有关桥梁新技术的研究

摘 要：作者针对桥梁新技术做了一些理论和实践的探讨，包括桥梁的涵义和桥梁的发展，并对桥梁新技术进行了全面的介绍。

关键词：桥梁；新技术

随着国家经济的飞速发展，我国的交通事业蒸蒸日上，各种重型车辆，尤其是工程用重型运输车的不断出现，使桥梁负荷日趋加重，桥梁的交通运输作用也更加重要，随着桥梁工程建设发展起来的新技术也越来越多，如何更好的进行桥梁的管理、施工和设计，是值得我们思考的问题[1]。

1、桥梁的涵义

桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。桥梁是一种具有承载能力的架空建筑物，主要功能是供铁路、公路、渠道、管线和人群跨越江河、山谷或其他障碍，是交通线的重要组成部分[2]。

桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成，五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构，是桥梁结构安全的保证。包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础。五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件，过去称为桥面构造。包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明。

2、桥梁的发展

桥梁是道路的组成部分。从工程技术的角度来看，桥梁发展可分为古代、近代和现代三个时期。

2.1古代桥梁

人类在原始时代，跨越水道和峡谷，是利用自然倒下来的树木，自然形成的石梁或石拱，溪涧突出的石块，谷岸生长的藤萝等。人类有目的地伐木为桥或堆石、架石为桥始于何时，已难以考证。据史料记载,中国在周代（公元前11世纪～前256年）已建有梁桥和浮桥,如公元前1134年左右,西周在渭水架有浮桥。古巴比伦王国在公元前1800年建造了多跨的木桥，桥长达183米。古罗马在公元前621年建造了跨越台伯河的木桥，在公元前 481年架起了跨越赫勒斯旁海峡的浮船桥。古代美索不达米亚地区，在公元前 4世纪时建起挑出石拱桥（拱腹为台阶式）。

2.2近代桥梁

18世纪铁的生产和铸造，为桥梁提供了新的建造材料。但铸铁抗冲击性能差，抗拉性能也低，易断裂，并非良好的造桥材料。19世纪50年代以后，随着酸性转炉炼钢和平炉炼钢技术的发展，钢材成为重要的造桥材料。钢的抗拉强度大，抗冲击性能好，尤其是19世纪70年代出现钢板和矩形轧制断面钢材，为桥梁的部件在厂内组装创造了条件，使钢材应用日益广泛。

2.3现代桥梁

20世纪30年代，预应力混凝土和高强度钢材相继出现，材料塑性理论和极限理论的研究，桥梁振动的研究和空气动力学的研究，以及土力学的研究等获得了重大进展。从而，为节约桥梁建筑材料，减轻桥重，预计基础下沉深度和确定其承载力提供了科学的依据。现代桥梁按建桥材料可分为预应力钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥和钢桥。

3、桥梁新技术

3.1桥梁加固新技术

加固新技术主要有以下两种：

(1)SRAP加固方法。

SRAP加固方法是一种新的导入预应力概念的桥梁加固方法。其利用SR增强材料的高强特性和AP树脂砂浆防腐防水、粘合力强的特点，通过特殊的方法对SR高强材料施加预应力，从而达到对桥梁的加固。预应力的施加：把膨胀螺栓锚固于梁底两端，软钢丝的两端用螺旋扣环固定于膨胀螺栓上，通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。

(2)植筋加固桥面技术。

在桥面破坏修复中，通常是先完全凿除旧桥面再换铺新桥面，这样不但费工费时，而且经济效益也不理想。对此，有人提出采用植筋技术，在旧桥面上直接加一层新桥面，这样不仅充分利用了旧桥面，而且缩短施工时间，经济效益也很显著。采用植筋技术，对旧桥面进行简单的清洁处理，然后平行旧桥面钢筋，按计算深度和规定间距钻孔，再将钢筋植入孔内，再采用同级别的混凝土填孔，并浇筑新的桥面层。

3.2碳纤维片修复补强桥梁混凝土结构新技术

碳纤维是在几千摄氏度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品,碳纤维片材包括碳纤维布和碳纤维板，碳纤维布是连续碳纤维单向或多向排列，未经树脂浸渍或少量树脂浸渍的布状碳纤维制品。碳纤维板是连续碳纤维单向或多向排列，并经树脂浸渍固化的板状碳纤维制品。它具有高强、轻质、抗腐蚀、耐老化、物理性能稳定等诸多优点。其拉伸强度约为钢材的7倍-10倍。碳纤维片可以用环氧树脂粘贴在混凝土的表面，形成一体，共同工作。因而引起了广泛的关注，迅速扩展到欧洲、美洲及欧美等发达国家相继针对碳纤维片用于混凝土结构修复补强的应用技术和材料性能进行了大量的试验研究，提出了很多具有实用价值的研究成果，使碳纤维修复补强技术得到迅速发展，已广泛用于桥梁的钢筋混凝土结构的修复补强。

3.3桥梁设计施工新技术

波形钢腹板组合箱梁减轻大跨度PC桥梁结构的混凝土重量是桥梁结构技术革新的一个重要组成部分。法国首先提出用平面钢板代替箱形截面混凝土腹板，通过箱形截面内预应力筋施加预应力作用，大大减轻了自重。能较大地降低材料用量和造价是波形钢腹板组合箱梁结构的主要特点。工程对比计算表明：与预应力混凝土箱梁相比，波形钢腹板PC组合箱梁的混凝土减少22%，纵向钢筋减少33%，普通钢筋减少10%。由于不需要混凝土模板，相应减少了钢筋和模板的操作工期。充分利用了混凝土抗压及波形钢腹板质轻、抗剪强度高等特点；加之又采用了体外预应力索，免除了在混凝土腹板内预埋管道的复杂工艺，减少了预应力钢筋用量。与过去的传统结构相比，波形钢腹板组合箱梁的结构更加合理，具有十分广阔的应用前景。目前在法国已建成了3座波形钢腹板式PC组合箱梁桥,取得了较好的效益。但国内在波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁方面的研究成果还很少，在工程实践上还是空白。

4、结语

随着技术和材料制造工艺的发展，将有更多的新工艺、新方法、新材料运用于桥梁中，各种不同的方法都有各自的技术优势，我们要灵活运用，积极开拓，把各种方法运用到不同的桥型设计和施工当中去，实现桥梁工程建设管理、施工、设计的经济性和可靠性。