我国桥梁工程建设用钢发展状况

我国桥梁工程建设用钢发展状况

桥梁工程建设

20世纪90年代以后，随着大规模公路建设的展开，我国积极吸纳世界结构力学、材料学、建筑学的最新成果，桥梁建设得到了极大的发展，在长江、黄河等大江大河和沿海海域建成了一大批有代表性的世界级桥梁。这是我国桥梁建设的“提高和创新”时期。1991年，主跨423m的双塔双索面迭合梁斜拉桥——上海南浦大桥建成，这是我国第一座自行设计、自行建造的主跨径在400m以上的大桥。随后，最大跨度的上海杨浦大桥、我国第一座现代悬索桥汕头海湾大桥、跨度420m的钢筋混凝土箱形拱桥重庆万县长江大桥、我国第一座千米以上的悬索桥江阴长江大桥相继建成。

进入21世纪，随着我国经济的持续高速发展，在自主创新的基础上，我国的桥梁建设也进入了“超越”阶段。在这期间，我国最大跨度的预应力混凝土斜拉桥湖北荆沙长江大桥，最大跨度的预应力混凝土梁拱组合体系的福建闽江大桥，当时塔高最大、拉索最长、桥面宽度最大的斜拉桥南京长江二桥，创世界记录跨度的上海卢浦钢拱桥，我国最大跨度悬索桥润扬长江大桥，我国第一座在广阔海域建造的上海浦东大桥，我国首座双层特大公路与轻轨两用钢箱提篮拱桥菜园坝大桥，目前世界上最大跨度的钢箱梁悬索桥西堠门大桥，国内目前最大规模的跨界公路工程项目深圳湾公路大桥，以及获得当今世界桥梁界最高荣誉“乔治.理查德森奖”的苏通长江大桥，长度目前在世界上在建和已建的跨海大桥中位居第一的杭州湾跨海大桥相继建成。每一座具有跨时代意义桥梁的建成都凝聚了我国桥梁科技工作者不懈的奋斗和自主创新的追求。

目前，中国在建和即将开工建设的客运专线规模达到9700km，其中桥梁比重接近50%。广珠城际铁路桥梁比重最高，达到90%以上。京津城际铁路桥梁比重达到88%。全长1318km的京沪高速铁路桥梁总长达1060km，桥梁比重为80%。其中昆山特大桥164.8km，创我国客运专线中桥梁长度之最。武汉天兴洲长江大桥是世界最大跨度、时速250km的公路铁路两用斜拉桥；南京大胜关大桥是目前世界最大跨度、设计时速350km的高速铁路桥梁。

截至2008年6月底，我国主跨400m以上的桥梁已建成54座，在建18座；主跨1000m以上的桥梁建成6座，在建5座。30年后的今天，已建的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的最大跨径分别达到了330m、550m、1088m和1490m，最大跨径均位居世界同类桥梁之首，这些桥梁建设中，中国标准的比重越来越大。正是凭借着这样一大批世界级水平的桥梁，使我国成功跻身于世界桥梁强国之列我国桥梁建设在关键技术的攻关中不断成长，桥型、桥式更是千姿百态、异彩纷呈，梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥的设计和施工水平以及桥梁的科技研发实力都迈入了国际先进水平行列。大桥的建设不仅收获了高品质的桥梁实体，我国桥梁工程在标准规范、计算理论、结构分析、模型试验、材料科学、施工工艺、施工设备、施工控制、检测技术、专用设备等方面的综合技术取得了长足的进步，一大批科技创新成果、新的成套技术、新的工法、新的大型专用机具设备应运而生。30年来，我国现代桥梁建设走过了规模上从小到大、技术上从依赖外援到自主创新为主的历程。

随着2008年国家新一轮基础建设投资计划的实施，我国将建设跨越渤海湾海峡、长江口、杭州湾、珠江口、台湾海峡和琼州海峡等巨型跨海工程以及建设深沟峡谷、雪域高原、黄土高坡、大漠戈壁地区特殊环境下的桥梁工程，使得我国的桥梁工程建设又进入了一个高速发展的春天。这将推动桥梁用钢消费的增长。

桥梁用钢

桥梁用钢是工程结构钢中对性能要求最严的钢种，牵涉到桥梁寿命、承重能力等重要因素。桥梁常用钢材有桥梁用结构钢、混凝土用钢筋、预应力混凝土或拉索用钢丝和钢绞线及各类结构用型钢。

我国桥梁钢材的发展虽然起步早，但由于产量、用量的限制，在一定时期内发展较为缓慢，16Mn、16Mnq钢在铁路、公路钢桥的应用相当广泛，并占据了相当长的时间，但也反映出钢桥设计选

材上的局限性，而且16Mnq钢的板厚效应明显，限制了铁路钢桥一般桥式跨度的进一步发展。80年代末由于九江长江大桥建设需要，又研制并应用了15MnNbq。90年代初，又开发了

14MnNbq钢种。目前，由于京沪高速铁路南京大胜关长江大桥最大跨度达336m，拱肋部位最大轴力达9300t，需要比14MnNbq更高级别的高性能结构钢才能满足结构受力要求，所以开发了新型高强度Q420铁路桥梁用结构钢，目前Q420高强度结构钢已成功用于南京大胜关桥建设中。武钢在国内率先开展了新型高强度耐候铁路桥梁钢WNQ570的研制。

跨海大桥用钢主要集中于管桩钢、通航主桥的桥梁钢以及带肋钢筋，其中管桩钢、通航主桥的桥梁钢占钢材总用量的60%，仅管桩钢就占其钢材总量的50%左右。管桩钢的材质主要为Q345C，规格范围为16～25mm之间，大部分为热轧卷板；通航主桥的桥梁材质主要集中于Q345D级别，规格为10～50mm之间，主要为轧板产品。上述两个品种对钢材的耐蚀性都有较高的要求。公路桥梁用钢一般采用低合金系列的桥梁用钢。铁路桥梁用钢如九江长江大桥、孙口黄河大桥、长东黄河二桥、芜湖长江大桥等公铁两用栓焊钢桥或铁路专用栓焊钢桥；而且由铆接钢梁的节点拴接到焊接整体节点，栓焊比例由初期“少焊多拴”到全焊整体节点，钢材由16Mnq发展到

14MnNbq，钢板厚度由24mm发展到56mm。

目前，我国铁路桥梁用钢设计选材主要为14MnNbq，随着我国铁路的提速，将修建大量的高速铁路桥，对桥梁用钢提出了新的要求：①强度级别由370 MPa逐渐向420MPa过渡(正在建设的京沪高速铁路南京大胜关大桥部分构件已采用该钢种)。②对钢板耐候性的要求越来越高。③为减少焊缝和节点，对于超宽超厚的高强度桥梁板的需求日益增加

在今后的桥梁钢发展中，顺应桥梁工程发展需要的高强度、轻型、可焊性、防断性、疲劳性、寿命长、耐候性良好的高性能

在今后的桥梁钢发展中，顺应桥梁工程发展需要的高强度、轻型、可焊性、防断性、疲劳性、寿命长、耐候性良好的高性能桥梁钢将是桥梁钢发展的主要方向。根据我国“十一五”发展规划，交通工程中的桥梁会有所增加，铁路桥梁均采用钢结构，近几年来公路桥梁采用钢结构已经成为发展趋势，未来用钢量也将会有较大增加。

不久的将来，世界桥梁建设将向更长、更大、更柔的方向发展，更加重视桥梁美学及环境保护，各种新型桥梁如草桥、塑料桥、玻璃桥、充气桥、智能结构桥的应用将越来越多。钢铁企业要关注桥梁发展动向，抓住机遇，提高竞争力。上海卢浦大桥

2003年6月28日正式建成通车的上海卢浦大桥，是黄浦江上第一座全钢结构拱桥，也是当今世界上跨度最大的钢拱桥，标志着我国桥梁技术取得了重大突破，造桥水平跃上了一个新台阶。这座大桥还创下了10个“世界之最”。

● 拱形桥跨度达550m，比原先世界上最大的美国西弗吉尼亚大桥长32m。● 世界上首座采用箱型拱结构的特大型拱桥，主截面高9m，宽5m，为世界最大

在今后的桥梁钢发展中，顺应桥梁工程发展需要的高强度、轻型、可焊性、防断性、疲劳性、寿命长、耐候性良好的高性能桥梁钢将是桥梁钢发展的主要方向。根据我国“十一五”发展规划，交通工程中的桥梁会有所增加，铁路桥梁均采用钢结构，近几年来公路桥梁采用钢结构已经成为发展趋势，未来用钢量也将会有较大增加。

不久的将来，世界桥梁建设将向更长、更大、更柔的方向发展，更加重视桥梁美学及环境保护，各种新型桥梁如草桥、塑料桥、玻璃桥、充气桥、智能结构桥的应用将越来越多。钢铁企业要关注桥梁发展动向，抓住机遇，提高竞争力。上海卢浦大桥

2003年6月28日正式建成通车的上海卢浦大桥，是黄浦江上第一座全钢结构拱桥，也是当今世界上跨度最大的钢拱桥，标志着我国桥梁技术取得了重大突破，造桥水平跃上了一个新台阶。这座大桥还创下了10个“世界之最”。

● 拱形桥跨度达550m，比原先世界上最大的美国西弗吉尼亚大桥长32m。● 世界上首座采用箱型拱结构的特大型拱桥，主截面高9m，宽5m，为世界最大

在今后的桥梁钢发展中，顺应桥梁工程发展需要的高强度、轻型、可焊性、防断性、疲劳性、寿命长、耐候性良好的高性能桥梁钢将是桥梁钢发展的主要方向。根据我国“十一五”发展规划，交通工程中的桥梁会有所增加，铁路桥梁均采用钢结构，近几年来公路桥梁采用钢结构已经成为发展趋势，未来用钢量也将会有较大增加。

不久的将来，世界桥梁建设将向更长、更大、更柔的方向发展，更加重视桥梁美学及环境保护，各种新型桥梁如草桥、塑料桥、玻璃桥、充气桥、智能结构桥的应用将越来越多。钢铁企业要关注桥梁发展动向，抓住机遇，提高竞争力。上海卢浦大桥

2003年6月28日正式建成通车的上海卢浦大桥，是黄浦江上第一座全钢结构拱桥，也是当今世界上跨度最大的钢拱桥，标志着我国桥梁技术取得了重大突

破，造桥水平跃上了一个新台阶。这座大桥还创下了10个“世界之最”。

● 拱形桥跨度达550m，比原先世界上最大的美国西弗吉尼亚大桥长32m。● 世界上首座采用箱型拱结构的特大型拱桥，主截面高9m，宽5m，为世界最大桥梁钢将是桥梁钢发展的主要方向。

根据我国“十一五”发展规划，交通工程中的桥梁会有所增加，铁路桥梁均采用钢结构，近几年来公路桥梁采用钢结构已经成为发展趋势，未来用钢量也将会有较大增加。

不久的将来，世界桥梁建设将向更长、更大、更柔的方向发展，更加重视桥梁美学及环境保护，各种新型桥梁如草桥、塑料桥、玻璃桥、充气桥、智能结构桥的应用将越来越多。钢铁企业要关注桥梁发展动向，抓住机遇，提高竞争力。上海卢浦大桥

2003年6月28日正式建成通车的上海卢浦大桥，是黄浦江上第一座全钢结构拱桥，也是当今世界上跨度最大的钢拱桥，标志着我国桥梁技术取得了重大突破，造桥水平跃上了一个新台阶。这座大桥还创下了10个“世界之最”。

● 拱形桥跨度达550m，比原先世界上最大的美国西弗吉尼亚大桥长32m。● 世界上首座采用箱型拱结构的特大型拱桥，主截面高9m，宽5m，为世界最大

● 目前世界上首座除合龙接口一端采用栓接外，完全采用焊接工艺连接的大型拱桥，现场焊接焊缝总长度达4万多m，接近上海市内环高架路的总长度。● 在拱桥建造过程中，单件构件吊装重量世界最大，达到860t，河中跨拱肋吊装最大总量为480t，也居世界首位。

● 主桥建筑中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥等三种不同类型的桥梁施工工艺于一身，是目前世界上在单座桥梁建造中采用的施工工艺最多，最复杂的一座桥。

● 整座主桥结构用钢量达约3.5万t，相当于建造3艘7.4万t轮船的用钢量，是目前世界上单座拱桥用钢量最大的。

● 整座主桥在建造中的施工措施用钢达约1.1万t，是目前世界上单座拱桥建造中措施用钢量最大的一座。

● 大桥建设中所使用的16根水平系杆索，是目前世界上拱桥中长度最大(760m)、直径最粗(18cm)、单根重量最重(110t)以及单根张拉吨位最大(1700t)的水平索。

● 现场钢板焊接厚度达100mm，是世界钢结构桥梁建造中现场钢板焊接厚度最大的一座。

苏通长江大桥

2008年6月30日正式建成通车的苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州（常熟）市之间，是沈阳至海口国家重点干线公路跨越长江的重要通道，也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。标志着我国由桥梁大国向桥梁强国的转变。

这座大桥是当今世界最大跨径的双塔拉索桥。全桥共用钢材约25万t，混凝土140万m3，填方320万m3。大桥建设工期5年。总投资为78.9亿元。苏通大桥路线全长32.4km。跨江大桥工程采用了主跨1088m双塔双索面斜拉桥设计，创造了“最深群桩基础”、“最高桥塔”、“最长斜拉索”和“最大

主跨”4项世界纪录。

● 113座桥墩构成的跨江大桥，长达8146m，有92座桥墩立在江水之中。其中第68与69两座为主塔桥墩，每墩耗资约6亿元，墩长114m、宽48m，相当于一个足球场大小，厚约9m，灌注混凝土达5万m3，墩下由131根，长达120m，每根直径2.5～2.8m的钻孔灌注桩组成，这是世界上规模最大、入土最深的桥梁桩基础，因此创下第1项世界纪录。世界斜拉桥最大主跨1088m、最长斜拉索577m、最大群桩基础131根、最高主桥塔300.4m。

● 两座主塔桥墩上，各竖立一座“人”字型的巨塔，每塔高达300.4m。这远远超过日本多多罗大桥的桥塔，它高达224m，目前排名世界第一。它也比在建的香港昂船洲大桥的桥塔高出6m，雄踞世界最高桥塔的宝座，创下第2项世界纪录。

● 每座桥塔，向两侧双面延伸各68根钢拉索，总共136对、272根，组成4组“人”字形，每组有34个“人”字，2088m的主桥，就靠这136对勾成“人”字的拉索，牵引着4.6万t重的桥面钢梁。两主桥墩的跨径为1088m，比世界目前最大跨径斜拉桥（日本多多罗大桥）的890m，要长出198m。比在建香港昂船洲斜拉桥的1018m跨径，也要长出70m。这是第3项世界纪录。

● 这4组“人”字形拉索，越向外越大，其最外端的4个“人”字最大。这8根拉索每根长达577m、重达59t，比日本多多罗大桥的最长斜拉索要长出100多米。这就创下第4项世界纪录。

大桥之所以斥巨资修建如此巨大的塔桥墩，就是为了整个长江黄金水道的通海航运。主跨

1088m，使主航道净宽891m，桥净高62m，可通过5万t级的集装箱货轮。目前每天最多通船6千艘。苏通大桥在设计能力上可抗15级台风，主体结构可以抗18级特大台风。