桥梁发展

• 中国桥梁从上个世纪50年代之后，从石 制桥梁进入钢制桥梁，从铆接桥梁进到 栓焊桥梁。在桥型、桥跨、材料上都跨 进了世界先进行列。中国钢桥的发展， 在中国人的奋斗中，建立了三个里程碑， 开创了一个新纪元。许多铁路线逢江即 断的现象，由此变得“天衣无缝”——
一）.桥梁建设Leabharlann Baidu模
桥型
建成数量
梁桥
10
砼拱桥
9
斜拉桥
42
悬索桥
18
最大跨径 270 420 628 1385
桥名 虎门大桥 万县大桥 南京二桥 江阴大桥
在第十六届全国桥梁学术会议上，揭 晓了首届“中国十佳桥梁”的评选结
果
• 香港青马大桥、上海卢浦大桥、江阴长江大 桥、上海杨浦大桥、南京长江二桥、南京长 江大桥、万县长江大桥、广州丫髻沙大桥、 岳阳洞庭湖大桥、番禺洛溪大桥获此殊荣。
桥梁发展 趋势与现状
著名桥梁专家潘际炎说“海洋，是 孕育地球生命的产床；河流，是 孕育人类文明的摇篮；而桥，则 是联系人类文明的纽带。”这纽带
在中国越来越宏伟，越来越精致，越 来越艺术！
一、21世纪桥梁的发展趋势
• 桥梁专家们对21世纪桥梁作出了科学预言：21世纪桥
梁将实现大跨、轻质、灵敏的国际桥梁发展新目标，
• 这十座桥梁中，南京长江二桥、上海杨浦大 桥、岳阳洞庭湖大桥是斜拉桥；香港青马大 桥、江阴长江大桥是悬索桥；上海卢浦大桥、 万县长江大桥、广州丫髻沙大桥是拱桥；南 京长江大桥、番禺洛溪大桥属于其他桥型。
中国斜拉桥建设世界领先
我国跨度大于400米的斜拉桥已有20座，已建成通车14座， 在建6座。中国已成为拥有斜拉桥最多的国家。在世界10 大著名斜拉桥排名榜上，中国有6座，跨度600米以上的 斜拉桥世界仅有6座，中国占了4座。
性理论到挠度理论完善；
*桥梁全过程受力分析(包括过程施 工过程及体系转换等)开始研究；桥 梁复杂结点分析更加精确； *模糊结构力学的发展使桥梁结构 受力分析趋于精确；
*有限变位理论的开发超长大悬索桥时代的解
析理论……
爪哇-巴厘桥 斜拉-悬索混合 体系，主跨 2300米
规划建设中西西里桥位于意大利半岛南端以西的地中海主跨3300米
国际特大桥梁分类标准
桥型 悬索桥 斜拉桥 钢拱桥 混凝土拱桥
跨径 L0 ＞1000m ＞500m ＞500m ＞300m
1.大跨度桥梁向更长、更大、 更柔的方向发展
• 研究大跨度桥梁在气动、地震和行车动力作 用下，结构的安全和稳定性，将截面做成适 应气动要求的各种流线型加劲梁，增大特大 跨度桥梁的刚度；
悬索桥是特大跨径桥梁的主要型式之一，悬
索桥优美的造型和宏伟的规模，人们将它称 为“桥梁皇后”。
我国的悬索桥建设犹如百花齐放，1995年在国内率先建
成了汕头海湾大桥。在此后的五年时间里，相继建成了西陵 长江大桥、虎门大桥、宜昌长江大桥以及名列世界第四位的 江阴长江大桥，名列世界第五位的(公铁两用桥名列第一位) 香港青马大桥等10多座大跨度悬索桥。在泼墨丹青、挥洒彩 虹的日子里，我国悬索桥设计和施工水平已迈入国际先进水 平行列。中国正满怀信心地建设润扬长江大桥(主跨1490米)，
1997年建成的重庆万县长江大桥，跨度达到了420米，是世 界最大跨度的上承式钢筋混凝土拱桥；1995年贵州江界河 大桥以330米的跨径雄居世界钢筋混凝土珩架拱桥的榜首； 2000年问世的广州丫髻沙珠江大桥，以360米的“步伐”一 跃珠江，摘取了中国中承式钢管混凝土系杆拱桥的桂冠； 重庆市巫山长江大桥以460米的跨度，创造了世界中承式钢 管混凝土拱桥的纪录；2001年建成的山西晋城晋焦高速公 路跨径146米的丹河大桥，是目前世界最大跨度的石拱桥； 我国东方的特大城市上海，在完成了南浦、杨浦、徐浦等 几座黄浦江上的杰作后，又把柔美如虹的拱桥舒展地安放
九江长江大桥的跨度、桥长和工程量超过了武长江公铁路大桥及南京长江公铁路 桥。216米跨度的刚性桁梁柔性拱，结构雄伟壮观，轻巧刚劲，桥型秀丽。从 我国用国产优质高强度、高韧性钢，建造特大跨度栓焊桥梁，在材料、工艺、 论方面都有了坚实的基础，九江大桥不仅是长江上第三大跨度公铁两用桥，而 彻底地完成了铆接钢桥向栓焊钢桥的过渡。这正是我国钢桥史第三个里程碑的 义和价值所在！
在了黄浦江上。卢浦大桥550米的轻跃，这座中承式 钢拱桥所创造的世界纪录，使中国人雄踞拱桥皇冠 明珠之位。
1997建成的四川万县长江大桥 （L=420m)
360m 广州丫髻沙特大桥
跨连续自。锚式中承式钢管混凝土拱桥。以高强预应力钢铰线作为系杆，拱座基础只有较小水平推力。主
采用中承式双肋悬链线无铰拱，矢跨比为1/4.5。每片拱肋由6750钢管混凝土组成，由横向平联板、腹 连接成为钢管混凝土桁架。边拱采用上承式双肋悬链线半拱，每片拱肋由钢筋混凝土单箱单室截面组成。 体施工法。
2.新材料的开发和应用
• 新材料应具有高强、高弹模、轻 质的特点，研究超高强硅烟和聚合 物混凝土、高强双相钢丝钢纤维增 强混凝土、纤维塑料等一系列材料 取代目前桥梁用的钢和混凝土。
3、CAD、CAC高度发展和应用
• 在设计阶段采用高度发展的计算机辅助 手段，进行有效的快速优化和仿真分析， 运用智能化制造系统在工厂生产部件， 利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。
• 下面按基础的主要类型进行介绍。
１、大直径钢管桩、柱
• 大直径钢管桩用作摩擦桩，经历两个阶段：初期一般在管内浇筑混 凝土，以防止钢管的锈蚀。这样做也会带来一些不利影响：需在管内 取土，而对提高桩的承载能力作用不大；增大了桩的刚度，在地震时 使桩顶受力增大；增加了施工难度与造价。
• 以后逐渐倾向于管内不填混凝土，由于管内土存在闭塞效应，因此 钢管桩的承载能力比钢管外壁土壤摩阻力要增大不少。而闭塞效应的 机理目前还不很清楚，因此往往通过静载试验来确定其承载力。具体 实例如，日本跨径240m的滨名大桥每主墩采用49根直径1.6m钢管桩， 组成水上承台。
• 21世纪桥梁桥面将装有路径传感器，巨型货车、 客车无人驾驶也可顺利通过大桥，不会偏离车 道发生堕落现象。桥体内的传感器可测出大桥 的内部危险、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， 地热通过桥墩传向桥面，融化桥面冰雪；超载 汽车、列车通过大桥之前，将会被装在桥头的 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，以防桥梁超载过重发生 危险。
浦大桥、南京长江二桥、香港青马大桥，这些
著名大桥都是一件件宝贵的空间艺术品，成为
陆地、江河、海洋和天空的景观，成为城市标
志性建筑。宏伟壮观的澳大利亚悉尼港桥与现
代化别具一格的悉尼歌剧院融为一体，成为今
日悉尼的象征。因此，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
5.智能监测和管理系统
• 桥梁建成交付使用后，将通过自 动监测和管理系统保证桥梁的安 全和正常运行，一旦发生故障或 损伤，将自动报告损伤部位和养 护对策。
6.重视桥梁美学及环境保护
•
桥梁是人类最杰出的建筑之一，闻名遐尔
的美国旧金山金门大桥、澳大利亚悉尼港桥、
英国伦敦桥、日本明石海峡大桥、中国上海杨
观的完美结合。
与 环 境 协 调 的 桥 梁
与环境协调的桥梁
与环境协调的桥梁
与环境协调的桥梁
桥 梁 对 环 境 的 破 坏
7 高科技高技术在桥梁 建设中大放光彩
• 一般桥梁施工发展方向是机械化、标难 化及预制装配化等
• 技术先进大吨位起重设备开始使用； • 桥梁专用机械设备正在开发研究应用中； • 深水基础工程机器人技术、高塔施工技
4.大型深水基础工程
• 目前世界桥梁基础尚未超过100米深 海基础工程，下一步需进行100~300 米深海基础的实践。我国在土的本构
关系、按沉降控制设计法、变刚度法、 时空效应、半逆筑法、基坑支护、“共 同作用”、桩端压浆、挤扩竹节桩、钻 孔压浆桩、地基处理等方面取得了很好 的效果,在国内外产生了良好影响。
需继续研究解决的问题
• 深基础工程的概念设计越来越重要 • 深基础工程中存在的主要力学问题(土压力计算 、土的本
构模型、时空效应理论 、可靠度理论、沉降问题）
• 深基础工程中ＣＡＤ、ＣＡＣ集成智能系统 • 超长桩基设计与施工的重要变革-沉降控制 • 地基、基础、上部结构整体共同作用理论的建立和广
泛应用 • 逆筑法更加完善与广泛应用 • 深基础工程设备和技术创新问题
卢浦大桥 中 上 550 国海
在建
南京长江二桥
青州大桥
福建青州闽江结合梁斜拉桥(主跨605米
杨浦大桥 (1993)
主桥为双塔空间双索面钢—混凝土结合梁斜拉桥结构，塔墩固结，上部结构为纵向悬 浮体系，主桥全长1178米，过渡孔45+边孔（99+144）+主孔602+边孔（144+99）+45
2001年建成名列世界第三的南京长江二桥钢箱梁斜 拉桥和名列世界第五的福建青州闽江结合梁斜拉桥都处 于世界领先地位。我国斜拉桥的设计、施工水平已迈入 国际先进行列，部分成果达到国际领先水平。目前，我 国正在筹划建设的香港昂船洲大桥、江苏苏通大桥，其 主跨均达到1000米以上，世界斜拉桥建设技术新的突破 将在中国实现。
• 水深60米已经解决 –100米以上尚待探索
–设计水平
• 允许应力法 • 极限状态法 • 可靠度理论
•
基础尤其是大跨径桥梁的深水基础，往往需要解
决施工技术上的许多难点，也往往是控制整个桥梁工
程进度的关键工程，其费用也占桥梁造价相当大的比
重。
• 近年来，国外都修建了不少跨越大江大河、甚至跨越 海湾的深水基础，取得了很大的成绩与不少新经验： 大直径钢管桩、大直径混凝土灌注桩和空心桩、复合 基础均得到较广泛的采用，地下连续墙已在桥梁基础 中采用，超大的沉井也已经出现并顺利设置或下沉。 这一切都标志着，桥梁基础工程技术已取得了很大的 发展。
强度铝合金、玻璃钢、碳纤维等太空材料将取代当代 的桥梁钢、混凝土，成为桥梁建筑的主体材料，从而 实现轻质目标；不同类型轻质材料组合拼装的各类新 型斜拉桥、悬索桥、轻质拱桥将一跨而过大川巨流或 小海湾，实现1500米以上大跨目标； • 而最令人振奋的是，21世纪桥梁将“头脑”灵敏， “感觉”敏捷。桥梁上装配的计算机系统、传感器系 统将可以感知风力、气温等天气状况，同时可以随时
• 采用以斜缆为主的空间网状承重体系； • 采用悬索加斜拉的混合体系(俗称吊拉桥)；
• 采用轻型而刚度大的复合材料做加劲梁，采 用自重轻、强度高的碳纤维材料做主缆。
超大跨桥式的发展将以提高桥梁横向刚度为主旋 律，以斜拉悬吊混合体系等为热点
*桥梁抗风、抗震得到重视，扭转分析
及动态抗风工程学的研究得到发展； *桥梁非线性分析快速发展，从弹
规划建设青岛海湾大桥(主跨1652米)、琼州海峡大 桥(主跨1600米)和香港青龙大桥(主跨1418米)等大跨 径悬索桥。
江阴长江大桥是
中国第一座跨 径超千米的桥 梁，全桥总长 近3km，北边 孔由多跨预应 力连续刚构组 成。南北引桥 均为预应力混 凝土梁桥，分 别长132m和 1365m。主跨 桥道梁采用带 风嘴的扁钢箱 梁结构，一对 缆索的垂跨比 为1/10.5，桥塔 为门式钢筋混 凝土结构。
术及大型桥跨结构无支架技术； • 大吨位直升飞机的吊装作业
北盘江铁路桥
北盘江铁路桥
大贝尔特东桥的主梁浮运提升
青州大桥
主缆的张拉室及锚固端构造
二、我国桥梁的现状
• 经过8年准备、经过500多位专家的55次 大规模评审和论证，全长36公里、工程 概算达118亿元的杭州湾大桥，前不久打 下了第一根桥桩。它标志着在中国的江 河湖海上，已经没有不能的跨越；中国 人巧手编织的各种彩虹成为镶嵌在祖国 母亲身上的宝玉美钻。
湘桂铁路Ⅱ线红水河桥是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥。全 长398m，采用双塔竖琴型、塔梁固结、塔墩分离的结构形式。主梁截面为 单箱双室。索塔高29m，由两个塔柱组成，底部通过强大的箱形横梁与主
梁连接成整体。斜缆分内、中、外三种，平行对称布置于斜塔两侧。
上海罗山路立交
二）、桥梁基础工程现状
九江长江桥，跨越长江的公铁两用（4车道加双线）桥。正桥11孔，跨度为
3X162+3X162+(180+216+180)+2X126米，架4联三角形桁架式钢连续梁，3个大孔增 拱系构件加强。主跨216米，为中国当时铁路钢桥跨度之最。钢梁设双层桥面，上层 路下层铁路。
中国拱桥扛鼎之作，风雨彩虹铿锵玫瑰