中国桥梁未来发展的认识

2010-08-15梁俊松

科技传播 2010年17期

梁俊松

西南交通大学土木工程学院，四川成都 611756

现在桥梁建筑已不单纯地被视为交通线上重要的工程实体，同时也是一个国家科学技术、综合国力的综合体现。本文具体介绍我国各种桥梁的发展现状及发展趋势。

1 材料结构不断轻型化

当桥梁向大跨度方向发展的同时，未来桥梁新材料应具有高强、高弹模、轻质的特点，对建桥材料也提出了高强、轻质和多功能的要求，桥梁的规模有一个理论上的限度。新型材料不断出现，不过它们的实际应用仅仅受制于对其使用寿命的顾虑。在以保守的方式使用新型材料的初期验证阶段，目前桥梁常用的钢和混凝土，从而实现高强轻质的目标。材料科学的进步为桥梁实现轻巧、简洁、形式的多样化提供了更多的可能性，进一步探索新型的、高强、超高强工程材钱建立其可靠的力学本构关系，以充分发挥材料潜在的承载力，并在结构理论研究上发展更符合实际状态的力学分析方法与新的设计理论，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，并向可靠度理论方向进行探索，将一跨而过大川海湾。

钢管混凝土拱桥具有其独特的优越性，钢管混凝土拱桥的跨度将会达到甚至超过斜拉桥。拱桥的拱肋是以受压为主的构件，除需要改进桥梁设计计算的理论和方法外，其稳定性问题较为突出，轴压承载力和抗剪承载力高；在大跨度桥梁中，具有良好的抗震性能；灌注混凝土阶段的模板和钢筋，耐火极限比钢材强；高强轻质且便于施工的高效结构材料，还可以很大程度上改善大跨度拱桥中抗风能力和抗震能力；钢管棍凝土具有良好的经济效益。

我国对钢管混凝土的研究，虽然在我国起步较晚，但在我国钢管混凝土具有很灵活的造型能力，发展迅速。我国已建和在建的大跨度钢管混凝土拱桥，制定了多种应用规范。主要形式有下承式、中承式、上承式，已处于世界领先地位。无铰拱桥分为钢管混凝土拱桥和带钢管混凝土劲性骨架的混凝土拱桥。这种坚实的理论基础和丰富的工程实践经验将为钢管混凝土拱桥的发展奠定了基础。为了使拱桥的发展充满了活力，拱肋构造，大都采用双管组合肋（“哑铃”型截面）或4管组合肋。在我国钢管混凝土拱桥建设中，也有采用2管和6管组合肋的;缀件则采用钢板或较细的空钢管，无论是数量和跨度、结构和类型、施工技术等均为世界领先水平。其造型千姿百态，为好些城市平添一道绚丽壮观的风景线。随着我国交通事业的不断发展，钢管混凝土拱桥将成为我国路桥建设中不可缺少的一部分。

2 桥梁美学研究

桥梁建筑是建筑艺术的一个分支，属于艺术门类。桥梁通常是社会大型公用设施，与其他±木建筑相比，它具有土木工程建筑的一般属性，桥梁建筑还具有自身的特点，有使用和观赏两重功能。其主要功能是给人们提供跨越障碍的通道，具有形体庞大、位置固定、建造具有不可逆性且耗资巨大等特点。由桥梁的特殊功能决定了桥梁必须是一个开放的体系，结构散布在社会各处，任何人在任何时间都可以使用它。与人类的活动密切相关，具有开放性，使用寿命也比较长。因此，公共性、公平性、安全、适用、经济必然是桥梁设计的原则，桥梁规模越大，激发了公众参与的热情，经济因素在桥梁建设中所占的分量就越大，人们对其建造都非常关心，这一点在现代桥梁设计实践中已得到足够重视，这就是推动桥梁美学研究的直接动力。创新便是桥梁建筑艺术的灵魂，通过总结前人的创新经验，终究会走向桥梁的艺术范畴。桥梁建筑属于结构，创新必须以实践为基础，其存在的基础是其适用性，也需要用理论来指导。

3 桥梁绿色设计

桥梁从设计建造到使用，直到服役期满，利用绿色设计和生命周期设计。注重生态环境的保护与可持续发展的原则，绿色设计包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处置的各个阶段，既实现社会价值又保护环境价值，因此对环境问题的考虑不仅仅指施工建造期内对环境的影响，促进人与自然的共同繁荣，环境保护只是绿色桥梁设计应考虑的因素之一。在使用过程中一般不会产生对环境有害的垃圾，不能等产品产生了不良的环境后果再采取防治措施，其自身将成为一件无法处理的废弃物。要预先设法防止产品及工艺对环境产生的负作用，然后再制造。这就是绿色设计的基本思想但达到使用寿命后，因此如何利用桥梁高架的优势保持生命流通，对达至设计使用年限的桥梁的处理问题也是不能忽视，生态连续是未来桥梁设计必须考虑的课题，这也是绿色桥梁设计的基本要求。