中外新建桥梁中技术创新比较

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1、(为2006年重庆桥梁会议)中外新建桥梁中的技术创新比较同济大学项海帆一、引言创新是一个国家或民族进步的灵魂，当前，“自主创新”已成为媒体宣传的热点。然而，创新是一个长期努力的过程，而不是靠宣传动员就可以实现的。特别是对于中国这样一个崇尚统一、和谐、中庸，而不太鼓励标新立异的民族，由于缺少创新理念，往往满足于模仿、重复，就更需要从培养儿童的好奇心和想象力做起，从营造创新体制、激励机制和环境氛围方面下功夫，大力培育具有创新理念和动力的技术人才。近代土木工程从十七世纪虎克定律创立算起，已经经历了二百多年。特别是英国工业革命以

2、后的十九世纪相继发明了蒸汽机车和铁路、转炉炼钢和混凝土，以及内燃机和电机，为近代桥梁工程的发展创造了条件。桥梁的跨度从十九世纪初的不足200米到20世纪末已逼近2000米。特别是第二次世界大战后计算机的问世标志着桥梁工程进入了发展更为迅猛的现代时期。在20世纪60年代，世界各国进入了战后大兴土木的高潮期。高速公路网建设和城市化进程大大推动了现代桥梁工程的发展，预应力的广泛应用和斜拉桥的复兴成为战后桥梁工程二项最主要的成就。计算机的不断进步和有限元法的创立使数值方法逐渐代替了解析和半解析法，并促使桥梁结构分析向精细化方向前

3、进。两种传统材料钢和混凝土的进步、复合材料的应用以及使用多种材料的组合结构的发展，更为创新结构的不断涌现开拓了广阔的前景。各种新工法：如挂篮现浇、移动托架和移动造桥机的预制节段拼装工法以及顶推施工技术等都是20世纪60年代由发达国家创造的。中国在20世纪80年代初的改革开放也迎来了桥梁建设的黄金时代。在学习发达国家创新技术的基础上，通过自主建设造就了中国桥梁的崛起和九十年代的腾飞，取得了令世界瞩目的进步和成就，并得到了国际同行的赞许和尊重。然而，我们应当清醒地认识到，尽管中国桥梁的规模和速度令世人惊叹，但我们所采用的大都

4、是发达国家在六十年代所创造的新材料、新工艺和新结构，我们只是做了人家在30年前早已做过的事情。可以说，中国桥梁已走上了复兴的道路，正在从桥梁大国向桥梁强国迈进，如果我们能抓住机遇、努力进取，在创新、质量和美学方面下功夫，积极参与国际竞争，就有希望缩小差距，实现局部的超越。1二、国外新建桥梁中的技术创新在20世纪最后十年中，国外建造了几座破纪录的大桥，并在多次国际桥梁会议中充分展示了这些桥梁的技术创新。ò1995年，法国诺曼第斜拉桥的混合桥面，超长悬臂施工控制、新型平行钢铰线拉索及其防雨振的螺旋线表面处理和阻尼器等。ò19

5、98年，丹麦大海带桥西桥110米箱梁的整体化施工，预制件的最大重量达6500吨，以及为保证耐久性在混凝土箱梁的配筋中预埋450个锈蚀传感器；东桥1624米悬索桥桥塔和锚碇的新颖艺术处理、桥面箱梁内部的除湿系统以及防船撞系统的研究等。ò1998年，主跨1991米的日本明石海峡大桥首次采用180MP级超高强钢丝，使主缆直径缩小并简化了连接构造，首创的悬索桥主缆除湿系统、水深达50米的预制混凝土沉井基础以及在钢桥塔中设置了多层减震阻尼器以抵抗桥位处的强烈地震作用等。ò1999年，主跨890米的日本多多罗斜拉桥采用平行钢丝、热挤

6、防腐索套外的凹点表面处理以防止雨振、超长悬臂拼装的施工控制技术等。ò2000年，丹麦和瑞典联合建设的长达16公里的欧勒松海峡桥采用高度整体的预制吊装，140米跨度公铁两用钢桁架梁，重8700t一次吊运安装就位以及严格的质量管理体系等。以上五座桥梁被公认为是代表20世纪最高水平的杰作。进入21世纪后国外又建造了几座具有创意的大桥，现分述如下：1.希腊Rion-Antirion桥(2003)该桥连接希腊大陆和伯罗奔尼撒半岛之间的科林斯海湾。桥位处岩床深度超过500米，2000年重现期的地震最大峰加速度达1.2g，且半岛以每年

7、8-11mm速度漂离大陆，因此抗震安全是设计最主要的控制因素。图1总图为了避免强大的地震力作用，该桥选用五跨连续的全漂浮体系斜拉桥，并且将高65m、墩底基座直径为90m的圆形桥墩放在由φ2m直径深25-30m钢管2桩加固，上面铺以砂、卵石和碎石组成的3m厚垫层，形成可相对滑动的“加筋土隔震基础”(ReinforcedSoilFoundation)上，这是一种创新的基础形式(图2)。图2隔震基础上部结构为结合梁桥面，墩梁之间设置五个固定阻尼器，当发生大地震时容许中间阻尼器破坏并消能，其余四个阻尼器将起到缓冲的作用以保护桥塔

8、的安全。2.法国Millau高架桥(2004)该桥是法国南部通往西班牙马德里的A75公路改线中跨越塔恩河谷的大桥(图3)。河谷深300余米，线路要求2.5km长的新桥将是一座在3%坡道上的曲线桥。山谷中的最大阵风风速达250km/h≌70m/s。图3总体图该桥采用多跨连续单索面斜拉桥，每跨342m，共设七个桥墩，其中