中外新建桥梁中技术创新比较

《中外新建桥梁中技术创新比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中外新建桥梁中技术创新比较（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 1(为为 2006 年重庆桥梁会议年重庆桥梁会议) 中外新建桥梁中的技术创新比较中外新建桥梁中的技术创新比较 同济大学同济大学 项海帆项海帆 一、 引一、 引 言言 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。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

2、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

3、命以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 米到米到 20 世纪末已逼近世纪末已逼近 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。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。 在在 20 世纪世纪 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

4、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

5、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 世纪世纪 60 年代由发达国家创造的。年代由发达国家创造的。 中国在中国在 20 世纪世纪 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年代初的改革开放也迎来了桥

6、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。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

7、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。 2二、 国外新建桥梁中的技术创新二、 国外新建桥梁中的技术创新 在在 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。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。 ? 1995 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。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

8、理和阻尼器等。 ? 1998 年，丹麦大海带桥西桥年，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。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。 ? 1998 年， 主跨年， 主跨 1991 米的日本明石海峡大桥首次采用米的日本明石海峡大桥首次采用 180M

9、P 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。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。 ? 1999 年，主跨年，主跨 890 米的日本多多罗斜拉桥采用平行钢丝、热挤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。米的日本多多罗斜拉桥采用平行钢丝、热挤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。 ? 20

10、00 年，丹麦和瑞典联合建设的长达年，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，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。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：世纪后国外又建造了几座具有创意的大桥，现分述如下： 1. 希腊希腊 Rion-Antirion 桥桥(2003) 该桥连

11、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，米， 2000 年重现期的地震最大峰加速度达年重现期的地震最大峰加速度达 1.2g， 且半岛以每年， 且半岛以每年 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。速度漂离大陆，因此抗震安全是设计最主要的控制因素。 图图 1 总图总图 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、墩底基座直径为 90m 的圆形桥墩放在由

12、的圆形桥墩放在由2m 直径深直径深 25-30m 钢管钢管3桩加固，上面铺以砂、卵石和碎石组成的桩加固，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”厚垫层，形成可相对滑动的“加筋土隔震基础”(Reinforced Soil Foundation)上，这是一种创新的基础形式上，这是一种创新的基础形式(图图 2)。 图图 2 隔震基础隔震基础 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的安全。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

13、能，其余四个阻尼器将起到缓冲的作用以保护桥塔的安全。 2. 法国法国 Millau 高架桥高架桥(2004) 该桥是法国南部通往西班牙马德里的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公路改线中跨越塔恩河谷的大桥(图图 3)。河谷深。河谷深 300 余米，线路要求余米，线路要求 2.5km 长的新桥将是一座在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坡道上的曲线桥。山谷中的最大阵风风速达 250km/h70m/s。 图图 3 总体图总体图 该桥采用多跨连续单索面斜拉桥，每跨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，共设七个

14、桥墩，其中 2#桥墩高达桥墩高达 245m，加上桥面以上高，加上桥面以上高 90m 的桥塔，总高达的桥塔，总高达 343m。为减少风荷载，桥面采用流线形带风嘴的断面，并设置。为减少风荷载，桥面采用流线形带风嘴的断面，并设置 3 米高的风障以改善桥面行车环境米高的风障以改善桥面行车环境(图图 4)。 图图 4 桥横断面图桥横断面图 4单索面的桥塔采用纵向单索面的桥塔采用纵向 A 字形，相应地，高桥墩在字形，相应地，高桥墩在 165m 以上也设丫形分叉，形成薄壁墩和塔柱相对接，这样既保证了塔顶的刚度，又减少了温度影响，同时也富有美感。塔的断面也经过美学处理。以上也设丫形分叉，形成薄壁墩和塔柱相对接

15、，这样既保证了塔顶的刚度，又减少了温度影响，同时也富有美感。塔的断面也经过美学处理。 桥梁施工采用桥梁施工采用 GPS 定位，用顶推法施工定位，用顶推法施工(图图 5)。桥面箱梁在岸边拼好后，将放倒的钢桥柱沿桥面移动，竖起后安装拉索形成斜拉桥体系再向前顶推。在两个桥墩之间设中间临时墩以减小悬臂长度。每节长。桥面箱梁在岸边拼好后，将放倒的钢桥柱沿桥面移动，竖起后安装拉索形成斜拉桥体系再向前顶推。在两个桥墩之间设中间临时墩以减小悬臂长度。每节长 171 米，用米，用 3-5 天时间就位。全桥天时间就位。全桥 逐节顶推完成后再调整斜拉索。这是一套全新的工法，需要精确的施工控制技术才能保证全长逐节顶推

16、完成后再调整斜拉索。这是一套全新的工法，需要精确的施工控制技术才能保证全长 2.5km 弯坡桥的正确成形。这也是第一座用顶推法施工的跨谷斜拉桥，由著名的法国埃菲尔集团公司承建。弯坡桥的正确成形。这也是第一座用顶推法施工的跨谷斜拉桥，由著名的法国埃菲尔集团公司承建。 图图 5 顶推施工图顶推施工图 3. 美国旧金山新海湾大桥美国旧金山新海湾大桥(2007) 原有的旧金山海湾大桥东桥在原有的旧金山海湾大桥东桥在 1989 年的黑山地震中损坏，市政府决定建造一座满足抗震要求的新桥。年的黑山地震中损坏，市政府决定建造一座满足抗震要求的新桥。 最初的方案是一座独塔斜拉桥和连续梁的协作体系，主跨最初的方案是一座独塔斜拉桥和连续梁的协作体系，主跨 275 米，边跨米，边跨 215米。采用独塔的造型，一方面是抗震的需要，由相近的两根米。采用独塔的造型，一方面是抗震的需要，由相近的两根 RC 塔柱和钢剪力键形组成独塔结构，比传统的门式塔具有更好的抗震性能。剪力键是强震时的牺牲构件，通过它的剪切屈服而吸收能量，并在震后可以方便地更换以恢复其承载性能。这是一种完全创新的“强柱弱梁”式抗