當前橋梁設計與施工新技術

袁遠

徐州市市政設計院有限公司

摘要：隨著我國社會的不斷進步、發展以及國民經濟水平的提高，我國的橋梁建設技術水平也有了很大的飛躍和提升，在此背景下，橋梁的新材料、新結構和新工藝等層出不窮。本文主要分析了我國當前橋梁設計與施工的新技術，為提高我國的橋梁建設質量和促進我國橋梁建設的發展提供良好的對策。

關鍵詞：橋梁建設；橋梁設計；施工新技術；質量控制

引言：自古以來，我國橋梁建設的規模都很大，而且發展速度十分迅速，例如我國著名的錢塘江大橋和武漢長江大橋等，錢塘江大橋位于浙江省杭州市西湖之南，六和塔附近的錢塘江上，是我國自行設計和建造的第一座雙層鐵路和公路兩用的橋梁，它橫貫錢塘南北，是連接滬杭甬和浙贛鐵路的交通要道；武漢長江大橋位于武漢市內，大橋橫跨于武昌蛇山和漢陽龜山之間，是我國在萬里長江上修建的第一座鐵路和公路兩用的橋梁。從基底至公路橋面，下層為雙線鐵路橋，兩列火車可同時對開。橋身為三聯連續橋梁，終年巨輪航行無阻。正橋的兩端建有具有民族風格的橋頭堡，從底層大廳至頂亭，有電動升降梯供人上下。附屬建筑和各種裝飾，均極協調精美，整座大橋異常雄偉。若從底層坐電動升降梯可直接上大橋公路橋面參觀，眺望四周，整個武漢三鎮連成一體，也打通了被長江隔斷的京漢、粵漢兩鐵路且連通了京廣線，“一橋飛架南北，天塹變通途”。我國的橋梁建設已經擁有了許多創新的專利，形成了我國橋梁設計和建設的優勢。然而，我們仍然需要探討橋梁設計和施工的新技術為橋梁建設的新技術提供質量對策。

一、我國橋梁建設的新成就

伊藤學先生（即國際橋梁協會的主席），曾經說過，關于世界橋梁的建設，70年代看歐美，90年代看日本，21世紀看中國。這是他參觀中國的部分橋梁工地之后的感嘆。由此可見，我國的橋梁建設技術和成就已經突飛猛進，在國際橋梁建設上已經有了一定的地位。目前，我國擁有許多震驚世界的橋梁，例如世界第一跨雙層桁架系桿拱橋重慶朝天門大橋、世界第一跨海長橋杭州灣大橋、世界第一跨徑石拱橋丹河大橋以及世界第一跨峽谷懸索橋矮寨大橋等，它們的設計技術和施工技術已經達到了國際橋梁建設的先進水平，標志著我國橋梁建設的進步和發展。

二、我國橋梁設計新技術的概述

我國橋梁建設的飛速發展取決于我國橋梁設計技術的不斷更新。隨著我國橋梁建設的進步和發展，橋梁的設計技術也趨于先進的技術水平，例如全壽命周期的設計理念、數字化和智能化技術的應用、橋梁設計的標準化和機載激光雷達或者 GPS 等勘測設計系統的運用等。

1、全壽命周期的設計理念

我國橋梁設計全壽命的設計理念能夠使其在全壽命周期之內，以相對最好的設計和相對最低的建設成本來達到最好的建設效果和最大的經濟效益，是我國社會基礎建設達到最大總體效益的最終目標。橋梁的建設成本主要有橋梁建設的規劃、設計、施工、管養、運營、拆除和回收再利用等方面。關于橋梁建設的設計，不僅要考慮其可靠度和已完成橋梁的固有作用，還要盡可能地減少橋梁建設投入的總成本，例如橋梁建設時所投入的成本，橋梁建設從設計、施工到建成以及之后報廢拆除等所有的成本。全壽命周期的設計理念在我國的一些橋梁建設中已經得到了充分地應用，推動了我國橋梁建設的進步和發展。

2、數字化和智能化技術的應用

數字化和智能化技術已經充分地應用在我國的橋梁設計過程中，在橋梁設計時，運用計算機技術手段來輔助，進行有效、快速的橋梁設計優化與仿真分析；應用虛擬與現實相結合的技術，能夠使人們提前看到橋梁建成以后的外形，而且十分逼真，此外，還能看模擬橋梁在受到地震及臺風襲擊情況下的表現，以及對環境造成的影響和晝夜景觀等，以達到更好決策的目的。

3、我國橋梁設計的標準化

現如今，我國已經開發出了新的橋梁設計繪圖系統，例如“橋易彎斜變寬箱梁設計繪圖CAD 系統”、“橋易橋梁下部結構計算分析 CAE 系統”和“橋易大跨度變截面箱梁設計繪圖 CAD 系統”等，不僅將其運用到了橋梁的建設過程當中，還開發和運用了橋梁建設涉及的通用圖等，實現了我國橋梁設計的標準化目標。

4、機載激光雷達或者 GPS 等勘測設計系統的運用

機載激光雷達技術是綜合利用激光、GPS、慣性導航系統的一種數據采集技術，與傳統的航空攝影測量技術相比，它有很多優勢，例如它的自動化程度相對比較高、生產周期比較短、受天氣的影響比較小和精度比較高等。這一新技術的設計系統在三維空間的信息獲取方面等取得了重大的突破，是獲取高時空分辨率的地球空間信息的一種新的技術手段。對于海量高精度、高密度地形數據庫的建立和公路 CAD 系統密切集成都起到了重要的作用。

三、我國橋梁施工的新技術

我國橋梁施工的新技術主要有機械設備的大型化、資源配置的多元化、施工工藝的標準化和項目管理的精細化等，可以主要概括為大型化、標準化、工廠化、裝配化和智能化等幾個方面。

1、機械設備的大型化

隨著我國各大橋梁的規劃和興建，未來的橋梁建筑的施工需要大量的大型化機械設備，主要運用在橋梁主梁的吊裝和運輸，特別是針對跨海或者是跨江等特大橋梁的建設，它們對大型化機械設備的要求更高、也更專業。跨海或者跨江大橋施工所專用的大型機械設備都是根據所建筑橋梁的施工工藝來專門設計和制造的定制型機械設備，例如海上運架梁起重設備、深水打樁機和大口徑專用鉆機等，而且這些都是非標準的產品。此外，我國橋梁建設的工廠化也是其大型化的體現之一，它主要體現在預應力混凝土橋梁的預制安裝和施工等方面，預應力混凝土橋梁預制安裝的工藝流程為是由預制場的預制到小節段的分段安裝和小節段的整體安裝，最后是大節段的整體安裝。

2、資源配置的多元化

我國橋梁建設資源配置的多元化主要體現在先導索過江的施工方式，其施工方法主要有水面牽引法、水底鋪設計法、直升飛機牽引法、飛艇牽引法和火箭拋送法等。

3、施工工藝的標準化

施工工藝的標準化主要是指主塔自升式模板支架系統的標準化，以及現澆梁施工流程的標準化，預應力混凝土橋梁現澆施工的流程主要是先進行支架現澆，再進行移動模架整跨現澆，最后則是掛籃分段現澆。

4、項目管理的精細化

項目管理的精細化主要體現在鋼箱梁安裝的精細化，鋼箱梁安裝的工藝流程主要是先進行工廠的加工制造以及現場的精確測量長度的調整，再進行現場的定位焊接，最后進行橋梁橋面吊機的施工技術安裝。

四、我國橋梁設計和施工技術的發展趨勢

我國橋梁設計和施工的過程以實現有章可循、有法可依、有人監督、有人負責這四個原則為目標。未來，我國橋梁設計和施工等建設將由內陸向沿海發展，由平原向峻嶺發展，將向深水、軟基、強風和波浪等越來越高的通航標準發展，這發展趨勢需要依靠新的設計技術和施工技術以及系統集成，當然科技發展是最主要的推動力，所以我國橋梁設計和施工技術的分析和研究工作十分重要。

結束語：國家的橋梁建設是展示一個國家綜合國力的關鍵。我國橋梁事業的不斷壯大和發展，體現了我國不斷提高的橋梁建造能力以及不斷更新的橋梁設計和施工技術水平。在大型橋梁的建筑設計和施工過程中，我國得橋梁設計和施工技術有了很大的提升。因此，分析我國當前橋梁設計與施工的新技術至關重要，對我國橋梁建設事業的發展和設計與施工技術水平的提高有著十分深遠的現實意義。

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