发展中的中国桥梁——张喜刚谈中国桥梁的现状与展望

中国是一个拥有悠久文明史的伟大国家，历史上建造了大量桥梁，为人们的交通出行发挥了重要作用，谱写了光辉的技术与文明篇章。至今已经1400多年的赵州桥就是古代中国桥梁最杰出的代表。

中国公路桥梁发展速度一览

中国桥梁的跨越式发展

近代中国的桥梁建设数量、技术和水平都迅速落后于世界发达国家。1937年建成的钱塘江大桥是第一座由中国工程师主持建设的近代大跨径桥梁，总体水平仍落后于世界发达国家。

建国以后，特别是改革开放以来，从技术引进到自主建设，我国桥梁发展速度逐渐加快，在经历了学习与追赶、跟踪与提高两个发展阶段后，目前正处于全面创新与突破阶段。三个阶段中，我国桥梁技术呈现出不同的特征：

第一个阶段：1981年至1990年的学习与追赶阶段：大跨径梁桥建设起步，以容许应力设计、支架施工为主，但机械化水平较低；

第二个阶段：1991年至2000年的跟踪与提高阶段：特大桥建设起步，极限状态理论应用，施工机械化水平大幅提高；

第三个阶段：2001年至2018年的创新与突破阶段：千米级缆索桥兴起、设计理论与国际接轨、工业化建造开始兴起。

特别是最近十年来，在国家经济快速发展推动下，中国桥梁以每年3万多座的速度递增，目前我国公路桥梁数量达83.25万座，全国桥梁总数达100万座，已成为世界第一桥梁大国，并且，建成了一大批世界级的重大桥梁。在世界排名前10位的各类型桥梁中，中国均占据半数以上。截至目前，世界上已建成跨度超400米的斜拉桥共有114座，中国占59座，其中世界主跨排名前十的斜拉桥中国占7座。建成了以苏通大桥、天兴洲大桥为代表的一批大跨径斜拉桥。世界上已建成跨度超400米的悬索桥共有110座，中国占34座，其中世界主跨排名前十的悬索桥中国占6座。建成了以西堠门大桥、泰州大桥为代表的一批大跨径悬索桥。世界上已建成主跨大于200米的预应力混凝土梁桥有64座，中国占38座，其中，世界主跨排名前十的梁桥中国占6座。建成了以石板坡大桥复线桥、北盘江大桥为代表的大跨径梁桥。随着我国经济的快速发展，公路网建设不断走向深入，桥梁建设也由内陆逐步走向外海。最近十多年以来，我国已成为跨海大桥建设的焦点，世界排名前10位的跨海大桥中，我国占7座，建成了杭州湾大桥、东海大桥等一批代表性工程。

中国桥梁取得的这些成就得到了国际同行的认可。十余年来，中国桥梁积极申请各项国际桥梁大奖，先后荣获了国际咨询工程师联合会、美国土木工程师学会、国际桥梁与结构工程协会、国际桥梁大会、英国结构工程师学会、国际路联等国际工程组织的各类奖项34项。国际奖项的获得，极大地鼓舞了中国桥梁界的信心，对中国桥梁的发展起到了重要的促进作用，表明中国桥梁已经跻身国际先进行列。

大跨径斜拉桥的世界前十名（中国7座）

大跨径悬索桥的世界前十名（中国6座）

近十年来中国桥梁发展的关键技术

近十年来，中国桥梁发展迅速，其关键技术主要体现在材料、勘察设计、施工建造和养管四个方面。

材料技术

我国在混凝土、钢材、缆索、复合及智能材料方面均实现了国产化，部分材料性能达到了国际先进水平。

在混凝土方面, C50、C60混凝土得到广泛应用，C80以上高强混凝土在局部部位开始使用, 纤维混凝土、轻质混凝土等也得到了研究与应用，同时，近年来越来越重视通过提高混凝土材料性能来改善结构性能；高强混凝土发展到了超高性能混凝土阶段，并具有更高的强度、耐久性、可施工性和韧性。

在钢材方面, 目前，我国已经开始应用屈服度在500兆帕至700兆帕之间的高强度桥梁用钢，最大钢板厚度也达到了100毫米，环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋及高性能耐候钢等也逐步得到应用。

拱桥的世界前十名（中国6座）

梁桥的世界前十名（中国6座）

在缆索材料方面, 1770兆帕钢丝、1860兆帕钢绞线已实现国产化并在工程中应用，2000兆帕钢丝也已研发成功并开展应用。

在复合材料方面, FRP等复合材料在桥梁修复、加固等方面得到了应用, 在缆索方面的应用研究也已开展。在智能材料方面, 记忆合金、压电材料、光导纤维、智能自修复混凝土等新型材料在桥梁监测检测和加固改造工程中已逐步开展研究和应用。

勘察设计技术

在勘察方面，地质解译、影像处理、无人机拍照抽模技术等现代空间信息技术得到广泛应用，大幅提升了我国桥梁勘察的信息化水平。

在设计方面，桥梁设计理论与方法不断得到了提升和完善，性能设计、全寿命设计、风险评估决策等方法得到应用。掌握了各类桥型的设计技术，结构体系与关键结构不断创新和发展，形成了以梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥四大桥型为主体，融合创新的现代桥型与结构体系。同时，塔、梁、索、拱肋、基础等关键结构型式也在不断创新。

防灾减灾理论方法、实验及控制技术体系初步形成，由单一灾害向多灾害方向发展。逐步提升了抗风、抗震、抗撞的理论研究与控制技术体系，发明创新了纳米阻尼器、三向减震支座、防船撞装置等系列防灾减灾设备设施，并开发了多灾害分析软件。

特别是近几年来，BIM技术快速得到开发应用，已经实现了碰撞检查、建模分析一体化和图纸输出。BIM+VR技术也实现了工程应用，便于进行方案优化选择。

施工建造技术

我国已经掌握了不同建设条件下各类桥型的施工与控制技术，山区斜拉桥、山区悬索桥、山区拱桥、山区梁桥、水域斜拉桥、水域悬索桥、水域拱桥、水域梁桥等关键技术得到攻克、发展，并建成了一批有代表性的桥梁。

以混凝土梁段自动化预制技术、钢箱梁板件单元全自动制造施工等技术为代表，我国桥梁建造的工业化技术快速发展，自动化水平不断提升。混凝土梁和钢箱梁均实现了自动化制造，大大提高了生产效率和质量稳定性。在构件安装方面，从上部结构到下部结构均实现了大型化的预制安装。在旧桥改造中，研发了大节段快速修复更换桥梁技术，最大限度地减少了对繁忙交通的干扰，比如北京三元桥在43小时内完成了改造，是我国桥梁旧桥改造快速修复更换的典型代表。

主要施工装备基本实现国产化，自动化水平和装备能力显著提升。施工装备序列不断完善，为外海、复杂山区桥梁建设奠定了基础。

养管技术

近十年来，我国桥梁管养技术进步明显，形成了以预防性养护为主、以纠正性养护为辅的两级养护理念。桥梁结构安全监测技术不断发展，已在数百个桥梁上建立了结构安全监测系统。检测设备逐步专业化、智能化，检测技术实现了从有损到无损的发展。防护技术实现了“从被动到主动”的转变，加固手段日趋多样。初步建立了基于信息化的桥梁资产管理养护决策支持系统，以及基于互联网的桥梁群远程监控和评估分析系统。

中国桥梁未来的发展

根据我国的交通规划，桥梁建设的需求仍然旺盛，从沿海联通、内陆延伸，走向外海、走进山区，建设条件更复杂，建设难度更大，这亟需我们突破建设技术。同时，中国已建成的桥梁总数已达100万座，随着时间的推移，养护需求越来越大，桥梁养护技术也亟需突破。如何实现“智能建造”“有效管养”“长效服役”是中国桥梁未来发展面临的三大挑战。

我们认为，传统桥梁工程与现代信息和智能技术的结合将会推动“第三代桥梁工程”的发展。

跨海长桥的世界前十名（中国7座）

发展“第三代桥梁”的核心是“智能桥梁”。它包含3个基本要素，即建养技术、信息技术和智能技术；并且具有三个基本特征，即工业化、信息化和智能化。

智能桥梁的发展需要技术、平台、机制三个方面的支撑。为此，我们已经提出了以智能桥梁为主题的“中国桥梁2025”科技计划，覆盖了桥梁建养全产业链，包括3个项目群，初步布局了约30个项目。目前，我们已经建立了一个国家级的桥梁建养科技创新平台——桥梁国家工程研究中心，配有多个实验室和先进的试验设备。同时，还考虑基于共享理念，通过整合创新资源，组建中国桥梁产业技术创新战略联盟，以支撑智能桥梁科技计划的实施。并且，计划通过三个阶段来推动“智能桥梁”科技计划，来显著提升桥梁的工业化、信息化和智能化水平。

中国桥梁工程师和中国桥梁建造企业，除了在国内建设了众多大桥，还积极走出去，负责设计建造了多座其他国家的桥梁，比如塞尔维亚泽蒙－博尔察大桥、马来西亚槟城二桥、马尔代夫跨海大桥、巴拿马运河三桥等，中国桥梁正在走向海外。

延伸阅读：三代桥梁发展

第一代桥梁工程：以木、石等天然材料为主，由人工建造。

第二代桥梁工程：以混凝土、钢等人工材料为主，由机械建造。

第三代桥梁工程：以智能、高性能材料为主，实现智能建养。

中国桥梁获得的各类国际大奖（2002年至今）