对我国桥梁技术发展战略的思考

发布时间:2015-05-22 10:40:31 来源:柏嘉集团

经过改革开放30多年的发展,我国公路桥梁建设取得了举世瞩目的成就。从发展历程看,我国公路桥梁建设经历了从平原区向山岭重丘区、从一般江河湖泊到大江大河再向海湾及联岛工程建设的发展历程;桥梁结构从常规的以梁桥和拱桥为主,向大跨径斜拉桥、悬索桥、高墩、不对称结构、弯桥发展,再向离岸深海长联桥大型上下部预制结构、大型复合基础以及超大跨径结构发展。总体上,我国公路桥梁建设走过了一条自力更生、以我为主到技术引进、消化吸收再到注重原始创新、集成创新的技术发展道路,已逐步实现从最基本的注重强度、刚度、稳定性的设计方法向注重全寿命周期成本及环保、景观、品质、耐久的现代设计理念转变。

尽管我国在桥梁建设核心技术、桥型与结构体系、材料性能和装备水平、桥梁监测与评估技术、标准规范等方面都取得了长足进步,获得了一大批自主创新成果,但也要清醒地认识到,与桥梁强国相比,还存在以下主要技术差距:

(一)在大跨径桥梁设计方面:技术储备不够,如主跨3000米级悬索桥及1500米级斜拉桥等结构体系与关键结构问题有待解决;高性能材料方面的研究与应用滞后;与超大跨径相匹配的支座、伸缩和阻尼等装置、设备研究开发不足,与国外先进产品有差距。

(二)在设计规范和设计理论方面:结构全寿命周期设计理论、混凝土耐久性设计方法及钢结构疲劳荷载验算等基础性研究不够,技术储备不足;对传统材料的组合结构研究、新型材料组合结构的探索和积累有明显差距;主要设计规范中原始创新内容与建设规模不相匹配。

(三)在桥梁施工方面:深海基础、抗震基础和装配式基础工厂预制化、整体化、大型化,以及现场施工大型、先进机械成套装备水平还有差距;钢构件下料、焊接、机加工等各工序的精度控制系统,混凝土构件模板以及相应的控制系统精度还不够高;中小跨径桥梁结构体系也需要改进。

(四)在旧桥检测、评估和维修加固方面:检测设备的自主创新、评估理论的基础性研究、加固机具的标准化和专业化,以及应急抢修装备的轻型化、小型化、系列化等方面差距明显。

(五)在桥梁养护管理方面:对大型桥梁、非常规结构桥梁的监管养护经验不足,专业机构和从业技术人员相对较少,技术手段和水平亦相对滞后。

上述五方面的差距,并不足以完全概括我国桥梁建设发展存在的全部问题,但都至少是较为基础和突出的问题。以问题为导向,才能更好地把握方向和目标,研究确立未来一个时期我国公路桥梁技术发展方向,尽快迈进世界桥梁强国的行列。

1.面对公路桥梁设计理念的提升和桥梁精细化设计的需求,需要完善公路桥梁抗风、抗震等减灾防灾设计方法,建立健全公路桥梁全寿命周期设计理论与相关规范,研发基于BIM(建筑信息模型)技术的桥梁设计系统,以推动我国公路桥梁设计技术的升级换代。

2.面对交通运输发展和长大桥梁建设的需求,需要解决长大桥梁适宜交通荷载、综合交通运输体系下的组合交通荷载,基于全寿命周期设计的耐久性作用、疲劳荷载等关键技术问题,以促进我国桥梁设计水平和可靠性的提升。

3.面对琼州海峡、渤海湾和西部山区大峡谷等超长、超大跨越建设需求,需要研发轻质、超高强的工程材料和水深超过70米的基础施工技术,以提高桥梁的跨越能力、支撑超大跨结构体系的创新。

4.随着综合交通运输体系的建立完善,以及城市群、城乡交通一体化的发展,需要研发多层承载结构桥梁,实现桥位资源和土地的集约化利用,以解决满足公路、市政道路、轨道交通与铁路共建的一桥多用问题。

5.面对我国中小跨径桥梁通病根治和服役可靠性提升的现实需求,改进创新现有中小跨径桥梁结构体系,提升整体化性能,发展钢结构、钢混结构和无缝桥梁,以推动我国中小型桥梁建设向工厂化、标准化以及结构耐久性方向提高。

6.面对公路桥梁标准化建设、工厂化制造和便捷化施工的需求,结合根治混凝土桥梁痼疾病害的需要,大力发展钢—混凝土组(混)合结构桥梁,以推动我国公路桥梁制造业的形成与发展,促进我国公路桥梁建设向资源节约、环境友好转型发展。

此外,还要强化设计与施工精细化,提高桥梁建设的工程品质;要加大新结构、新材料、新工艺和新装备的研发与应用力度,为跨江跨海重大工程建设项目的建设提供技术支撑;要提升桥梁养护管理技术和水平,在开展桥梁常规检查、评价、维修与养护工作的同时,尤其要注重对特大型桥梁的安全运营与监测,确保重要桥梁的运营状况实时可控。