关于桥梁在当代的功用及前瞻问题的讨论

关于桥梁在当代的功用及前瞻问题的讨论
摘要：桥梁在当今社会显露出越来越重要的地位，随着国家基础建设的进一步完善，城市交通发达离不开桥梁建设，更兼之其技术含量高，又关系到城市的发展水平，因而成了越来越多人研究的对象。

有些种类的桥梁有很大的跨度，因此可以横跨很宽的河流、海峡、峡谷，以后会向着减轻自重和增大跨度发展。

关键字：桥梁;混凝土;土木工程;跨度
1.桥梁的功用
（1）桥梁的发展历史
桥梁在历史上由来已久。

拱桥出现的时间最早，在早期社会，人们造桥技术不是很先进，只能造结构简单的石拱桥，到18世纪中期出现波特兰水泥之后才有形成混凝土结构的主要材料，使得混凝土得到广泛应用。

之后又有人应用预应力混凝土制成建筑配件以及将高强度钢丝用于预应力混凝土，并广泛应用于建筑和桥梁，因此又出现了梁桥和刚架桥，这样现代桥梁的三种基本形式相继形成并得到进一步发展。

到20世纪30年代以后又出现悬索桥和斜拉桥，并分别造就这两种桥20世纪的里程碑——明石海峡大桥和多多罗桥。

（2）桥梁的结构
现代桥梁主要是由桥墩、桥台和基础构成。

桥墩承受桥跨结构传来的力和水流压力、风力，所以要有足够的强度和稳定性；桥台承受桥跨结构传来的力，同样要有足够强度以避免发生过大的位移、转动和沉陷；桥梁基础承受桥跨结构、桥墩（台）的全部重力和桥上的可变荷载，所以往往规模大、深度深、施工困难。

又由于现代桥梁跨度越来越大，设法减轻自重，采用质轻而又有较好抗压、抗拉性能的新材料使得桥梁结构越来越复杂，技术难题亟待解决。

（3）桥梁的使用价值和美学价值
桥梁在当今社会交通上占有重要地位，是供道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间相互跨越的工程构筑物，是交通运输中重要的组成部分，在国民经济与社会发展中占有极其重要的地位。

桥梁是一项重要的工程，也可能是一座城市的象征，给一座城市带来繁荣的经济。

因此人们总是对桥梁有一种亲近感和自豪感，桥梁建设也更能引起公众的关注。

比及一些建筑物，桥梁的技术性和精确度显得更高，看起来也更加美观。

桥灵路畅与环保相得益彰20世纪90年代以来，桥梁界设计与建造桥梁时将实用功能与艺术构思融为一体，充分考虑周边环境保护，使一座座桥梁成为城市中新的旅游风景线。

（4）桥梁的类别
桥梁根据桥跨结构可以分为梁桥、拱桥、刚架桥、斜拉桥和悬索桥。

梁式桥结构简单，跨越能力有限，分为钢筋混凝土梁桥和预应力混凝土梁桥。

是一种在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系。

世界最大跨度的预应力混凝土简支梁桥为奥地利的Alm桥，跨度76米；世界最大跨度的预应力混凝土连续梁桥为巴西Guanabara桥跨度300米。

拱桥有三种承载方式：上承式、中承式和下承式，主要承受水平推力。

拱桥的跨越能力大，外形也比较美观。

目前世界上最大跨度的拱桥是新乔治河大峡谷桥，跨度518.2米，第二为澳大利亚悉尼海港桥，跨度503米。

刚架桥跨中弯距比一般梁式桥要小，受力时梁部主要受弯，柱脚处有水平推力。

虎门珠江辅航道桥是世界上最大跨径的连续刚架桥，主跨270米。

斜拉桥是一种桥面体系受压、受弯，支撑体系受拉的结构，由主梁、塔柱和斜索三种基本构件组成。

它有三种索型：辐射形、竖琴形和扇形。

比较著名的斜拉桥有杨浦大桥，主跨602米；多多罗桥，主跨890米。

悬索桥是由两个主塔、缆索、吊杆和锚碇组成。

更有结构自重轻，抗拉性能强，可以获得比斜拉桥更大的跨径，适合在大江、湖海或跨越深沟、深谷时使用。

世界上出名的悬索桥有美国金门大桥，主跨1280米；英国恒比尔大桥，主跨1410米；江阴长江大桥，主跨1385米；明石海峡大桥，主跨1990米。

2. 对桥梁的前瞻
21世纪世界桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的国际桥梁发展新目标。

（1）桥梁是交通网络的组成部分，大跨度、轻型化是未来桥梁发展的趋势，无论是梁桥，还是斜拉桥，对虚拟设计技术、新材料技术、连接焊接技术以及施工工艺技术都有迫切的需求。

目前，计算机技术的发展为桥梁结构的优化设计创造了条件，使桥梁设计人员可以对即将兴建的桥梁进行仿真分析，使不同材料的性能发挥到极致；结构动力学理论的发展与完善使设计者采用非常轻质的梁型时，不致出现像著名的塔可马吊桥那样有被风吹塌的危险；依靠科技进步可使设计人员打破常规，采取特殊的结构措施，用最少的钱造出轻质、美观而实用的桥梁来。

（2）21世纪的桥梁主材将采用高强度、高韧性钢材和抑振合金材料。

日本明石海峡大桥的加劲梁采用780兆帕焊接时低预热型新型高强度钢板，使其桥梁主跨设计刷新了20世纪的最大跨记录，达到1990 米。

21世纪钢桁连续梁将大量采用高强度低预热型焊接用钢板，大线能量焊接用钢板、高韧性钢板、抗层状撕裂型钢板、异形钢板、耐候钢及镀锌钢板、抑振厚板、玻璃钢、抑振合金材料，不仅可有效地增大钢桁梁桥的桥跨，而且能有效地降低梁体自重，实现大跨、轻质目标。

高强度混凝土是桥梁建设必不可少的主材料之一，21世纪的混凝土材料将加入来亚纳米、水溶性聚合物、有机纤维以不断提高强度与耐久性。

桥梁建设将广泛运用环保型混凝土，桥梁的韧性、耐久性及强度将得以有效地提高。

（3）21世纪的桥梁建设最令人振奋的是大节段、大块件桥梁结构实现工厂预制，大吨位吊船现场快速安装。

一座数千米上万米长的特大桥，墩台、桥塔、梁体安装仅需半年左右时间即可大功告成，既不破坏植被，又不污染施工水域，施工快捷质量好，并可节省大量的劳动力。

上海东海大桥、待建的杭州湾跨海大桥的工厂预制、现场安装的设施及2000 吨大型建桥浮吊船舶已问世，年内便可投入使用。

目前，发达国家的桥梁施工已配有施工指导智能化系统，即利用高速计算机将现场通过自动化传感器对桥梁各部位坐标内力、应力、变形、温度、气象资料进行综合分析，自动判断，确立下一步施工方案及确保安全的应急措施。

以保障大桥建造质量安全使用寿命万无一失。

（4）21世纪建成的新型大桥将“头脑”灵活，“感觉”敏捷，计算机系统和传感器系统将可以感知风力、气温状况，同时可随时得到并反映出大桥的承载情况、交通状况，桥面还将设有路径传感器，客车无人驾驶时不会偏离车道并能顺利通过大桥。

自动收费装置将阻截“逃票”车辆，交费足额才可放行。

桥体内的传感器可测出大桥各部位的危险及潜在故障，并及时发出警报。

严寒冬季桥墩上的自动加热系统将启动吸收地热，将地热传向桥面融化冰雪；超载汽车、列车通过大桥之前，会被装在桥头的传感器感测出来，及时传感到智能装置，桥头放行栅栏将自动关闭，以防桥梁超载发生危险。

21世纪的世界，将成为造福人类，代表社会进步与高度文明的标志性建筑。

桥梁发展至今,愈来愈凸显出它的重要作用,桥梁与城镇公路、高速公路和铁路联系在一起，形成当今四通八达的交通运输网。

展望未来，我们应当更加努力关注并投身于基础建设，让我国的桥梁建设跻身于世界先进水平。