1. 研究目的与意义

玄武湖芳桥作为玄武湖游湖路线的必经之路，连接着玄武湖五洲中的环洲和樱州，在桥上能观赏到最美的玄武湖湖景，是南京比较有历史的桥之一，是老南京人心中的回忆。

在提倡绿色建筑的主题下，木材作为一种生态建筑材料，具有自然、美观、环保、可再生等优点，受到了设计师和建筑师们的青睐。但由于我国森林资源缺乏，加之对木材的不合理利用，使得我国木结构建筑发展方面一直停滞不前。随着我国经济实力的增长，为满足绿色建筑和绿色施工技术增加的需求，我国积极引进国外木结构先进的技术经验，不仅有效地提高了木材的强度和刚度，而且更好地增加了国产速生材的附加值。有望将轻型木结构向大跨重型方向发展。

在现代的设计和施工中，现代化、数字化的制图工具逐步替代过去传统的制图手段，现代制图手段以其精度高，易修改，易储存，易观察，适用范围广等特点成为了主流的制图工具，用现代的数字化手段，表达出中国传统文化的魅力与精髓，将新科技融入传统文化中，传承历史，开拓创新，建造具有中国特色的现代木结构桥梁。

2. 国内外研究现状分析

在19世纪以前的美国，木材（原木、锯材）一直作为修建桥梁的主要材料。从1890年以后，随着钢材在桥梁建造中的广泛使用，木结构桥梁的建造开始走向衰退。20世纪初期，随着钢材制造技术的快速发展，导致了钢结构桥梁的大量涌现。几乎在同一时期，水泥作为一种桥梁建筑材料也得到了较为广泛的应用。20世纪40年代，预应力的发明也为桥梁的发展提供了新的方向。在这近半个世纪的进程中，桥梁建筑材料（钢、水泥）的制造技术取得了巨大进步，但木结构桥梁发展却停滞不前。20世纪60-70年代，随着结构层压木的发明，一批采用层压木制造的新型木结构桥梁被设计和建造。但与其它桥梁相比木结构桥梁的研究和发展仍然没有引起足够的重视。为了充分利用木材资源、扩大木制品应用领域、实现木材的高附加值利用、改善乡村交通条件、促进乡村地区经济发展，1988年和1991年，美国国会相继通过了木结构桥梁振兴（Timberbridgeintiative）和综合运输能力（Intermodalsurfacetransportation)两部法案，从国家层面开始了木结构桥梁建造技术的系统研究和大力推广应用。到1996年为止，仅采用应力层压木修建的新木结构桥梁就超过400座，有的木结构桥梁单孔跨度超过80m。据不完全统计，目前全美跨度超过20英尺（即6m）的桥梁中，有12%左右的桥梁为木结构桥梁，其总数超过71200座，仅美国林务局管辖的木结构桥梁就达7500座，且每年还有大批的木结构桥梁仍在建设中。除此之外，在铁路中，还有里程超过1500英里（即2400km）的木结构桥梁在使用。在美国，中、小跨度的公路桥梁中，特别是在低运输量的乡村公路中，木结构桥梁已经被广泛采用。正是由于现代木结构桥梁在建造和使用过程中表现出了使用寿命长（设计使用寿命都在50年以上）、安全可靠性高、建造迅速快和容易维护等优点，已经引起了众多国际组织以及加拿大、英国、日本、澳大利亚等国家的广泛关注。

在秦汉以前，我国所有的桥几乎都是木结构桥梁。如最早出现的独木桥、木柱梁桥。商周时便出现了浮桥，战国前后又出现了排柱式木梁桥和悬臂式木梁桥。但由于木材性质所限，在当时的技术条件下，采用木质材料难以造出牢固耐久的桥梁，因此，从南北朝开始，木桥逐渐被石木混合或石桥所取代。到了近代，石桥又逐渐被钢桥、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥所取代。只有极少数的少数民族地区尚有木质风雨桥保存，但由于我国材料技术和工艺水平的落后，现有的木结构桥梁以原木、锯木为主，结构笨重，保养维修复杂，没有经过深度防腐、阻燃处理，因此，无法与现代木结构桥梁相媲美。自20世纪80年代以来，由于我国的结构用材采伐殆尽，并且当时缺乏外汇以至不能从国际市场进口木材，导致木结构的建造停滞20余载。教学和科研随之停顿，科技人员队伍解体．整体水平仍停留在现场制作方木和原木结构。所以，现代木结构桥梁的研究和应用在我国一直是空白。国内至今无法生产工程木结构材料，也缺乏相应的技术标准和规范，使得完全依赖进口的工程木结构产品价格异常昂贵，缺乏市场应用前景。目前，中国林科院已经着手开展国产木结构房屋的研究，但对木结构桥梁及与之相关工程木结构材料的研究开发，国内暂还没有单位开展这方面的研究工作。因此，在我国推广、应用木结构桥梁，将带动胶合层积木、应力层压木等工程木结构材料的开发，为木质工程材在我国土木工程界的广泛应用开启一扇大门。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、平面设计，绘制玄武湖芳桥的平面尺寸；2、结构设计，利用ansys力学模拟软件验证木制芳桥的可靠性；3、三维建模，并对模型进行前期渲染；4、对模型进行艺术造型加工，体现木制芳桥的艺术价值，表现其艺术美感。

研究计划：

4. 研究创新点

1、利用ANSYS力学模拟软件对模型进行受力模拟，验证其实力学指标是否满足一般公路桥梁设计规范，证明木结构桥梁的实用性和可靠性；2、利用AutoCAD和3DsMax软件对木制芳桥的数字制图，满足还原芳桥的真实尺寸、造型美感和艺术价值，为以后木结构桥梁建造提供有益参考；3、利用Photoshop软件对木制芳桥效果图渲染，生动形象地展示木制芳桥与环境相辉映的整体美感，体现出现代木结构桥梁技术和中国古木桥的适应性和相容性。