏、飘动、流畅、张力感等。

　　【准则17】桥梁与环境协调准则 工程结构的造型与体量应与周围环境（如河、海、峡谷、房屋建筑、道路、大型雕塑、树林或旷野等）协调。

　　【准则18】地形与桥式准则 一般来说，山区地形宜修建拱桥或吊桥；平原地形宜修建梁桥或斜拉桥。

　　一般来说，桥梁与周围环境相比会显得较小，在人们的视线里，就只看到其轮廓，因此，桥梁以其轮廓美为主。考虑到行人上桥观光，近距离看桥，因此，桥梁美应兼顾细部美。桥梁造型及体量与周围环境协调的类型有以下几种：

　　①当桥梁规模较大、气势宏伟时，突出桥梁之美；

　　②当桥梁较小或影响其他重要物体之美时，桥梁顺从他物之美；

　　③当桥梁与周围景观相当且协调时、选择桥梁与他物争奇斗妍。

　　【准则19】造型与受力准则

　　笔者以为，当跨度不大时 ，由于桥梁受力不大，其造型发挥的余地就大，能够很好地供人观赏；而当跨度较大时，由于桥梁受力较大，其造型当以结构受力合理为重心进行选择，而这种造型并不是不美。这是技术与艺术的统一。

　　【准则20】可靠性准则

　　合理的结构应使结构在设计寿命期内安全可靠，即结构强度、刚度、稳定性及耐久性均应满足要求。

　　如果说前面的准则是从力学角度及美学角度等探讨结构构思的话，那么，本准则20则是验证构思是否成立。如前所述，由于桥梁建筑设计与结构计算联系紧密，因此，在桥梁的实际设计过程中，方案构思与结构计算应交叉进行、相互协作。

　　3 桥式方案研究

　　桥式最优设计理论丰富了桥梁科学，为桥式方案设计提供了理论基础。桥式方案设计包括

　　①平面设计，即平面线形选取及桥梁平面布置等；

　　②立面设计，即孔跨布置及式样选择等；

　　③横断面设计，即桥面布置及桥梁横向布置等。

　　桥梁方案设计主要受桥址工程条件（如地形、地貌、地质、地震、水文、气象、通航或跨线等）、设计要求（交通量、路线等级、设计荷载、设什寿命等）及施工方法的制约，交通量等决定了桥梁宽度；通航净宽决定桥跨下限；通航净高、通航孔跨决定桥梁建筑高度；桥面纵坡及起桥高度、桥梁建筑高度三者决定了桥长。一般情况下，地质越差或下部结构投资越大，就越宜采用较大的跨度，以减少支承结构的工程量，从而节省投资。此外，桥式方案设计尚应考虑统一性或标准设计，以简化设计与施工。桥式候选方案应以桥式理论为基础，结合桥址工程条件提出（跨度、桥式及施工方法三者紧密联系），对于明显较差的方案应及时舍去。桥式方案比选应从以下四个方面进行比较：适用（功能）、安全（可靠性）、经济与美观；比较的项目应包括

　　①孔跨布置、式样、建筑高度、桥梁高度、桥长及起桥高度；

　　②桥梁横截面形式（包括桥面布置）及主要尺寸；

　　③工程数量、施工方法、工期及造价；

　　④功能及可靠性；

　　⑤机动分析、静力平衡、传力路径及受力均匀性分析；

　　⑥韵律与节奏感、轮廓尺寸比例、体量及造型与地形、地物等的协调；

　　⑦其他比较项目及优缺点。

　　等七大项。

　　4 结语

　　桥式最优设计理论是对桥梁各构件组成规律的研究，为桥式方案设计、乃至桥梁建筑学提供了理论基础，减少了桥式探索中的盲目性。以其为指南，必将对未来大型桥梁的建设带来显著的经济效益及社会效益。