我国桥梁施工技术的研究现状与未来发展

冯栋伟

(广西长长路桥建设有限公司，广西 南宁 530003)

桥梁工程是交通系统中的主要枢纽，对于交通的发展具有重要作用，同时，作为国家经济建设与社会进步的重要基础设施，桥梁工程的优劣也在某种程度上体现了一个地区的科技发展状况、经济实力以及生产力水平。经过30多年改革开放的历史进程，我国桥梁工程技术力量及建造水平都已经取得骄人的成绩，位居世界前列，截至2016年底，我国城市桥梁已近百万座，这些令人瞩目的数字背后有强大的、先进的桥梁施工技术作为基础支撑。

1 桥梁施工技术成就

1.1 桥梁设计水平逐步提高

近年来，我国在桥梁设计中对桥梁概念设计的重视程度越来越高，在这种理念的驱使下，一大批安全、实用、经济、耐久的桥梁层出不穷，例如南京的长江三桥以及昆山的玉峰大桥等，在满足日常交通需求的同时也在视觉上给予人们艺术上的享受。随着桥梁勘测技术手段的不断进步，GPS以及桥梁CAD集成系统的广泛推广，使设计和开发人员的工作强度显著降低，勘测的准确性已达到国际标准。而对于桥梁概念的设计以及桥梁结构的分析与优化方面来说，我国当前桥梁设计的综合理论在摸索中不断发展和完善，概念设计思路不断创新，结构化分析从以往的线性平面分析转到非线性空间分析，可实现桥梁的施工和所有运营过程的实时、动态可视化[1]。

1.2 桥梁施工技术飞速发展

连续大跨径桥梁的不断涌现证明了我国在该领域的施工技术逐渐走向成熟，以具有我国自主知识产权的苏通大桥为例，连续大跨径施工技术在其中得以充分体现。此外，其他桥型成套技术的成功应用也在个别桥梁的施工中得以创新。对于城市中桥梁的安装技术而言，在进行充分地论证之后，目前较为广泛应用的是能尽量避免影响城市交通的措施，并缩短现场的施工周期，在如此高要求的情况下，我国城市中桥梁的安装技术得以迅猛发展，节段施工法和移动模架施工法已成为了当前城市桥梁极具代表性的成套安装技术[2]。

1.3 抗震减灾措施不断完善

在我国近十年的桥梁技术发展中，侧重点更倾向于对桥梁抗震减灾措施的研究和探索，取得了很大的进展，这源于近些年在国内外发生的一系列地质灾害，如地震、泥石流等。主要体现在以下几部分：连续大跨径桥梁抗震理论设计规范、高架桥抗震设计理论、桥梁抗震规范修订以及桥梁抗震试验能力等。与此同时还包括桥梁的抗风设计，风振控制成果显著，可实现三维桥梁全角度仿真模拟，非线性静稳理论的研究也有突破性的进展，此外，还开展了风振概率性评估以及可靠性方面的探索，包括桥梁断面颤振以及气动导纳的检测方法等[3]。

仔细回顾我国桥梁的发展历程，可以清楚地发现，我国桥梁事业呈现出“繁荣-衰退-复兴”的漫长而曲折的过程，值得一提的是，今天我们所取得的一系列举世瞩目的成就与我国老一辈桥梁科学家、学者以及全体桥梁工程人员的共同努力密不可分。

2 桥梁施工核心技术综述

2.1 桥梁耐久性结构设计

对于我国传统的桥梁设计理论而言，侧重点主要是桥体结构的安全性方面，而对于桥梁在使用过程中的管理、养护以及构件更换、拆除等一系列问题并没有更深层次的研究，且在资本运营方面，仅对施工前的建设成本进行管控，而忽略了桥梁全寿命期间的全部成本，因此，建立长久的全寿命管控理念势在必行。对于这方面的相应标准和规范来说，应充分考虑到桥梁在设计和建造期间的整体使用要求，尤其是超大型桥梁工程，耗资巨大，需设法延长桥梁的设计和使用寿命，通常来说，对于1.5 km及以上跨距的桥梁应设计200年的使用寿命，这对钢材、混凝土的性能提出了更高的要求，尤其是在耐久性、耐腐蚀性等方面[4]。

2.2 超性能混凝土材料UHPC的应用

采用超性能、超强度的材料已经成为将来桥梁施工的大趋势，超性能的混凝土(UHPC)被公认为近年来独具创新的水泥基材料，融合了力学以及耐久性方面的卓越性能，而活性混凝土(RPC)则属于UHPC中的代表，最早在20世纪90年代的法国试验成功，相比于普通混凝土而言，其抗压能力已超过150 MPa，而且彻底筛除了粗骨料，其中的成分以最合适的比例进行堆积来达到最佳强度，同时保证了良好的韧性及耐久性，有专家预言，UHPC可能给桥梁施工技术的发展带来重大变革。

2.3 CFRP材料的应用

CFRP(筋锚固系统)的研究属CFRP材料在实际桥梁工程应用中的主要问题，现有的CFRP筋锚固主要以粘结式、夹片式以及复合式锚具为主。粘结式锚具最具代表性的特征便是以水泥砂浆为介质，可分为直筒粘结式等类型。通过对CFRP筋形状、锚固范围、粘结介质以及套筒内倾角等相关因素进行差异性组合，进而可得到各设计指标对锚固效果的影响程度，并对CFRP筋的轴向进行实测可发现，直筒粘结式的类型对增强锚固效果较为有利[5]。

3 桥梁工程建设的未来展望

3.1 超深水桥体建造技术

在跨海桥梁的施工过程中，首先需要考虑的问题是超深水桥体的建造技术，以希腊Rion-Antirion大桥为例，其基础水深在目前世界上已建桥梁中为最大，这是由于其采用了预制装配桥墩。琼州海峡以及台湾海峡平均水深都已超过80 m，所以对于水深为70～100 m的超深水范围，应设计并研发出一套有利于深水施工且较为经济、耐用的模式，此外，超大型的基础桥梁施工装备等设施也应配套完成。

3.2 创新施工和监测设备的开发

对于连续大跨径桥梁的施工而言，其非通航孔的上部以及下部的基础墩体常采用预制的结构，构件重量可达数万吨，只能通过大型装备进行整体吊装，为不断满足跨海大桥工程建设的需要，应进一步对机电一体化技术进行研究，建造超大型浮吊等桥梁施工设备。另一方面，也要突破已有的桥梁施工技术，不断开拓，勇于创新，加大施工监测设备的研发和投入力度，为桥梁施工过程保驾护航。

3.3 智能一体化控制设备的推广

桥梁施工过程中智能一体化控制设备的广泛应用可大大提高桥梁施工的工期，并可保证桥梁的施工质量，排除了因人为的误操作等因素带来的工期滞后和其他安全隐患。对于有超高标准要求的特大型桥梁工程而言，智能一体化控制设备也可通过对构件的筛选以及大量施工数据的挖掘来分析、制定出桥梁下一阶段的具体施工方案，可以说智能一体化控制设备在桥梁工程中的成功应用彻底改写了桥梁施工技术的历史[6]。

3.4 先进纳米施工材料的研究

加入先进纳米施工材料的混凝土可从微观层面改善混凝土的整体性能，此类纳米材料内部所产生的独特界面相可改善其局部的塑形能力，以此来增强材料强度以及弹性模量和阻尼性能。加入适量纤维材料的水泥基材料可更好地限制裂缝的宽度，提高混凝土抗弯的韧性，例如加入了甲基纤维素的混凝土，其阻尼特性大大提高，使传统的桥梁施工材料保持原有力学性能的同时又得到一些特殊的性能，这是材料科学领域发展的主要趋势。但需要注意的问题是，并非所有的桥梁施工材料都可以用上述的纳米材料来替代，这涉及到施工过程中桥梁各构件成分的兼容性问题，需在投入使用前做充分的论证。

4 结语

当代桥梁的施工技术已经逐步趋于国际化，桥梁施工技术的发展可谓日新月异，新装备的应用层出不穷，并与时下领先的网络通讯、大数据平台等技术相结合，因此，我们在秉承已有的且十分成熟的桥梁施工经验的同时，要与时俱进，及时吸收国外桥梁工程的先进理念，包括设计理念、施工理念以及管理理念来为我所用，通过不断地学习、应用、总结、实践，使我国桥梁的施工技术逐步走向世界。

[1]李金玲.道桥施工中的技术控制要点[J].黑龙江科学，2014(1)：80.

[2]刘奇斌.论道桥施工中常见的技术问题及解决对策[J].黑龙江科技信息，2012(32)：450.

[3]常庆喜.浅谈我国道桥建设的现状及对道桥发展的建议[J].科协论坛(下半月)，2007(10)：205.

[4]陈 林.浅谈我国道路桥梁施工技术的现状及发展趋势[J].中华民居(下旬刊)，2012(12)：310-311.

[5]李晓欢.浅谈我国道路桥梁施工技术的现状及发展趋势[J].黑龙江交通科技，2013(4)：91.

[6]李金玲.道桥施工中的技术控制要点[J].黑龙江科学，2014(1)：80.