淺談橋梁工程發展歷程及展望

張茜 吳昊 姜雪

摘要：隨著全球經濟一體化，交通網絡建設成為我們必須解決的課題。而橋梁建設作為其中重要的一環更是我們不可忽視的問題。橋梁工程在近幾百年間發展速度驚人，由最初的幾十米跨度發展到如今的幾百甚至是幾千米的跨度，材料也由最初的木材、石材發展到如今的鋼筋混凝土等。在此，我們簡要回顧了橋梁工程的發展歷程，闡述了橋梁工程發展的現狀并對橋梁發展做出了自己的預估。

關鍵詞：橋梁工程；發展歷程；發展展望

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（b）-0000-00

引言：

交通對于世界的意義不言而喻，橋梁在其中起著至關重要的作用。它可以拉近世界的距離，減緩解決城市的擁堵問題，帶動經濟的發展，同時也是國家經濟實力，科技實力的象征。因此，橋梁建設的多元化，經濟化以及安全性能成為我們的重要目標。隨著時代的發展，橋梁建設也日益現代化，無論是從設計、建設還是驗收、維護，科技的運用越發重要。因此，我們必須了解當代橋梁工程的發展。

1.橋梁的重要性

隨著全球經濟一體化的逐步實現，交通工程和工具的發展受到了來自各方面的壓力。建立全面、完善的交通網絡，大力發展交通事業成為了我們的當務之急。而橋梁建設作為交通建設中較為關鍵的一步，發揮了無可替代的作用。尤其是二十世紀中期以來，科學技術的發展以及人們生活水平的提高，敦促了橋梁的高水平建設。連接各城市的適合快速行駛的高速鐵路橋和高架橋，解決城市擁堵路況的城市高架橋和立交橋，跨越海峽、河流的跨海、跨河大橋等主要的交通建設除了方便我們的生活外，無一不對我們當代的橋梁技術形成了嚴峻的考驗。提高橋梁設計、建設技術，研究更為安全、方便的橋梁成為了交通建設者夜以繼日的工作。因為橋梁建設不僅是交通建設重要的一部分，在經濟建設飛速發展的時代，橋梁建設也常常作為一個國家建設技術甚至是科學技術、綜合國力的體現。

2.橋梁工程發展歷程

18世紀以前，橋梁以木材和石材作為主要材料，最有名的當屬中國的趙州橋（跨度37.02米，公元605年）?？茖W的設計、優秀的施工成就了百年屹立的美名。18世紀末19世紀初，隨著西方國家煉鐵技術的發展，使得鐵元素融入到橋梁建設中，其中以位于英格蘭中西部的世界首座鑄鐵橋（跨度30米，1779年）和法國巴黎塞納河上的亞歷山大三世鑄鐵拱橋（跨度107.5米，1899年）最為著名，以此為例，歐洲也真正的進入了工業社會。期間，中國也建設了大渡河鐵索橋（跨度100米，1803年）。19世紀中葉，隨著建筑鋼材和鋼絲的發明，人工建筑材料實現了飛躍，橋梁建設也實現了歷史的跨越。橋梁建設的主跨長度由百米飛躍到五百米左右。二十世紀初期，歐美國家的工業發展盛況空前，國家日趨發達，大跨懸索橋的建設此起彼伏。美國紐約華盛頓橋（跨度1607米，1931年）、舊金山金門大橋（跨度1280米，1937年），都顯示出了西方國家在橋梁建設領域的絕對實力。二戰后，德國、日本再度崛起。五十年代初期，復蘇的德國經濟使得德國的橋梁發展更上一層樓，斜拉橋結構展現出“星星之火，可以燎原”的趨勢。六十年代，日本、丹麥率先實施了跨海工程計劃。日本以關門橋為起點，建設具有東中西三條通道的本州—四國聯絡線工程；丹麥則以小海帶橋為起點，最終建成連接領土兩島的大海帶橋（1642米，1997年）。八十年代初期，我國改革開放的政策，使得綜合國力顯著增強，楊浦大橋、南浦大橋的成功建成重新確立了我國在橋梁界的世界地位。

3.橋梁工程發展現狀

如今，橋梁工程已作為一門獨立的學科被認可，成為了各大知名工科院校不可或缺的專業，拋棄了初期緊靠經驗和智慧創造的方式。并且不斷吸取相關科目的優秀經驗，不斷開拓新領域，完善橋梁工程建設系統。與此同時，關于橋梁施工質量控制和管理的相關學科也在不斷增加，例如橋梁抗風、抗震、橋梁CAD等等。而且，計算機技術的不斷更新也使橋梁結構三維線性分析成為可能。

對橋梁技術體現最明顯的還是橋梁工程規模和建設速度。我們以懸索橋和斜拉橋為例。僅在20世紀一個時代內，懸索橋的跨度便從威廉斯堡橋（跨度488米，1903年）到明石海峽大橋（跨度1991米，1998年），實現了4倍跨度的增長。在這里我們還應特別提到20世紀50年代就開始計劃的意大利墨西拿海峽橋。這個跨海工程前后經歷了40多年的準備工作，考慮了當地地震活動頻繁等多種地理因素，經多次修改方案，設計方最終確定了主跨3300米的單孔懸索橋方案。這將是世界跨海大橋工程的豐碑式建筑。斜拉橋則從斯特倫松德橋（跨度183米，1955年）發展到至今為止承重量最大的斜拉橋—厄勒松大橋（跨度490米，2000年），再到多多羅大橋（跨度890米，1998年），斜拉橋跨度增加近5倍。由此看見，橋梁工程在20世紀至21世紀初這段時間內發展迅速。

談到橋梁建設，就不得不提到橋梁設計，由于計算機等高科技的出現和發展，橋梁設計可使用的工具日益增多，至今已取代絕大部分的手工設計。橋梁設計也從最初簡單的浮橋、拱橋發展到如今的鋼橋、塔橋等，形式繁多，為國家建設、城市建設增添了一道美麗的風景，也為歷史發展增添了濃墨重彩的一筆。

4.橋梁工程發展展望

在20世紀，世界橋梁工程的發展取得了巨大的成就，大部分國家完成了本國橋梁建設任務，小部分國家實現了跨國、跨海橋梁建設。實現了全球交通網絡連通的初級目標，橋梁建設還有巨大的進步空間。21世紀，橋梁發展應以20世紀的成就作為基礎，在完善基礎的同時開拓創新。如上所述，橋梁工程已經發展成為一門獨立的學科，其主體框架基本構筑，但羽翼遠未豐滿?？梢灶A見，在橋梁建設未來的發展中，學科分支將逐步完善，且獨立發展直至成熟。例如在橋梁抗風領域，大跨度橋風致振動控制技術將成為研究的熱點，試驗將依托風洞，隨著計算機技術的迅猛發展，數值風洞技術將有望突破瓶頸。

說到計算機技術，我們不得不談論一下其在橋梁建設發展中的未來。隨著計算機技術的不斷發展，橋梁設計、評估、施工和管理將不斷使用計算機軟件。一來降低工作量，二來實現了對橋梁工程的立體化管理。從建立模型展示最初的設計到成型展示，再到施工管理控制以及最后的使用管理，計算機技術將近乎完美的展示橋梁建設的魅力。

至于橋梁本身的發展，我們可以看到，在20世紀，橋梁已經從最初的100米左右的跨度發展到現在的2000米左右的跨度。但是這還遠遠不夠，為了建設全球交通網絡，我們還需要不斷突破現有瓶頸，挑戰極限。加大跨度，豐富橋型將是橋梁工作者不變的課題。橋體輕型化、結構簡易化等問題也將隨著更大跨度橋梁的出現而解決。

總結：我國從古至今橋梁發展呈現良好事態，古人的偉大智慧以及國外的先進經驗都對我國橋梁建設起著推動作用，最重要的還是我國科研人員，工程師們的辛勤探索。雖然橋梁本身的發展略有不足，但我相信經過更深入的研究，我國橋梁工程會更上一層樓。

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