桥梁工程发展史十篇

发布时间:2024-04-26 02:03:49

桥梁工程发展史篇1

关键词:桥梁施工;发展历史;主要方法;主要技术

中图分类号:tU74文献标识码:a

前言

目前,随着高科技的快速发展,我国的桥梁建设已经取得了不小的成绩。尽管这些成绩值得我们骄傲,但是,我们也应该清楚的看到,在桥梁施工过程中,还存在着许多技术上的问题。下面本人结合多年工作实际,主要就桥梁施工技术发展史、桥梁施工技术等方面进行简要探讨,仅供参考研究。

1我国桥梁施工技术的发展历史

我国在桥梁建造技术上有着悠久的历史和光辉的成就,由从古至今的时间顺序来看,我国桥梁施工技术大致经历了四个发展阶段:

第一阶段以西周、春秋为主,包括此前的历史时代,这是古桥的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后,多数只能建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。

第二阶段以秦、汉为主,包括战国和三国,是古代桥梁的创建发展时期。秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段,这时不仅发明了人造建筑材料的砖,而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构,从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。战国时铁器的出现,也促进了建筑方面对石料的多方面利用,从而使桥梁在原木构梁桥的基础上,增添了石柱、石梁、石桥面等新构件。不仅如此,它的重大意义,还在于由此而使石拱桥应运而生。石拱桥的创建,在中国古代建桥史上无论是实用方面,还是经济、美观方面都起到了划时代的作用。石梁石拱桥的大发展,不仅减少了维修费用、延长了桥的使用时间,还提高了结构理论和施工技术的科学水平。

第三阶段是以唐宋为主的,包括两晋、南北朝和隋、五代时期,这是古代桥梁发展的鼎盛时期。如隋代石匠李春首创的敞肩式石拱桥--赵州桥,北宋废卒发明的叠梁式木拱桥--虹桥,背诵创建的用筏形基础、植蛎固墩的泉州万安桥,南宋的石梁桥与开合式浮桥相结合的广东潮州的湘子桥等。这些桥在世界桥梁史上都享有盛誉,尤其是赵州桥,类似的桥在世界别的国家中,晚了七个世纪方才出现。纵观中国桥梁史,几乎所有的重大发明和成就,以及能争世界第一的桥梁,都是此时创建的。

第四阶段为元、明、清三朝,这是桥梁发展的饱和期,几乎没有什么大的创造和技术突破。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造,并留下了许多修建桥梁的施工说明文献,为后人提供了大量文字资料。此外,也建造完成了一些像明代江西南城的万年桥、贵州的盘江桥等艰巨工程。同时,在川滇地区兴建了不少索桥,索桥建造技术也有所提高。到清末,即1881年,随着我国第一条铁路的通车,迎来了我国桥梁史上的又一次技术大革命。

2桥梁施工的主要方法

2.1桥梁的基础性施工

在通常情况下,桥梁基础工程到现在,已经不会再受到地质、水文条件的控制,其对工程的经济效益和结构本身比较重视。在目前,国内拥有了一系列达到标准的施工设备和工艺,并且特大桥梁基础开始向组合基础的方向加以发展。使得桩基、基础、沉井得到扩大,然后在各自发展的过程中又进行一定联合。桥梁的基础工程因为涉及到水中、地面以下、水或岩土等问题,使得其复杂程度大大增加,在桥梁的基础施工中不能使用统一化的模式。

2.2对于桥梁上部结构中的施工

对于桥梁上部结构中的主要施工方法,伴随着70年代后广泛使用的预应力混凝土,得到了突飞猛进的发展,也发生了一系列的变革。在主要采用钢筋混凝土进行桥梁建设的阶段,所采用的施工方法主要是现场浇注。因为桥梁类型日益增加,并且跨径不断增大,所以引起了施工方法不断发展和进步,形成了科学完善的施工方法。

此外,应对桥梁下部结构进行考虑,对工程的质量、造价、使用、工期等方面进行考虑。因为整个工程中的计算工作主要分布在下部结构中,所以能够选择正确的下部结构内力计算方法具有重要作用,需要对其因素加以全面考虑,这样才能切实提高工程的质量。

3桥梁施工的主要技术

3.1体外索加固法

体外预应力是一种有效的桥梁加固方法。简单易行,不影响行车。受力途径明确,能显著提高结构承载力和抗裂度,有效改进结构的应力状态。为了满足加固后旧桥的承载力的需要,体外索一般采用折线形,同时满足梁正截面抗弯强度和抗剪强度的要求。体外索材料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。体外索加固桥梁受弯构件时,可按偏心构件来验算梁的承载力;按无粘结部分预应力混凝土结构,认为截面受弯破坏时,梁内的非预应力钢筋达到屈服,而预应力钢筋达不到极限强度,验算使用阶段的应力及结构变形;按加劲梁组合结构分别对其受力和使用性能进行分析。在正使用极限状态的各项指标计算时,按整体变形协调条件计算在外载作用下预应力筋的应力增量。体外预应力加固法,加固后能达到荷载标准,加固效果是非常显著。体外索加固法有效改善了主梁在正常使用阶段的工作性能。裂缝宽度变窄,挠度明显减小,增加了结构的耐久性。体外索加固法是在使用过程中,具有加固、卸载及减小结构内力的作用,值得推广应用。

3.2真空压浆技术

传统的压浆法灌浆,是在0.5mpa~1.0mpa的压力下,将水灰比0.4~0.45的稀水泥浆压入孔道,这种做法容易发生水泥浆离析,析水,干硬后收缩,产生孔隙,留下隐患。为此有必要将传统压浆工艺进行改进,将真空辅助压浆工艺等技术应用于预应力施工中,使灌浆工艺更加完善合理。由于孔道内只有极少的空气,很难形成气泡;同时,由于孔道与压浆机之间的正负压力差,大大提高了孔道压浆的密实度和饱满度。减小了水灰比,选用专用的添加剂,提高了水泥浆的流动度,减小了水泥浆的收缩,从而保证了浆体的可施工性,充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。普通压力压浆一般是在孔道的压浆端对水泥浆施0.5~0.7mpa的压力,缓慢均匀地向孔道内压入浆体,直至浆体在孔道高点处的排气孔流出;而作为孔道压浆的一项新技术,真空辅助压浆的基本原理是:在传统压浆工艺基础上,将孔道系统密封,在孔道的一端采用真空泵对孔道进行真空处理,使这产生-0.08mpa~-0.1mpa左右的真空度,然后用压浆泵以≤0.7mpa左右的正压力将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端压入,水泥浆从真空端流出,且稠度与压浆端基本相同,再经过特定的排浆、保压、以确保孔道内水泥浆体饱满,以提高预应力孔道压浆的密实度和饱满度。采用真空灌浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全性和耐久性的有效措施真空压浆与常规压浆相比,具有以下的优点:真空的形成能够较好的导引管道内浆液顺利通过管道,解决了常规压浆泵因压力不足等达不到注浆理想效果的问题;保证了预应力管道内水泥浆液的饱满度和密实度;工艺及浆体的优化,消除裂缝的产生,使灌浆饱满性及强度得到保证;真空灌浆是一个连续而迅速的过程,节约压浆时间,缩短工作周期,增强了固结水泥浆在孔道内的粘结力。

3.3预应力混凝土技术

《规范》12.6.6预应力筋编束规定,预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时,同束内应采用强度相等的预应力钢材。编束时,应逐根理顺,防止互相缠绕。钢筋的冷拉工艺采用控制应力或控制冷拉率的方法。从受力分析来考虑,编束时,梳理顺直,可防止钢丝或钢绞线在穿孔、张拉时由于互相缠绕紊乱而导致的受力不均匀现象。当受力不均匀时,将使有的钢丝达不到张拉控制应力,而有的则可能被拉断,造成预应力损失。《规范》l2.10.3后张法张拉第2条规定,预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时可采取分批、分阶段对称张拉。主要从受力角度要求后张法多根(束)预应力筋张拉时,应使张拉的合力作用线处的构件核心截面以内,防止构件截面产生过大的偏心受压和边缘拉力。对称张拉可避免或减少偏心力矩,宜分批、分阶段对称地进行。另外,按控制应力先张拉的预应力筋会因后批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩而引起应力损失。综合考虑张拉力的影响,可减少预应力损失。预应力工程施工关键是如何正确地建立起设计要求的预应力(即结构的内应力),而其最大的影响因素就是应力松弛带来的危害。为保证施工质量,预应力张拉必须严格按照程序规定执行且张拉后立即做好灌浆的准备,这些对控制应力损失的减少都非常关键。张拉过程中不仅要控制好应力值,而且要随时抽查预应力筋的增长值,同时要按照对称、均匀的方法进行张拉,张拉完并封锚以后,即可开始灌浆的工作,灌浆不仅减少应力的损失,而且封闭孔道,减少预应力筋的损失,并且使其与结构共同作用,提高结构的抗裂性。

桥梁工程发展史篇2

关键词:桥梁概念设计;教学方法;桥梁史;课程设计

中图分类号:G64241;U441文献标志码:a文章编号:

10052909(2015)04008403

桥梁不仅能够满足人们跨越障碍、到达彼岸的心理需求,同时也是生活环境中使人印象深刻的标志性结构物,常常成为审美对象和文化遗产[1]。桥梁具有结构物和艺术品两种属性,传统的桥梁工程教学因受时代所限,只关注结构物这一属性,教材多为从苏联翻译过来的实用性教材,教育学生按规范进行设计,其影响延续至今[2],致使学生形成思维定式,严重限制了学生创造性思维的发展。教学内容重在材料选择、构造设计、内力计算,主要解决的是结构概念设计的问题。随着技术和经济的发展,桥梁,特别是城市桥梁的美观越来越受到重视,设计人员开始注重造型的表现力和隐喻,造型概念设计也应运而生。在关注造型设计的同时,还要考虑桥梁与周边环境(自然环境、社会环境、人文环境)的关系。因此,桥梁概念设计宏观上包含了结构概念设计、造型概念设计、桥梁景观设计三个部分。这三者在设计中同时进行、相互融合。在教学中,结构概念设计通常由桥梁工程课程来解决,其它两项则由桥梁概念设计课程来解决。

一、课程设置

桥梁概念设计课程适用于高等学校土木工程专业道路、桥梁方向和道路桥梁与渡河工程专业,属于专业选修课,通常在学完材料力学、结构力学、结构设计原理之后开设,使学生有能力对所设计桥型的结构杆件进行力学分析和计算。该课程原来安排在桥梁工程课程之后,此时学生均已掌握了桥梁的规范设计法,从上交的概念草图作业中可以看出,学生的思维定势已经形成,在规范规定桥型基础上微调的较多,充满创造性的桥型较少。后将该课程提到桥梁工程课程之前,这时上交的概念草图作业出现了很多优秀方案,既有创新又有可行性。由于课程安排在桥梁工程课程之前,必然会担负起桥梁工程概论的教

学任务,介绍五种基本桥型及其构造特点,占用学时较少,满足该课程基本需要即可。随着课程的推进,有些学生会对原始设计产生怀疑,因为与规范桥型差距较大,此时尽量建议学生保留原始的设计形式,无论造型繁杂,还是夸张,甚至是造型荒谬都没有关系,鼓励学生运用学过的一切力学知识和结构知识,动用一切工程手段,解决原始设计出现的新问题,实现自己的设计意图,以此激发学生的创造性思维,提高解决工程问题的能力。

二、教学内容

课程教学主要包括桥梁概念设计综述、桥梁史、桥梁造型设计与桥例、桥梁规范分类与适用范围、桥梁景观设计、桥梁色彩与夜景设计、综合应用、方案比选和评价方法等。在这些内容中,桥梁史是经常被教师简略介绍而在这里要重点强调的。由于传统教育内容过于保守,容易养成工程师循规蹈矩的习气,缺少创新精神,培养出的许多工程师并不清楚他们在桥梁设计和施工中所采用的技术大多是发达国家在20世纪50~70年代所创造发明的。我们虽然在规模和跨径上有所超越,但技术并没有新的突破。这种满足于跟踪和模仿的习惯,正是中国工程教育不重视培养学生创新理念的结果[3]。要想明确我们现在所处的位置,回顾知识的层次和增长过程将有助于我们找到现时的理念是在何时首次出现,又在何处被采用[4]。因此,介绍桥梁史,特别是现代桥梁工程发展史上的那些重大创新就显得尤为重要。通过详细介绍这些创新得以提出的原因、实现的条件、应用的过程和造成的影响,让学生更加全面地了解何为创新、如何创新。如果再介绍创新者及其性格,就会形成立体形象,加深教学印象。例如著名的桥梁设计师莱昂哈特(FritzLeonhardt),除了设计了很多造型优美的桥梁之外,他还是各向异性钢桥面板的发明人,并首创斜拉桥倒退分析法、下层移动托架施工法和顶推施工法,他对桥梁工程的探索精神让人敬佩。马拉尔(Robertmaillart)的坎坷人生和对板结构的执着,梅恩(Christianmenn)的坚强性格和对矮塔斜拉桥的贡献[5],这些都能促使学生去深入这些桥梁大师们的世界,并且以他们的眼光来看待他们的工作,避免思维僵化,更好地理解桥梁绝非只是“按规范要求进行设计”,而是有很多种设计思路,有非常丰富的处理方法,有广阔的创新空间。这就是为什么要突出桥梁史这部分内容重要性的原因,它可以很好地承接“桥梁造型设计与桥例”部分的教学,体现造型设计的灵活性和多样性。

三、教学方式

对于桥梁概念设计这种综合性较强的课程,采用多元教学方式是必然的趋势,每一种教学手段都要与教学内容相匹配[6]。桥梁概念设计综述和桥梁史这两部分多采用媒体辅助教学,通过介绍大量工程实例,让学生加深理解,加深印象[7]。

桥梁规范分类与适用范围部分采用多重解释性多媒体课件教学,也就是通过精选桥例串起多个知识点(包含景观、色彩、夜景等),使同样一套课件在讲授一遍主要知识点之后,还可以进行多次解释,每一次解释都换一种思考方式。比如在介绍拱桥分类这个知识点时,桥例不但要考虑拱桥各种类型的对比,而且还要反映出夜间景观的设计规律,或者桥体色与景观色之间的关系,这样在第一次课上讲完拱桥分类,在第二次课刚开始进行简要的复习,然后启发学生重新看待桥例,发现这些桥例中体现出来的新的规律。如果综合了三个知识点,就可以对同样的课件进行三次解释,让学生养成多视角多观点看问题的习惯。几次课后,学生就会主动思考首次出现的众多桥例中是否蕴含着其它的原则或规律,学习自主性得到了有效调动。

其它的教学内容则采用多媒体教学辅以模块化课程设计。在讲授桥梁造型设计与桥例这部分内容时,学生开始进行概念草图构思和绘制,随着课程的进展,不断丰富完善自己的造型设计。比如在讲授桥梁规范分类与适用范围时,学生就根据所学的新知识论证所构思桥型的可行性,并相应地作出修改。教师在这个过程中的指导要谨慎,

尽量保留学生的原始设计思路,

不要轻易否定任何设计的可能性,引导学生思考解决措施;也不要直接给出建设性意见,而是提供多样的参考资料,由学生自主选择具体的处理办法。到了桥梁景观设计部分,学生要在原设计基础上,进行景观设计,并对桥梁造型做进一步修正。课程结束,学生要提交一份详尽的课程设计过程记录,把课程设计每一阶段的所思所想以及所作出的修改仔细记录整理,同时提交最后的桥型方案。通过课程设计、课堂学习和讨论,学生可以把所学到的知识应用到设计中,更好地理解知识要点,教师也能及时地把握学生在设计中出现的问题,并随时调整教学方案

四、考核方式

考核分过程记录和桥型方案、平时作业、期末考试三部分。各自的权重可以根据实际教学情况作出调整。其中,平时作业和教学内容相互配合,比如在“桥梁规范分类与适用范围”部分,要求学生分组提交调查报告,调查校园周边的人行桥的结构、细部、使用情况等。在讲授桥梁景观设计时,要求每组学生反复调查其周边环境,并提出景观设计意见。这种类似于项目教学法的作业形式能很好地调动学生的学习自主性。虽然作业在课程开始前就已经提前设计,但是在实际操作的过程中还会遇到一些新问题,比如有的作业可操作性差,或由于特殊情况无法完成,也可以取消、合并,或者更改。

五、结语

由于中国对桥梁概念设计的研究起步较晚,国外研究成果的译介和国内的探索与实践是同步进行的,这就要求教师要密切关注学科发展动态,及时更新自己的专业知识,同时还要学习先进的教学经验,不断摸索适合某一教学内容的教学方法,以确保高效的知识传递和人才培养。概念设计是桥梁之魂,也是工程区别于科学的关键,更是现代工程教育的核心内容[3],因此要意识到该课程的重要性,在教学中体现出创新思维的应用,及时反思教学中出现的问题,为培养出新一代的桥梁工程人员贡献出自己的一份力量。参考文献:

[1]伊藤学.桥梁造型[m].北京:人民交通出版社,2001.

[2]项海帆.桥梁概念设计[m].北京:人民交通出版社,2011.03.

[3]项海帆,潘洪萱,张圣城,范立础.中国桥梁史纲[m].上海:同济大学出版社,2009.09.

[4]马修・韦尔斯.世界著名桥梁设计[m].北京:建筑工业出版社,2003.03.

[5]王应良,高宗余.欧美桥梁设计思想[m].北京:中国铁道出版社,2008.05.

桥梁工程发展史篇3

中国桥梁建设事业的崛起,是在中华人民共和国建立以后。新中国以旧貌换新颜,建桥行业孕育了崭新的发展变革。建国60年来,各种形式、多样结构的桥梁如雨后天晴的彩虹在神州大地不断飞架跨越,中国桥梁建设的飞速发展和伟大成就为新中国现代化建设的历史画卷增添了浓墨重彩的辉煌一笔。

建成学会 独立自主

新中国的桥梁建设,历经了高起点起步、稳步前进、快速飞跃发展三个阶段。

新中国肇造,武汉长江大桥的建设就提上了议事日程,“一定要建好长江大桥”是党和国家的坚定决心。经过几年的筹备和试验,1955年9月,武汉长江大桥建设正式拉开帷幕,我国建设者在原苏联桥梁专家组指导下,精心设计、施工,于1957年10月15日优质地建成大桥,以2年零1个月的工期,采用当时国际最先进的技术工艺,树起了中国建桥史上第一座里程碑。新中国建桥事业的领军团队中铁大桥局,即是随着万里长江第一桥的筹备和修建发展壮大起来的。

50年代以后,建设者努力学习世界建桥先进技术,相继在长江上游建成了宜宾长江铁桥、三堆子铁路桥、枝城长江大桥。

60年代,在自然灾害及“”制约经济发展的条件下,南京长江大桥采用了重型沉井、钢板桩围堰管柱基础、钢沉井加管柱、浮式钢筋混凝土沉井4种深水基础,解决了水深30多米、覆盖层40多米的复杂水文地质基础施工难题,上部结构首次采用国产桥梁钢。作为我国独立自主建成的第一座公铁两用长江大桥,建成后的南京长江大桥达到了当时世界先进水平,载入了党的《关于建国以来若干历史问题的决议》,首次荣获国家科技进步特等奖。这是大桥局为中国桥梁建设史树立的第二座里程碑。

70年代开始修建,90年代建成通车的九江长江大桥(受客观因素影响修建时间漫长),是我国建桥史上的第三座里程碑。在这座桥上,大桥局首先使用了我国第一次试验的15锰钡氮新钢种,首创“双壁钢围堰大直径钻孔基础施工法”,首次将“触变泥浆套”和“空气幕”施工工艺用于下沉深度达50米的正桥和引桥沉井基础,共有11项科技成果刷新国内外建桥纪录,被桥梁专家评价为达到世界大跨、轻质、高强新目标的“世界先进水平桥梁”。该桥曾获建筑工程鲁班奖和国家科技进步一等奖。

飞跃发展 尽显风流

20世纪80年代,随着改革开放的深化、新中国的桥梁建设开始进入飞跃发展期。一大批新技术、新材料、新工艺广泛运用于桥梁建设。作为中国桥梁建设的主力军,中铁大桥局率先开始了我国现代桥梁斜拉桥和悬索桥建设,从此拉开了我国现代斜拉桥和悬索桥建设序幕,也奠定了中国的现代桥梁向“大跨、轻型、高强”发展的方向。

在黄河上,解放前夕仅有外国人修建的郑州黄河铁桥等3座桥梁。然而,从1984年黄河第一座公路桥郑州黄河大桥立项的5年间,黄河上建成了郑州黄河大桥、大河家大桥、华龙大桥、包头大桥、白水大桥、开封大桥、三门峡大桥、长东黄河大桥等数十座特大桥,其中“亚洲第一长桥”,全长10.28公里的长东大桥仅用了20个月便优质建成通车。这些黄河上的桥梁都留下了大桥局建设者的足迹。

1991年建成的杭州钱塘江二桥,是我国首座公铁平行连续梁桥,正桥18孔一联全长1342米,其联长桥跨居国内第一位。该桥建造中依靠科技进步连创6项国内之最。

2000年10月建成通车的亚洲首座公铁两用特大型斜拉桥芜湖长江大桥,采用钢桁梁低塔斜拉桥式,其设计、建造中运用了20多项科研成果,创出了5项国内建桥之最,20多项成果中有11项为国内首创的新技术新工艺,这也是大桥局为我国桥梁建设事业树立的第四座里程碑。

在斜拉桥建设方面,i987年由大桥局建成的天津永和斜拉桥是我国第一座现代斜拉桥,主跨260米,位居当时亚洲之最。此后,从长江上的第一座现代斜拉桥――武汉长江二桥(主跨400米,1995年建成),到武汉白沙洲大桥(主跨618米,2000年建成)、南京长江二桥(主跨628米,2001年建成)、三桥(主跨648米,2005年建成)、上海长江大桥(主跨730米,日前主体完工),再到2008年建成的世界上最大跨度(主跨1088米)的斜拉桥苏通长江大桥等,中铁大桥局都积极参与其中的设计、施工、监理或咨询审核工作。

在悬索桥方面,1995年由大桥局建成了我国第一座现代悬索桥――汕头海湾大桥(主跨452米)。此后,从一跨过江的西陵长江大桥(主跨900米),再到超千米跨超的武汉阳逻长江大桥(主跨1280米)、江阴长江大桥(主跨1385米)、润扬长江大桥(主跨1490米),短短的十年间我国悬索桥建设实现了质的飞跃。

在拱桥方面,中铁大桥院设计的重庆朝天门大桥(主跨552米),成为目前世界最大跨度的拱桥。目前,我国现拥有500米跨度的拱桥3座,居世界前列。

目前,即将通车的世界上第一座按四线铁路修建的双塔三索面三主桁公铁两用斜拉桥――武汉天兴洲长江大桥(该桥在当今世界同类型大桥中拥有“跨度、速度、荷载、宽度”四项第一),建设进入决战阶段的世界首座六线铁路大桥―南京大胜关长江大桥和世界跨最长公铁两用大桥――郑州黄河公铁两用大桥等由大桥局建设的世界级桥梁,以大跨、高速、重载为主要特征,即将共同竖起我国桥梁建设的第五座里程碑。世界最高海拔青藏铁路上的标志工程――拉萨河特大桥,世界首座三塔两跨千米级悬索桥――泰州长江大桥,长江口第一桥――上海长江口隧桥工程等,也是大桥局在新世纪奉献的优质作品。

进军海洋 走向世界

上个世纪末到本世纪初,我国的跨海大桥建设正式进入实施阶段。中铁大桥局率先参与我国第一座真正意义上的跨海大桥――东海大桥和世界最长的跨海大桥――杭州湾跨海大桥的建设,并引领了我国跨海大桥建设理念,“设计决定施工”、“工厂化、大型化、机械化,变海上施工为陆上施工”的建桥理念得以成功应用。2005年底建成的东海大桥全长32.5公里(海上段长约25公里),中铁大桥局承建该部分总长约11公里的施工任务。2008年建成通车的杭州湾跨海大桥,全长约36公里,是世界上最长的跨海大桥,中铁大桥局承担该桥工程量最大、最关键的18.26公里施工任务。大桥局

自主创新研制的起吊2200吨的“小天鹅”、起吊3000吨的“天一号”海上运架一体船为跨海大桥建设立下了汗马功劳。现在,中铁大桥局正积极参与或筹划厦门跨海大桥、青岛跨海大桥、舟山金塘大桥、港珠澳大桥等著名跨海大桥的建设。

在跨海大桥建设的同时,我国的高速铁路客运专线建设迅速上马,这些铁路客运专线广泛采用了桥梁形式。中铁大桥局率先参与到我国客运专线建设中来,成功自主研发了客运专线“JQ900吨提、运、架”专用设备并实现了产品国产化,现已广泛应用到温福、合武、甬台温、福厦、武广、哈大、石武等10多条客运专线施工中。在京津城际铁路建设中,线路大量采用“以桥代路”的建设方式,大桥局攻克了一些列科技难关,为这条世界最高时速的铁路在奥运期间投入使用立下了汗马功劳。

从1954年越南北部北、西、南三线铁路修复设计开始,到上个世纪90年初建成的我国最大的援建桥梁项目――缅甸丁茵公铁两用大桥。40年间,参与大大小小的援外工程项目达12个。进入新世纪,中铁大桥局大力实施“走出去战略”,积极参与国际商业竞争,先后在缅甸、孟加拉、南非、印度、马来西亚、巴基斯坦、澳大利亚、安哥拉、土耳其、香港、澳门等国家和地区承揽工程,享誉国际建筑市场。港澳地区标志性建筑――澳门西湾大桥、深圳湾公路大桥,孟加拉国最大的桥梁――帕克西大桥就是这一时期大桥局的杰作。2004年,公司人选美国《工程新闻记录》(enR)评选的世界最大225家国际承包商,同时,被评选国际十大桥梁承包商。

桥梁工程发展史篇4

关键词:公路桥梁建筑发展

随着经济的发展、综合国力增强,我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展。我国的经济政策为公路事业发展提供多元化的筹资渠道,保证了建设资金来源。我国广大桥梁工作者,竭尽全力,发挥自己的聪明才智,为我国公路桥梁建设事业,做出了巨大的贡献。以下是本人结合常用的桥型谈谈对公路桥梁发展趋势的看法。

一、公路桥梁的分类

1板式桥

钢筋混凝土和预应力混凝土板桥,其发展趋势为:采用高标号混凝土,为了保证使用性能尽可能采用预应力混凝土结构,预应力方式和锚具多样化,预应力钢材一般采用钢绞线,板桥跨径可做到。

2梁式桥

公路桥梁常用的梁式桥形式有按结构体系分为:简支梁悬臂梁,连续梁,型刚构连续刚构等。按截面型式分为:型梁,箱型梁,或槽型梁,衍架梁等。

2.1简支t型梁桥

t形梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了,再加大跨径不论从受力,构造,经济上都不合理了,所以大于跨径以选择箱形截面为宜。

2.2连续箱型梁桥

箱梁桥可以是变高度,也可以是等高度。从美观上看,有较大主孔和边孔的三跨箱梁桥,用变高度箱梁是较美观的,多跨桥,三跨以上用等高箱梁具有较好的外观效果由于连续箱梁在构造,施工和使用上的优点,近年来建成预应力混凝土连续箱梁桥较多。

2.3t型结构

这种结构体系有致命弱点。从60年代起到80年代初我国公路桥梁修建了几座t形刚构桥,80年以后这种桥型基本不再修建了,这里不再赘述。

2.4连续刚构桥

连续刚构可以多跨相连,也可以将边跨松开,采用支座,形成刚构一连续梁体系,一联内无缝。改善了行车条件,梁,墩固结,不设支座。合理选择梁与墩的刚度,可以减小梁跨中弯矩,从而可以减小梁的建筑高度。

3钢筋混凝立拱桥

石拱桥由于自重大,在料加工费时费工,大跨石拱桥修建少了,山区道路上的中、小桥涵,因地制宜采用石拱桥涵还是合适的。大跨径拱桥多采用钢筋混凝土箱拱,劲性骨架拱和钢管混凝土拱钢筋混凝土拱桥的跨径。

4斜拉桥

我国斜拉桥的主梁形式:混凝土以箱式,板式,边箱中板式,钢梁以正交异性极钢箱为主,也有边箱中板式现在已建成的斜拉桥有独塔双塔和三塔式,以钢筋混凝土塔为主,塔型有H形,倒Y形,a形钻石形等。

5悬索桥

悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一。可以说是跨千米以上桥梁的唯一桥型,从目前已建成桥梁来看说是唯一桥型,但从发展趋势上看斜拉桥具有明显优势,但根据地形,地质条件,若能采用隧道式锚碇悬索桥在千米以内,也可以同斜拉桥竞争。

二、公路桥梁建筑的重要缺陷

中国桥梁的历史可以上溯到6000年前的氏族公社时代,到了1000多年前的隋、唐、宋三代,古代桥梁发展到了巅峰时期。在最近的1000年中,中国的桥梁技术全面落后于世界的脚步,中国第一座现代化桥梁的出现距今仅100多年历史,而且是由外国人建造的。我国城市桥梁建设在20世纪得到了历史性的发展,成就可概括为:实现了跨径大超越;桥型结构和技术有创新;深水大跨桥梁建设技术成熟;桥梁美学理念有所增强。同时还要看到,我国城市桥梁建设中的不足:

1我国的桥梁技术的总体水平同世界领先水平相比仍存在一定差距,主要表现在理念和设计、材料、工艺技术创新上;

2桥梁的安全耐久性是桥梁界关注的突出问题,一些桥梁所暴露出的质量缺陷等不足;

3桥型结构呆板、笨拙,与环境、地貌的协调不足,存在拓展空间;

4设计、施工、科研单位的实力有所增强,水平普遍有所提高,但地区、单位之间并不平衡。

但我们在细看以下桥梁建筑的发展,从钱塘江大桥算起,中国人自己设计现代桥梁的历史还不足70年;从南京长江大桥算起,中国人自行设计建造大型桥梁的历史仅34年。九十年代以来,中国桥梁的成就才使我们重新无愧于祖先地站到了世界前列,这也算是中国桥梁建设的伟大复兴时代。

三、桥梁的创新和发展的对策建议

随着祖国各地城市现代化建设进程的加快,本人归纳总结了几点内容,提出如下对策建议,以期促进我国城市桥梁的创新和发展。

1.应充分重视城市桥梁作为城市生命线工程极其重要的工程结构其特殊作用,切实加强城市桥梁安全度和耐久性的研究,尽快编写相关设计规范和施工技术规程,强化城市桥梁的耐久性设计。

2.应树立自主创新和集成创新的观念,努力实现原始创新,不仅仅满足规模大、跨径大和建桥的高速度,更应关注城市桥梁工程建设中的创新技术、工程质量和桥梁美学上的突破,真正实现创造性设计,给人们留下传世的城市桥梁精品。

3.应不断地搜集和了解国外城市大跨径桥梁的发展动态,正视我们的不足,看到我国在桥梁施工手段、检测手段,尤其是大型深海基础的施工技术、施工设备远不及美国、英国和日本等发达国家;要加紧研制大型架桥机械、大吨位张拉设备、大型海底挖掘机械等。尽快缩短与国外发达国家在建桥机具设备上的差距。

4.应加紧进行我国城市桥梁有关规范的编写、修改和完善工作,特别是弯、坡、斜和异型城市桥梁结构的相关规范,使城市桥梁设计有章可循;并尽快编写出城市大跨径桥梁的设计施工规范、修订钢桥规范等,以满足设计和施工的需要。

5.加大轻质高性能、耐久材料的研究和推广力度,如水下不离析混凝土以及耐候钢钢板,将玻璃纤维和碳纤维增强材料从最初的加固补强材料向最终代替传统的钢材和混凝土的方向发展,积极推广铝合金钢材料在城市桥梁上的应用,以适应城市大跨径桥梁的建设需要。

6.大力推进城市桥梁工厂化预制阶段和整体化安装工艺的进程,加强城市桥梁营建管理技术的研究,搞好设计、施工、监理、工程控制和工程经济等方面协调,加强对工程质量的控制,确保城市桥梁的工程质量。

7.加强国内、国际城市桥梁的学术交流,总结正反两方面的经验教训,使我国的桥梁界同行能够以多种形式在一起交流和探讨大家共同关心的问题,以推动我国城市桥梁事业的进一步发展,促进我国桥梁建设的技术进步。

随着我国经济发展,材料、机械、设备工业相应发展,这为我国修建大跨径斜拉桥和悬索桥提供了有力保障。再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工,使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。我国幅员辽阔,经济发展水平参差不齐,经济上总体水平不高,公路桥梁发展还是要着眼于量大、面广的一般大、中桥,这类桥梁仍以预应力混凝土结构为主。首先要着重抓多样化、标准化,编制适用经济的标准图,提高施工水平和质量。然后再抓住跨越大江(河)、海湾的特大型桥梁建设,不断总结经验,既体现公路人的建桥水平,又要保证高标准、高质量建桥。

结束语:

我国的城市桥梁建设空前繁荣,展望我国公路建设的前景,桥梁新建、改建、加固的任务依然很重。只要坚持技术创新和可持续发展,总结经验,正视不足,认真解决桥梁建设中所存在的问题,我国的城市桥梁建设技术一定会展现更新、更高的水平。

参考文献:

[1]周红玲,田宇.对我国桥式种类及其设计问题的探讨[J].科技资讯,2005,(27).

桥梁工程发展史篇5

关键词:公路桥梁;存在问题;解决措施

中图分类号:te834文献标识码:a文章编号:1006-4117(2012)01-0339-01

随着社会的发展和时代的进步,进入二十一世纪以来,我国公路桥梁建设正在以惊人的速度迅猛发展,并且取得了显著的成就。如今,在我国的各省市自治区,无论是江、河、湖、海,还是高速公路、高原道路上,各种类型、形态、跨度的桥梁,以千姿百态的形式展示着我国公路桥梁建设的辉煌成就。桥梁建设的成就和技术的进步,是广大桥梁技术工作者才华、智慧和汗水的结晶,我国公路桥梁的建设能够充分的体现出我国综合国力在不断的增强。

一、桥梁在交通事业中的地位

从我国当前的整体形势来看,想要大力发展经济,就必须建立四通八达的现代化的交通网,大力发展交通运输事业。有效的发展交通运输行业,对于我国国民经济的整体发展、加强全国各个民族的大团结、促进全国各个地域文化交流和巩固我国边境防卫等方面,都起到了非常重要的作用。

桥梁作为各个城市连接的纽带,各个道路连接的主体,它是一个国家或者地区经济实力、生产力发展和科学技术的综合体现。桥梁往往代表着一个地区经济、历史、人文等等社会发展的标志性建筑,可以说是社会历史发展一座不朽的丰碑,在我国从古至今桥梁的建设,完全的体现出了当时社会的发展状态和经济情况,是我们认识历史、了解朝代的有效依据。桥梁在交通事业中起到了决定性的作用,桥梁的架设使人们得到了更加广阔的探寻空间,使人类发展、时代进步的重要体现。

二、我国公路桥梁的现存问题及解决措施

(一)施工方面存在的问题

对于我国公路桥梁在施工方面存在问题,主要表现在公路桥梁施工单位的领导及决策层,对桥梁建设的质量要求不高,没有达到更高层次的认识,并且没有相应的桥梁建设工程质量预案,工程在项目管理过程中较为混乱,在施工过程中经常性的违法国家相关的法律、法规和行业建筑程序、规范,同时公路桥梁建设的项目管理和监理机构形同虚设。特别是桥梁施工单位的领导层,对工程质量重视不够,甚至有的领导对施工质量几乎是不予重视,只重视工程能够获得多少利润和施工进度的快慢,从而导致桥梁施工过程中,经常存在不按照工程施工规范、设计要求进行施工的现象出现,为了得到更高的利益,在施工中偷工减料,为了加快施工进度,减少施工材料。同时,有的施工单位,在发现了施工质量问题后,存在应付了事的现象,并没有采取实质性的措施对问题进行有针对性的解决。

(二)设计创新存在的问题

对于我国公路桥梁在设计创新方面存在的问题,主要是在设计上缺乏创新,设计不能与实际相结合,从而导致了施工过程中出现不必要的浪费和不安全的问题。设计的灵魂就是创新,然而,在当前形势下,我国公路桥梁建设一直缺少一种对设计中采用新结构、新材料和新工艺的激励机制。

(三)工程质量及安全生产状况不容乐观

对于我国公路桥梁在工程质量及安全生产状况方面存在的问题,主要表现在公路桥梁建设过程中,往往出现一些已经解决过的质量问题再次出现,比如:个别桥梁梁板开裂、钢筋混凝土浇筑不实、路基路面压实程度不够、材料质量控制不严等等;在安全生产方面,尽管没有出现特大的安全生产事故,但是同样存在着不容忽视的问题,比如:制度措施不健全、安全生产投入不足、安全生产措施不到位、安全意识淡薄等等。

三、相对问题的解决措施

(一)施工方面解决措施

对于我国公路桥梁在施工方面的解决措施主要有以下几点:第一、公路桥梁施工单位的领导应该提高,并加强质量控制的意识,把质量控制作为整个工程的首要任务,施工单位的各级领导要充分的认识到建设一座经得住风吹雨打、长久屹立的好桥不是一件容易的事情,所以,必须要高度的重视,在施工过程中,要全程监督和管控,形成齐抓共管、真抓实干的工作局面。第二、对施工过程中的材料选择,一定要确保质量,各个参建单位要充分的做好原材料的质量控制,确保从源头做好工程质量监控。第三、对桥梁重要部位进行施工过程中,必须要对各个合同段安排专人进行负责,确保各项质量保证措施能够得到充分的落实。

(二)设计创新解决措施

对于我国公路桥梁在设计创新方面的解决措施,要始终把安全放在所有工作的首位,不断的完善对设计工作的要求,认真的总结工作经验,按照公路桥梁的全寿命周期进行工程设计,不能够为了追求廉价建设而忽略了安全系数。要建立设计质量责任制,高度重视设计质量,采取设计监理、量化目标、双院制、设计质量激励机制等措施,加强设计工作的管理。

(三)工程质量及安全生产状况解决措施

对于我国公路桥梁在工程质量及安全生产状况方面的解决措施,要高度的重视安全生产工作,在确保施工项目正常开展的前提下不能出现重大的安全生产责任事故,并且要确保不能因为工程施工而引起其它安全问题的发生,在施工过程中,一定要严格的进行安全管理,认真的执行安全生产的相关法律法规,严格的落实安全生产责任制,有效的保证公路桥梁建设的安全生产。

结束语:随着我国市场经济体制改革和国民经济的飞速发展,设备、机械、材料等工业相应进步,为我国公路桥梁的建设提供了强有力的保障,再加上对公路桥梁精心的设计和施工,使我国公路桥梁水平已经走在了世界的前列。通过本文的叙述,可以明显的看出,虽然我国公路桥梁取得了很大的进步,但是存在的问题依然不能忽视,需要各个行业共同努力来解决存在的问题,总结经验,为我国公路桥梁建设能够取得更大的进步而奋斗。

作者单位:大连力和公路工程有限公司

参考文献:

[1]王立平,魏现国,王立英.我国公路桥梁的现存问题及解决措施[J].价值工程,2011,(10).

[2]陈明宪.对我国公路桥梁建设创新的思考[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2006,(03).

[3]柳湘婧.公路桥梁建设中存在的问题及其解决对策探讨[J].科技致富向导,2011,(21).

桥梁工程发展史篇6

关键词:桥梁施工技术发展

1桥梁施工技术发展简史

1.1桥梁施工技术悠久的历史

我国在桥梁建造技术上有着悠久的历史和光辉的成就根据史料考证,在三千年前的周文王朝代,就有在渭河上架设浮桥和建造粗石桥的文字记载。隋、唐时期,是我国古代桥梁的兴盛年代,其间在桥梁型式、结构构造方面有着很多创新,可谓“精心构思,丰富多姿”。宋代之后,建桥数量大增,桥梁的跨越能力、造型和功能又有所提高,在桥梁施工方面充分表现了我国古代工匠的智慧和艺术水平,成为我国桥梁建造史上的宝贵财富。解放初期,我国的公路、城建部门在恢复、改造和新建公路与城市道路上改建和新建了数量可观的桥梁,使通车里程比解放前有了成倍的增长。但由于起重设备的限制,装配式桥仅在简支梁桥上使用,其他类型桥梁的施工仍多采用土牛胎、竹木支架、拱架现浇或砌筑施工。随着科学技术的进步,施工机具、设备和建筑材料的发展,桥梁施工技术得到了不断地改进、提高。

1.2现代桥梁施工技术的发展促进了桥梁结构的迅猛发展

从武汉长江大桥到南京长江大桥,在桥梁工程技术发展上是一个大进步。在南京长江大桥桥梁施工中,通过试验研究并设计制造了一系列关键性的施工机具设备,创造了一些新的施工工艺,如管桩下沉、钻孔洗壁、循环压浆、悬拼调整、高强螺栓安装等,保证了工程按质量要求完成。60年代中期,悬臂施工的方法从钢桥施工引入到预应力混凝土桥施工以后,摆脱了建造预应力混凝土梁桥只能采用预制装配和在支架上现浇施工的单一局面,促进了预应力混凝土桥梁结构的发展,相继有预应力混凝土t型刚构桥、连续梁桥、斜拉桥等结构如雨后春笋般地在全国各地出现,从而使预应力混凝土桥成为我国桥梁工程的主要类型。桥梁的其他施工方法,如转体法、顶推法、逐孔施工法、横移及浮运法等都在70年代中得到应用。90年代以来,我国的交通事业和桥梁建设出现了一个全新的时期,突出体现在高速公路建设和国道系统的畅通以及桥梁技术、桥型、跨越能力和施工管理水平的升华。

2桥梁施工技术

2.1体外索加固法

体外预应力是一种有效的桥梁加固法,简单易行,不影响行车,受力途径明确,能显著提高结构承载力和抗裂度,有效改善结构的应力状态。为了满足加固后旧桥承载力的需要,体外索一般采用折线形,同时满足梁正截面抗弯强度和抗剪强度的要求。体外索材料一般由无粘结钢绞线、粗钢筋与槽钢组合而成。体外索加固桥梁受弯构件时,可按偏心构件验算梁的承载力,按无粘结部分预应力混凝土结构,认为截面受弯破坏时,梁内的非预应力钢筋达到屈服,而预应力钢筋达不到极限强度,验算使用阶段的应力及结构的变形;按加劲梁组合结构分别对其受力和使用性能进行分析。在正使用极限状态的各项指标计算时,按整体变形协调条件计算在外载作用下预应力筋的应力增量。

体外预应力加固法,加固后能达到荷载标准,加固效果是非常显著。体外索加固法有效改善了主梁在正常使用阶段的工作性能,裂缝宽度变窄,挠度明显减小,增强了结构的耐久性。体外索加固法是在使用过程中,具有加固、卸载及减小结构内力的作用,值得推广应用。

2.2真空压浆技术

传统的压浆法灌浆,是在0.5mpa~1.0mpa的压力下,将水灰比0.4~0.45的稀水泥浆压入孔道,这种做法容易发生水泥浆离析、析水、干硬后收缩,产生孔隙,留下隐患。为此有必要将传统压浆工艺进行改进,将真空辅助压浆工艺等技术应用于预应力施工中,使灌浆工艺更加完善合理。由于孔道内只有极少的空气,很难形成气泡;同时由于孔道与压浆机之间的正负压力差,大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。减少了水灰比,选用专用的添加剂,提高了水泥浆的流动度,减小了水泥浆的收缩,从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。

普通压力压浆一般是在孔道的压浆端对水泥浆施加0.5mpa~0.7mpa的压力,缓慢均匀地向孔道内压入浆体,直至浆体在孔道高点处的排气孔流出,而作为孔道压浆施工的一项新的技术,真空辅助压浆的基本原理是:在传统压浆工艺基础上,将孔道系统密封,在孔道的一端采用真空泵对孔道进行真空处理,使之产生0.08mpa~0.1mpa左右的真空度,然后用压浆泵以≤0.7mpa左右的正压力将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端压入,水泥浆从真空端流出,且稠度与压浆端基本相同,再经过特定的排浆、保压,以确保孔道内水泥浆体饱满,以提高预应力孔道压浆的饱满度和密实度。采用真空灌浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全性和耐久性的有效措施。

真空压浆与常规压浆相比,具有以下的优点:真空的形成能够较好地导引管道内浆液顺利通过管道,解决了常规压浆泵因压力不足等达不到理想注浆效果的问题;保证了预应力管道内水泥浆液的饱满度和密实度;工艺及浆体的优化,消除裂缝的产生,使灌浆饱满性及强度得到保证;真空灌浆是一个连续且迅速的过程,节约压浆时间,缩短工作周期;增强了固结水泥浆在孔道内的粘结力。

3几项桥梁施工技术介绍

3.1预应力混凝土工程

《规范》12.6.6预应力筋编束规定,预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时,同束内应采用强度相等的预应力钢材。编束时,应逐根理顺,防止互相缠绕。钢筋的冷拉工艺采用控制应力或控制冷拉率的方法。从受力分析来考虑,编束时,梳理顺直,可防止钢丝或钢绞线在穿孔、张拉时由于互相缠绕紊乱而导致的受力不均匀现象。当受力不均匀时,将使有的钢丝达不到张拉控制应力,而有的则可能被拉断,造成预应力损失。《规范》l2.10.3后张法张拉第2条规定,预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时可采取分批、分阶段对称张拉。主要从受力角度要求后张法多根(束)预应力筋张拉时,应使张拉的合力作用线处的构件核心截面以内,防止构件截面产生过大的偏心受压和边缘拉力。对称张拉可避免或减少偏心力矩,宜分批、分阶段对称地进行。

另外,按控制应力先张拉的预应力筋会因后批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩而引起应力损失。综合考虑张拉力的影响,可减少预应力损失。预应力工程施工关键是如何正确地建立起设计要求的预应力(即结构的内应力),而其最大的影响因素就是应力松弛带来的危害。为保证施工质量,预应力张拉必须严格按照程序规定执行且张拉后立即做好灌浆的准备,这些对控制应力损失的减少都非常关键。张拉过程中不仅要控制好应力值,而且要随时抽查预应力筋的增长值,同时要按照对称、均匀的方法进行张拉,张拉完并封锚以后,即可开始灌浆的工作,灌浆不仅减少应力的损失,而且封闭孔道,减少预应力筋的损失,并且使其与结构共同作用,提高结构的抗裂性。

3.2临时支座的预制

在桥梁施工中,临时支座大多数采用预制的长方体混凝土块,在相应位置对称放置两块,待湿接头混凝土达到强度后,再凿除,这样施工由于预制的混凝土块薄厚不均,摆放位置错动,以及梁板本身制作尺寸的误差,容易把临时支座压坏、压碎、挤动,影响梁板的标高或造成梁板位置偏离。有些临时支座由于梁板的拖动,紧靠在台帽里侧不易凿除,即使凿除后也不易清扫,给施工带来不必要的麻烦。临时支座的作用是减小和防止支架产生有害于施工的沉降。是否需要给支架设临时支座,一要看支架落地处是否坚实;二要看支架的荷载是否大;三要看施工的周期是否长。一般,雨天之后要检查支架、支座变形。这一点,常被经验缺乏者忽视。

4结语

在桥梁建设中,我们应该根据实际情况来选择适宜的施工方法和技术。现代桥梁建设的施工技术发展突飞猛进,不断地涌现出了先进的技术、设备和高科技材料。当然在建设的过程中,我们仍会遇到各种新问题,这就需要我们不断探求新方法、新技术。

参考文献

[1]张运志分析公路桥染施工的技术[J].广东科技,2009.6;

[2]王莉萍有关桥染工程真空压浆技术的施工探讨[J].魅力中国.2009;

桥梁工程发展史篇7

关键词:预应力;桥梁工程

中图分类号:tU5文献标识码:B

文章编号:1009-0118(2012)09-0268-01

一、前言

预应力混凝土是在第二次世界大战后西欧迫切要求恢复战争创伤而迅速发展起来的。半个世纪以来,从理论、材料、工艺到土建工程的各种应用,都取得了极其巨大的发展与成就。我国预应力混凝土的起步比西欧大约晚10年,但由于大规模建设的需要,不仅发展快,而且应用数量极为庞大。可以说预应力钢筋混凝土的应用为我国基本建设作出了巨大贡献,又为国家节约了大量钢、木材料。特别是近来二三十年来,我国预应力混凝土桥梁发展很快,无论在桥型,跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。本文主要从预应力混凝土在桥梁的应用历史回顾其发展,从其在桥梁工程的应用展望其未来。

二、桥梁结构中的预应力混凝土发展历史

1955年,铁路部门研制成功我国第一片跨度12米的预应力混凝土铁路桥梁,1956年建成28孔24米跨的新沂河大桥,从而开始了预应力混凝土技术在我国铁路上应用的篇章。四十多年来,经过铁路系统工程技术人员的辛勤努力,预应力砼技术不断扩大,技术水平不断提高,制造架设跨度32米以下桥梁三万多孔,桥梁跨度不断突破,大跨径桥梁不断涌现,其中有代表性的工程有主跨为168米的攀枝花金沙江铁路连续钢构桥,顶推法施工的跨度80米连续箱梁桥杭州钱塘江二桥,此外在南昆铁路线上新建了一大批各种类型的铁路桥梁,表明我国的铁路桥预应力砼技术已达到世界先进水平。

1957年,公路部门在北京周口店建造第一座预应力混凝土公路试验桥,为单跨20米简支t梁桥。1959年在兰州建成七里河黄河桥,为7孔主跨37.5米悬臂梁桥。后又建成新城黄河桥,桥型为5孔33米t型简支梁和孔66米系杆拱桥,奠定了我国建造预应力混凝土桥的基础。随着我国交通运输的蓬勃发展,四十多年来,公路上建造了大量预应力混凝土桥,尤以大跨径桥梁居多数。如我国已建成主跨400以上海杨浦大桥(跨度602米)等斜拉桥七座,代表我国斜拉桥技术已进入世界领先水平;连续钢构桥继黄石大桥250米主跨后,虎门大桥达270米,主跨为世界之冠,上海杨浦大桥(跨度602米)等七座跨度400米以上的斜拉桥,代表我国斜拉桥技术已进入世界领先水平;连续钢构桥继黄石大桥250米主跨后,虎门大桥达270米主跨,为世界之冠;主跨168米的攀枝花金沙江桥和钱塘江二桥等铁路桥表明我国的铁路桥预应力砼技术已达到世界先进水平。

城市立交桥中的预应力砼技术主要是七十年代开始起步的,目前仅北京修建的立交桥就已达200座,其中最早的立交桥是1974年建成的复兴门桥,采用先简支后连续方法施工;层次最多最高的是天宁寺立交桥;规模最大的是首都机场高速路上的四元桥。

三、我国预应力混凝土发展过程中的主要成就

(一)预应力材料技术的突破

1、高强混凝土。高强混凝土是近年来混凝土材料发展的一个重要方向,所谓高性能:是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言,抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土,提高混凝土的强度是发展大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土,可以减小截面尺寸,减轻自重,因而可获得较大的经济效益,而且,高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国己制成C100的混凝土。从我国已建成的预应力混凝土桥梁来看,大多都采用C40-C50混凝土,进而采用减水剂等添加剂制备塑性混凝土,并发展了泵送混凝土工艺。

2、钢材。(1)冷拉钢筋技术;(2)冷拔钢丝技术;(3)中强预应力筋技术;(4)高强预应力钢丝、钢绞线技术。

(二)预应力混凝土工艺技术的突破

1、预应力砼张拉锚固技术的发展。

2、无粘结预应力砼成套技术。

3、斜拉索产品成套技术。

四、我国预应力技术发展发展前景

(一)在桥梁工程中预应力混凝土具有跨度大、自重轻、节约材料、节省建筑高度、改善能力的突出优点,并且可以大幅度降低工程造价,可以预见,21世纪预应力混凝土必将在建筑工程中扮演重要角色。

(二)桥梁结构领域预应力混凝土结构设计在整体布局,概念设计,方案对比,综合技术经济效益分析水平方面是一个整体,预应力设计既是一种结构手段,又是与施工方法结合形成一整套以节段式施工为主体的预应力施工工法或专利,主要有预应力悬臂分段施工技术、分段顶推施工技术、移动模架逐孔施工技术、块体节段拼装技术、大节段预制吊装技术等。这些施工技术与预应力技术是紧密相关的。现有桥梁的改造、加固技术亦是研究开发方向。实现可行性、耐久性和经济性的协调一致。

(三)预应力高强钢材、锚具和各类预应力混凝土专用机具质量的稳定性、耐用性和配套性以及预应力工艺水平将获得显著提高。

(四)后张预应力混凝土的质量,特别是耐久性将得到高度重视。无粘结预应力筋和有粘结预应力工艺的防腐蚀要求,构造细节和质量标准也将不断完善和提高。

(五)发展预制预应力构件,走预制与现浇相结合的道路是未来的发展方向。

桥梁工程发展史篇8

关键词:桥梁美学;景观设计;设计原则;实用价值

中图分类号:U422文献标识码:a文章编号:1009-2374 (2010)13-0147-02

桥梁是人类依据自身生活与社会发展的需要而兴建的一种公共建筑,以其实用性、社会性和艺术性而极大地影响着人类的生活。至本世纪,桥梁以“新型、大跨、轻质、灵敏和美观”的特点呈现在世人面前。可以说桥梁美学愈来愈受到重视,桥梁美学方面的处理已成为桥梁设计当中不可或缺的重要因素。桥梁建筑的美学表现不是形、色、质的单一呈现,而是三者在美学法则的指导下的相互作用,有机统一。桥梁景观设计是桥梁美学的具体实施,涉及桥梁自身和周围环境各方面的总体美学考虑。当前我国桥梁建设事业正处在一个高峰期,为实现桥梁美学价值与实用价值、社会价值的和谐统一,桥梁景观设计显得尤为重要。

一、桥梁景观与景观设计

桥梁景观首先作为“景观”的一个子集,能够给人自然和艺术的美感,并反映了人、景观实体和环境三者之间的关系。桥梁景观的内涵大致包括如下四个方面:

1.功能美。

2.形式美。

3.与环境相协调。

4.桥梁景观因历史事件、历史人物的介入或其表现出的人类自我价值的实现使桥梁横生出文化景观的韵味。

桥梁景观设计是以桥梁景观为对象,根据建设单位所指定的桥梁景观建设标准和要求、景区开发利用目标和要求、地区规划和环保规划等,结合桥型特点、交通特点、人文和周边环境特点,在桥梁结构设计方案的基础上,按照美学原则对桥梁进行的景观创造和景观资源开发。

二、桥梁景观设计的现状与问题

桥梁景观设计在我国有着悠久的历史,且越来越被重视。早在1400多年前,举世闻名的赵州桥(如图1所示)呈现在世人的面前,它特别注重与自然环境的协调,善于利用地形、地貌,效法自然,使桥与景融为一体、互相烘托、相得益彰,获得了“如初月出水,长虹饮涧”和“奇巧因护甲于天下”的美誉。在上世纪50年代,围绕武汉长江大桥(如图2所示)的景观建设就曾发动建筑师、艺术家与桥梁工程师为一体的设计专班对其桥型、桥塔、桥两侧观景台以及硬质景观元素如桥栏、灯具、雕塑等进行反复比较设计,直至今天武汉长江大桥还以其独特的景观、耐人寻味的细部、完整优美的桥姿成为武汉的一大景观与城市标志。

而在改革开放后的很长一段时间内,桥梁建设活动急剧增加,使桥梁景观设计跟不上社会发展的要求。尽管一些享有盛誉的桥梁美学专著面世及在很多大型城市桥梁中开始重视建筑艺术和灯饰夜景工程,也难使桥梁美学实践呈乐观态势。归纳起来,主要有以下几点:

1.尽管大跨桥梁和一些景观桥梁在美学上受到特别重视,但这多局限于感性层面,缺乏理性思考。

2.传统认为景观设计仅是对桥梁设计后的包装,使桥梁设计与景观设计相脱节即桥梁设计领域的“‘胖’结构、‘瘦’景观”现象,不仅使桥梁景观设计的研究偏于沉寂,且有关学科中的一些新方法也得不到结合。

3.行政力量对桥梁景观设计的干预作用太大,公众未发挥应有作用。

4.在景观受到强调的桥梁设计中,往往是主体结构标新立异而附属结构草草处理,桥梁各部分之间缺乏统一与协调。

5.违背桥梁设计原则进行桥梁景观设计,诱发质量硬伤。如将梁板结构的桥附加上悬索或拱,使桥梁形式与结构不符。

6.缺少实用的针对大多数工程设计人员的桥梁美学与景观设计方面的理论。

现代桥梁已不纯粹以满足实用功能为目的,其强烈的形体表现力对周围环境产生巨大影响。桥梁景观设计不仅要保持对功能、构造技术、材料机理等方面进行研究的传统,还应因时制宜,不断创新。此外,我国的路、桥设计和管理部门应完善机制,博览纵长,在设计过程中吸引更多的建筑师、地景师、环境艺术师介入,实现景观与技术、经济、功能的和谐和优化,从而提高景观本体的内在“素质”。

三、桥梁景观的设计原则

桥梁形态、风格迥异,环境多种多样,在桥梁景观设计过程中,必须因地制宜,充分考虑桥梁形态、材料、色彩和质感等多方面的因素,使桥梁与环境相协调,以达到“简洁明快、轻巧纤细、连续流畅”的效果。设计原则如下:

1.体现桥梁本身特性原则。桥梁景观最重要的是体现桥自身的特性,体现得越充分,则设计方案越成功。

2.保证桥梁使用功能要求原则。桥梁景观是在满足桥梁基本使用功能基础上视觉效果的升华,不能以影响桥梁的交通功能、通航功能和行车功能为代价来追求不切实际的景致,以免画蛇添足。

3.质量、安全至上原则。以桥梁受力为主体的艺术造型景观设计应不降低结构承载能力、结构刚度、结构稳定性和结构使用寿命。景观设计必须保证桥梁的质量和行车、通航安全。

4.以桥梁结构作为载体的景观建设项目。如夜景灯饰、涂装等不会影响工程质量和结构受力,不应受结构设计的限制,而应以充分发挥景观的美学效应为主旨。

5.环境保护和环境建设原则。桥梁景观应特别注重与自然环境的协调,使桥与景融为一体,相得益彰;同时维护周边环境生态平衡,减少或杜绝声、光、电对环境的不利影响。

6.尊重民风民俗并与文化背景相和谐的原则。桥梁景观设计也要考虑当地的民风、民俗,并与文化背景相和谐,从而体现出丰富的文化内涵,富于教育意义。

近年来,我国的桥梁建设事业快速发展,桥梁景观设计水平不断提高,并有了深入的探索,取得了瞩目的成就。如江苏润扬长江大桥(如图3所示),重庆朝天门长江大桥 (如图4所示)等均在继承中有了发展和创新,同时体现了桥梁结构和环境的和谐,增强了美感,成为桥梁结构设计和景观设计的典范。

四、结语

我国桥梁建设事业的持续高速发展对桥梁景观设计提出了更高的要求,究其实质则是物质文明的高度发展所引发的精神追求。新时代的桥梁景观设计需要以人为本,不断创新,拓展“绿色”桥梁设计理念,推动我国的桥梁设计走向世界。

参考文献

[1]王亚斌.景观桥梁结构造型设计与评价[D].合肥工业大学,2006.

[2]席绪荣.桥梁景观的内涵研究[J].中国水运,2007,7(6).

[3]周超民.桥梁景观设计探析[J].房材与应用,2006,185(34).

桥梁工程发展史篇9

关键字:连续刚构桥、力学行为分析、钢筋混凝土

一、前言

桥梁工程历来在交通事业中占有重要地位,桥梁不仅是一个具有特定功能的结构物,也是一座立体的造型艺术工程。随着我国公路交通运输事业的迅速发展,特别是改革开放以来高等级公路建设的迅速发展,我国城市桥梁日益增多。预应力连续钢构桥在近四十年间得到了较快发展,他既保持了连续无伸缩缝、行车平顺的特点,又有t型钢构桥不设支座、施工方便的优点,其中一个突出的特点是顺桥向墩的抗推刚度小,能有效地减小上部结构的内力,减小温度、混凝土收缩、徐变和地震的影响,同时在一定条件下具有用料省、施工简便、养护费用低等优点。因此,成为了目前各地广泛修建的桥型之一[1]。

随着国民经济及现代化交通事业的快速发展,大跨径预应力混凝土连续刚构桥顺应了桥梁建设的发展需要,在桥梁的不断发展和进步中,为了使桥梁更好的用于生产建设中,要解决的两个大问题是1、减少温度内力。2、防止船只碰撞[2]。此外,桥梁在施工过程中受到内外因素的影响,施工过程复杂难于控制,易发生安全事故;另外一方面,在运营过程中,桥梁结构受到外界环境的影响,使梁体出现裂缝和过大下挠。因此,为了保证桥梁在施工过程和运营过程中的安全,必须对桥梁结构变形及受力进行计算和监测,全面掌握桥梁的真实状态,保证桥梁正常使用。

二、项目历史

随着高速交通的迅速发展,要求行车平顺舒适,多伸缩缝的t型钢构桥也不能很好的满足要求,因此连续梁桥得到了迅速的发展。预示连续刚构桥应运而生,

连续钢构桥在体系上属于连续梁桥。连续梁桥是一种古老的结构体系,悬臂施工时,墩梁临时固结,合拢后梁墩处改设支座,转换体系而成连续梁。连续梁除两端外其他无伸缩缝,有利于行车,但需梁墩临时固结转换体系,同时需设大吨位盆式支座,费用高,养护工作量大[4]。但由于施工方法的限制,20世纪60年代以前的连续梁跨径都在100m以下,随着悬浇、悬拼施工方法的出现,产生了t型钢构,但由于这种结构对混凝土续编、收缩变形估计不足,又因温度等影响使结构在铰接处出现明显的折线变形,对行车不利,因此连续钢构桥便应运而生,20世纪60年代修建的联邦德国本道夫桥已初步体现出t型钢构与连续梁体系相结合的布置,而且t型钢构的粗大桥墩已被薄型柔性墩所代替,之后一些著名的桥梁也采用了类似的结构形式。这样便逐步形成了采用柔性薄墩、墩梁固结形式的连续钢构桥[6]。80年代后期广东省的洛溪大桥成为连续钢构桥在中国的先声,并在90年代得到迅速推广[7]。

三、研究现状

连续钢构体系跨径的增加,结构的轻巧、纤细,无疑会推动桥梁结构设计理论和施工技术的发展。随着桥梁跨径的增大,要通过牺牲截面材料来客服自重引起的弯矩。连续钢构桥的墩梁固结及高墩的柔度可适应结构由于预应力、混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移能够更好地满足特大跨径桥梁的受力要求,所以在桥性选择中有竞争力。但是在长期的设计实践中,由于结构分析的复杂,计算冗长,虽然设计者主管上希望结构设计尽可能优化,力图使结构轻巧、纤细、美观以达到经济适用的目的,但缺乏高速的计算工具来进行桥梁结构的分析,同时也缺乏系统的方法指导桥梁结构设计和改进结构设计,使得结构的优化主要依靠人们积累起来的经验,以进化的方式缓慢进行。这种设计过程必然带有主观性和盲目性,且工作量大,浪费时间,甚至导致方案的失误,所以在大跨径连续钢构桥设计中,对主要参数进行优化研究是必要的[2]。

近几十年来的桥梁结构逐步向轻巧、纤细方面发展,但桥的载重、跨长却不断增加。连续钢构桥的优点,使得其投资比同等跨径的斜拉桥、悬索桥要低,其高墩结构的投资业比一直以来最便宜的简支梁桥在同等条件下偏低或是相同。随着桥梁施工技术水平的提高,对混凝土收缩、徐变和温度变化等因素引起的附加内力研究的深入和问题的不断解决,大跨径预应力混凝土连续刚构桥已成为目前主要采用的桥梁结构体系之一。其发展趋势如下:1、跨径可进一步增大,珠海跨伶仃洋大桥已提出318m跨横门东航到的连续刚构方案。2、上部结构不断轻型化。3、取消边跨合拢段落地支架,既能带来一定的经济效益还可方便施工。4、上部结构连续长度增加,以适应高速行车的需要。综上分析,大跨度连续钢构桥在今后的桥梁设计建造中将会有更大的发展[2]。

四、项目特点及构造特点

尽管连续钢构桥在我国的应用起步较晚,但是在近一二十年却得到了较大发展,连续钢构桥的使用越来越广泛,它所具有的优点如下:1、墩无支座;2、施工体系转换方便;3、伸缩缝下,行车舒适;4、顺桥向康弯矩刚度和横桥向抗扭刚度大,受力性能好;5、顺桥向抗推钢塑小,对温度、收缩续编及地震影响有利。而其也具有一定的缺点,例如其上部结构连续长度有一定限制,长度再增加时应改为连续钢构与连续梁组合体系,以及其抗撞击能力较弱。但是连续钢构桥仍在发展和进步中,要进一步的提高其实用性和经济性,同时也为了保证桥梁在施工过程和运营过程中的安全,必须对桥梁结构变形及受力进行计算和监测,全面掌握桥梁的真实状态,保证桥梁正常使用[3]。

连续刚构桥在构造上分为主跨跨中连续、主跨跨中铰接以及钢构-连续组合梁桥三种类型。主跨跨中连续的连续刚构桥是目前连续刚构桥中应用最广泛的结构形式,其主要优点是1、把墩梁固结布置在大跨、高墩上,以利用高墩的柔性来适应结构由预应力、混凝土收缩徐变和温度变化所引起的位移。2、在两桥端的伸缩装置满足纵向位移的要求。3、可以减小大型桥梁支座的数量和养护上的麻烦。4、有利于悬臂施工,省去了复杂的体系转换。主跨跨中铰接的连续刚构桥在主跨跨中设置剪力铰,边跨采用连续梁,具有连续梁和铰接t型钢构桥的受力特点,同时,利用边跨连续梁的结构自重使t构做成不等长悬臂,从而加大主跨的跨径。钢构-连续组合梁桥是连续梁桥与连续刚构桥的组合,通常在一联连续梁的中部数孔采用墩梁固结的钢构,两边孔数孔则为设置支座的连续梁结构[4]。

五、参考文献

[1].范立础,桥梁工程,(第二版)人民交通出版社。

[2].叶见曙,结构设计原理,人民交通出版社,2011。

[3].绍旭东,程祥云,李立峰.桥梁设计与计算,人民交通出版社。

[4].周水兴,桥梁工程,重庆大学出版社,2011。

[5].《公路桥涵设计通用规范》(JtGD60-2004)。

[6].李廉锟,结构力学(上册),2010。

[7].铁道部大桥工程局桥梁科学研究院,《国外桥梁》[J]。

桥梁工程发展史篇10

改革开放以来,我国公路建设事业迅猛发展,尤其是高速公路建设,从无到有,现已建成8700km。作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展,跨越大江(河)、海峡(湾)的长大桥梁建设也相继修建,一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥,形式多样,工程质量不断提高,为公路运输提供了安全、舒适的服务。

随着经济的发展、综合国力增强,我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展。特别是电子计算技术的广泛应用,为广大工程技术人员提供了方便、快捷的计算分析手段。更重要的是我国的经济政策为公路事业发展提供多元化的筹资渠道,保证了建设资金来源。

一、我国现代公路的发展大体经历了如下二个阶段:

(1)、改革开放前公路基础设施的建设

旧中国的公路交通极为落后,1949年全国公路通车里程仅8.07万公里,公路密度仅o.8公里/百平方公里。建国初期,公路交通经历一段时期的恢复后开始获得长足发展,1952年公路里程达到12.67万公里。50年代中后期,为适应经济发展和开发边疆的需要,我国开始大规模建设通往边疆和山区的公路,相继修建了川藏公路、青藏公路,并在东南沿海、东北和西南地区修建国防公路,公路里程迅速增长,1959年达到50多万公里。

60年代,我国在继续大力兴建公路的同时,加强了公路技术改造,有路面道路里程及其高级、次高级路面比重显著提高。70年代中期我国开始对青藏公路进行技术改造,80年代全面完成,建成了世界上海拔最高的沥青路面公路。在1949—1978年的30年间,尽管国民经济发展道路曲折,但全国公路里程仍基本保持持续增长,到1978年底达到89万公里,平均每年增加约3万公里,公路密度达到9.3公里/百平方公里。

(2)、改革开放后公路基础设施的建设及成就

改革开放后,国民经济持续高速发展,公路运输需求强劲增长,公路基础设施建设开始发生了历史性转变,其主要表现在:公路建设得到中央和地方各级政府的重视,“要想富、先修路”,公路建设的重要性逐步为全社会所认识。在统一规划的基础上,开始了有计划的全国公路基础设施建设,80年代初和80年代末国家干线公路网和国道主干线系统规划先后制定并实施,使公路建设有了明确的总体目标和阶段目标。公路建设在继续扩大总体规模的同时,重点加强了质量水平的提高,高速公路及其他高等级公路的迅速发展。改变了我国公路事业的落后面貌。从统计数字看,到1999年,全国公路里程达到135万公里,公路密度达到14.1公里/百平方公里,为1978年的1.5倍。二级以上公路占全国公路总里程的比重由1979年的1.3%提高到1999年的12.5%,主要城市之间的公路交通条件显著改善,公路交通紧张状况初步缓解。同时,县、乡公路里程快速增长,质量也有很大提高,全国实现了100%的县、98%的乡和89%的行政村通公路。总体而言,一个干支衔接、布局合理、四通八达的全国公路网已初步形成。特别值得一提的是我国高速公路的建设。高速公路建设是改革开放后我国公路事业取得的突出成就。1988年,我国第一条高速公路沪嘉高速公路(18.5公里)建成通车。此后,又相继建成全长375公里的沈大高速公路和143公里的京津塘高速公路。进入90年代,在国道主干线总体规划指导下,我国高速公路建设步伐加快,每年建成的高速公路由几十公里上升到一千公里以上。到1999年底,全国高速公路通车里程已达1.16万公里。短短10年间,我国高速公路就走过了发达国家高速公路一般需要40年完成的发展历程。高速公路及其他高等级公路的建设,改善了我国公路的技术等级结构,改变了我国公路事业的落后面貌,同时也大大缩短了我国同发达国家之间的差距。

二、知识经济时代的桥梁之梦

本世纪末,一场新的革命悄然兴起。在十八世纪工业革命的二百年后,以信息为核心的知识产业革命将把人类带入知识经济的新时代。

知识经济时代实质上就是一个智能化和高效率的社会。现代通讯技术的发展使社会高度信息化,从而也使家庭生活、办公室工作、工厂企业生产、交通运输、工程建设、教育培训、医疗保健、国家管理等等活动都可利用可视通信网络和多媒体,“信息高速公路”实现智能化和自动化。人类的智慧和计算机网络的结合,使知识创新成为最有价值的产品,成为经济的主体和各行业的核心。

知识经济时代的桥梁工程将具有以下特征:

首先,在桥梁的规划和设计阶段,人们将运用高度发展的计算机辅助手段进行有效、快速的优化和仿真分析,虚拟现实(VirtualReality)技术的应用使业主可以十分逼真地事先看到桥梁建成后的外型、功能,模拟地震和台风袭击下的表现,对环境的影响和昼夜的景观等以便于决策。

其次,在桥梁的制造和架设阶段,人们将运用智能化的制造系统在工厂完成部件的加工,然后用全球定位系统(GpS)和遥控技术,在离工地千里以外的总部管理和控制桥梁的施工。

最后,在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。一旦有故障或损伤,健康诊断和专家系统将自动报告损伤部位和养护对策。

总之,知识经济时代的桥梁工程和其他行业一样,具有智能化、信息化和远距离自动控制的特征。受计算机软件管理的各种智能性建筑机器人将在总部控制人员的指挥下,完成野外条件下的水下和空中作业,精确按计划完成桥梁工程建设,这将是一幅二十一世纪桥梁工程的壮观景象。