现代桥梁发展概况及趋势

摘要：主要介绍了现代桥梁的发展历程，简述了现代桥梁发展过程中的重要技术创新成果。结合科技的发展阐述了未来桥梁的发展趋势：大跨、高强、轻质、多功能、美观、环境亲和性等。

关键词：桥梁发展历程趋势技术创新

中图分类号：TU7　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)007-009-02

现代桥梁从19世纪末算起已经走过了100余年的发展历程。在此期间，桥梁在跨度、材料、桥型、结构设计、施工方法等方面都发生了重大进步。进入21世纪以后，科技的进步，新材料的开发和应用，特别是电子计算技术的广泛应用，为广大工程技术人员提供了方便、快捷的计算分析手段。这些有利条件都推动着桥梁建设的快速发展。

1　现代桥梁发展概况

现代桥梁的发展主要在二战以后。二战期间，大量钢桥被破坏，预应力混凝土桥和斜拉桥开始崭露头角。1928年，法国Freyssinet工程师首先发明预应力钢筋混凝土。这种材料克服了钢筋混凝土易产生裂纹的缺点，改进了桥梁的施工方法，有效提高了桥梁的跨度。20世纪50年代，林同炎对预应力进行了更深入地研究，创造了“预应力学说”理论体系。预应力理论的完善使预应力钢筋混凝土桥梁得到了飞速发展。同一时期，德国Dishinger在1938年提出的现代斜拉桥设计构思得以实现。斜拉桥在50年代开始崭露头角，与预应力钢筋混凝土桥一起成为二战后桥梁发展史上两个最伟大的创新成就。

60年代是斜拉桥发展的第一个高峰期。期间，斜拉桥的技术创新主要体现在两个方面：一、从稀索体系发展到密索体系，更方便拼装：二、桥面从钢桥面变到预应力混凝土桥面，以及两种材料的结合，提高了桥面的性能。这些创新使斜拉桥在很大跨度范围内成为最有竞争力的桥梁类型。同样是60年代，英国于1966年建成的Sevem桥采用流线型扁箱桥面，用钢筋混凝土桥塔替代钢塔，诞生了新一代英国式悬索桥，并成为以后悬索桥结构形式的主流。风洞试验证明：这种流线型扁平钢箱桥面具有很好的气动性能，而且由于自重轻，不仅节省造价，又便于施工安装，得到了广泛推广。

70年代，预应力技术与斜拉桥的结合产生了采用预应力混凝土桥塔和桥面的P.C.斜拉桥。其中，最著名的是法国J.Muller设计的Brottone桥，主跨为320m，其最大的拉索达到一千吨级的索力，并创造了另一种钢梁柔塔的法国风格RC，斜拉桥。同一时期，瑞士著名工程师ChristianMenn教授创造了拉桥和连续刚架桥。在施工技术上，顶推法施工工艺获得成功。所有工作都在桥头工厂中完成，在运输和安装条件比较困难的山谷地区是一种经济合理的施工方法。

80年代，预应力桥梁在发展过程中也暴露出不少问题。预应力索在水泥灌浆防腐的管道内发生严重锈蚀，引起了国际桥梁界的普遍关注。采用体外预应力索能有效地解决这一问题，同时，因为体外预应力索具有可检查、易更换的优点，用它替代体内预应力索还能减薄壁厚，减轻结构自重，所以，体外预应力索得到了快速发展。沿用水泥灌浆防腐工艺的斜拉桥拉索内，因为水泥收缩和货载作用发生断裂而使防腐失效的问题也得到了重视。日本采用完全工厂生产的聚乙烯防腐索套解决这一问题，得到了施工单位的肯定，为推动斜拉桥的发展做出了贡献。中国在80年代正直改革开放初期，率先起步的广东省也出现了桥梁建设的高潮，吸引了全国各地同行的积极参与。中国在引进国外先进技术的同时认识到与国外技术存在的巨大差距，在这段时间，中国桥梁应该是一种跟踪性的发展和提高。

90年代，世界桥梁修建速度越来越快，跨度记录不断刷新。在建设大型桥梁的过程中，一些新材料、新工艺不断涌现。法国诺曼底桥采用了平行钢绞线拉索和施工控制技术，丹麦大海带桥采用塔墩防撞技术，日本明石海峡大桥采用高强度钢丝、塔墩深水基础和钢桥塔减震技术，日本多多罗桥采用长拉索防雨振措施，挪威Stolmasundet连续刚架桥采用预应力悬臂施工技术以及大桥健康监测和振动控制技术。新技术的发展为21世纪桥梁的继续发展奠定了坚实的基础。

2　现代桥梁的发展趋势

人类对陆地交通的不断需求、科学与技术的不断进步，是桥梁工程得以发展的强大动力。自令欧非直布罗陀海峡工程、欧亚白令海峡工程、英伦三岛之间的跨海工程等项目已被提上议事日程。这些都对21世纪桥梁的发展提出了更高的要求。可以预见，21世纪的桥梁发展有以下趋势。

2.1　桥跨继续向大跨方向发展

为提高桥梁的通行能力，在承载能力一定的条件下，提高桥梁的跨越能力，世界桥梁正不断刷新着跨度记录。建造前所未有的大跨度桥梁，需要渊博的技术知识、卓越的才能和创造性的勇气，是对自然和人类自身的挑战，因此具有极大的吸引力。随着技术体系的日臻完善，桥梁的跨度必将不断加大。

2.2　新材料的应用促使桥梁向高强、轻质、多功能方向发展

桥梁的重大变革总是与材料的发展息息相关。未来桥梁的发展趋势也同样依赖于材料的创新。20世纪70年代开始，出现的具有高强度、高稳定性、高耐久性及早强性等特性的以碳纤维为代表的高级复合材料，首先被用于航空、航天等高科技领域，现正逐步渗透到桥梁工程领域之中。这种材料的应用将能有效增强桥梁的强度，减轻桥梁自重，促使桥梁向大跨、轻质方向发展。

2.3　信息技术在桥粱工程中的应用更趋广泛

在规划设计方面，计算机作为辅助手段，进行有效地快速优化和模拟分析，不仅加快了桥梁的建设速度，也提高了桥梁的受力分析精度。在制造方面，运用智能化制造系统在工厂生产部件，遥控技术控制桥梁施工，GPS技术进行定位与测量，机器人技术进行结构整体安装或复杂环境下的施工等。在健康监测和管理方面，可合应用计算机技术、人工智能技术、传感器技术及计算数学、有限元分析等多学科，建立一套桥梁设计、施工及养护维修的科学评价体系，实时掌握桥梁的健康状况。信息技术在桥梁建设过程中的应用必将越来越广泛。

2.4　桥梁美学及环境协调性更受重视

一座桥梁不仅能实现两地的跨越，也常常会成为一座城市的标志。美国旧金山的金门大桥、伦敦塔桥、日本明石海峡大桥、香港青马大桥等著名桥梁都是宝贵的空间艺术品。21世纪的桥梁结构必将更加重视建筑艺术造型，重视桥梁美学和景观设计，重视环境保护，达到人文景观同环境景观的完美结合。

2.5　大跨桥梁将更加重视动力稳定性问题

1940年，美国塔克马大桥在19m／s的风速中发生剧烈振动而垮塌。桥梁在风荷载作用下的动力稳定性问题开始引起国内外专家的关注。随着跨海大桥建设被逐步提上议事日程，台风、海浪等动力荷载引起的稳定性问题也会得到更深入的研究。另外，为了适应车辆行车速度的不断增大，桥梁的抗振、减振能力也必须要得到加强。

观大跨径桥梁的发展趋势，可以看到世界桥梁建设必将迎来更大规模的建设高潮。新技术的发展推动着桥梁技术的不断发展，同时，桥梁建设的过程又不断催生着新的技术。

3　结语

桥梁是供车辆和行人等跨越障碍的工程建筑物。从远古时代的汀步桥到现在宏伟壮观的悬索桥，桥梁的形式经历了翻天覆地的变化，但万变不离其宗，桥梁始终是实现跨越的工具。洲际桥梁的建设势在破竹，它的建成将不仅是大洲之间的跨越，更会将世界各国人民紧紧联系在一起。

参考文献：

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