桥梁工程的技术进步与发展

“ 《桥梁工程的技术进步与发展》读书笔记

本文从桥梁跨度及其发展动力、桥梁概念设计、设计与规范、施工技术、安

全与质量、新的技术挑战、展望和建议等七个方面的对桥梁工程的技术进步与发

展进行了粗略的阐述。

一、桥梁工程的基本属性和内涵

桥梁就是供车辆（汽车、列车）和行人等跨越障碍（河流、山谷、海湾或其

他线路等）的工程建筑。简而言之，桥梁就是跨越障碍的通道。改革开放以来，

我国公路和铁路建设事业得到迅猛发展，作为道路交通重要组成部分的桥梁建设

也得到了相应发展，特别是近十年来，我国大跨径公路桥梁和重载、多线、高速

铁路桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期，一大批结构新颖、技术复杂、设计和

施工难度大、科技含量高的大跨径桥梁相继建成，标志着我国的桥梁建设水平已

跻身于国际先进行列。

随着时代前进的步伐,人们对桥梁工程提出了更高的要求,对 适用、安全、经济、

美观、耐久、环保”的桥梁设计原则赋以更新的内容。桥梁工程无论是现在还是以

后都不会停步的，它的发展前景会更广阔。

建造桥梁工程所需要的科学知识包括多种分支，如工程规划、勘察设计、理

论研究、技术研发、建造施工以及管养维护等多方面的知识。

二、桥梁跨度及其发展动力

桥梁跨度大小并不是代表技术进步的唯一因素，通过不同时期同类桥梁的跨

度比较可以看出发展的差距，但采用不同材料建造的各种桥式（梁、拱、索、组

合体系）都有其理论上的跨度极限和合理的跨度范围。

1、百年来各类钢桥跨度发展的特点

对于结构耗用钢材较大不经济的桥型逐步退出主要的桥型备选方案。如钢悬

臂桁架梁桥1900年前后超过500m，80年代后则极少修建。而钢连续桁架梁桥－1920年前超过200m，90年代后期达400m，由于随着跨度的增加其桁架杆件截

面相应增加，该桥型向更大跨度发展的空间不大。钢箱梁桥从20世纪50年代至今，跨度控制在200－300m之间，向更大跨度发展的可能性较小。

钢拱桥在20世纪30年代就超过500m，发展相对平稳。钢斜拉桥从上世纪50

年代跨度约200m发展到今天跨度约1000m，发展迅猛。钢悬索桥从上世纪30年

代的跨度约1000m发展到今天跨度约2000m，发展快速。

2、百年来各类混凝土桥跨度发展的特点

大跨度的混凝土连续梁由于受到结构自重的约束，其跨度一般不超过200m。

混凝土连续刚构的跨度则从上世纪60年代末期的100m左右发展到今天的300m左右，但向更大跨度的发展受到一定制约。

钢筋混凝土拱桥跨度从1910年的100m左右发展到今天的450m左右，发展迅猛。钢管混凝土拱桥在最近的20年时间内，跨度从100m左右发展到500m左右，发展迅猛。混凝土斜拉桥跨度从1950年的约200m发展到今天的约500m，发展快速。

3、推动桥梁工程发展的动力

桥梁结构分析理论与方法、设计理论与计算技术、建筑材料等方面的发展和

进步，以及行业之间的竞争等因素是推动桥梁工程发展的内在动力，而社会政治

稳定、经济发展、陆地交通运输工具的发展、建造装备和施工技术以及建桥的环

境条件是推动桥梁工程发展的外在动力。

4、经济发展和技术创新的支撑作用

经济发展和技术创新，提供了桥梁工程所需要的设计计算理论、计算手段、建筑材料、机械装备、施工技术等，对桥梁工程的发展有着直接的支撑作用。

英国工业革命后世界钢铁产量增长快速，以钢材为主要建材的桥梁得到大发展。20世纪30年代后美国的经济恢复和持续增长使高速公路和城市道路得以大发展，推动了钢拱桥和悬索桥的发展。

二战后欧洲的经济的发展带动了汽车和公路建设的发展，钢斜拉桥、钢正交异性板、挂篮悬浇、预应力技术、扁平钢箱、混凝土塔、PC斜拉桥、矮塔斜拉桥、连续刚构、组合结构等桥梁工程新的设计理念和技术应运而生，并带动了各种先

进的施工技术，如悬臂拼装、移动模架、顶推、大型浮吊整体吊装架设等。

日本经济起飞后，推动了高速铁路的发展，建设完成了本四联络线，出现了多座大跨度的斜拉桥和悬索桥及其相关技术。

我国80年代以来的改革开放使公路铁路得以迅猛发展，桥梁建设成就辉煌，建成了大量钢管混凝土拱桥、大跨重载铁路斜拉桥、大跨悬索桥等有世界影响的

大型桥梁工程。

三、桥梁概念设计

1、桥梁工程设计存在的主要问题和应对思路

由于经济高速发展，使得市场需求旺盛，社会往往追求大、多、快等虚假目标，设计单位的科技创新与技术储备不足，过份追求效益。

在设计创新方面存在如下不足：创新激励机制欠缺，成果有限；无原则的标新立异，或模仿抄袭。

在桥梁美学方面存在如下不足：建筑师的介入有限，建筑师的作用相对弱化。而工程师仍占据主导地位，缺乏两者的合作机制。

在设计上不算经济账，经济指标差，工程质量隐患多，耐久性不足等方面的问题。

因此设计单位应顺应趋势，增强企业竞争力，建立设计创新的激励机制，促进建筑师与工程师的合作，提高工程师桥梁美学处理的基本技能，推行先进的设计理念，包括全寿命设计、桥梁概念设计等，以提高设计产品的竞争性。

3、桥梁概念设计的任务和原则目标

以桥梁为对象的概念设计，是一项综合考虑技术、社会、经济、环境等因素的优化决策过程。在内容上需要体现其设计的深度和广度，尽可能地采用可视化的表现手法。设计出来的桥梁结构便于养护维修、能促进技术进步，桥梁结构经久耐用，寿命长。

桥梁工程设计应遵循的3大原则：功效（Efficiency）、优美（Elegance）、经济（Economy）等三E原则。同时桥梁工程设计还应具备功能适用、结构安全、经济合理、造型美观、材料耐久、环保协调等6大目标。

4、桥梁选型与造型

桥梁选型和造型均属于桥梁概念设计范畴，是桥梁概念设计中最富有创造性的工作是桥梁力学和美学得以体现的重要环节。选型是力学要求，造型是美学手段，两者互为关联。

桥梁选型就是选用一种简单的结构力学体系（如梁、拱、索结构）或由简单体系形成的组合体系（如梁－拱、斜拉－悬吊、斜拉－拱组合等），初步构成满足功能要求、受力合理的桥梁空间结构型式。

桥梁造型即是在桥梁选型基本确定之后，基于建筑美学法则，对初步构思成型的桥梁整体或局部进行形状变换或调整，优化结构的空间布局、配置方式和尺