第1篇：调研报告(桥梁方面)
土木10103班李赛
我们组在重点对竹山桥及沅水大桥进行调研后，发现常德市桥梁方面主要存在以下几个方面的问题：
一、桥梁的耐久性问题
在步行调查竹山桥及沅水大桥的过程中，我们发现，两座桥均是上世纪八十年代所建成不过短短二十几年的时间，这两座桥的损坏就非常之大两座桥梁的多处道路和围栏都有较大裂纹、损伤。尤其是两侧人行道和围栏部分，有多处钢筋半裸露或全裸露于空气中，甚至在人行道有一处地面可穿过其内部的钢筋看见桥下江水。可见，桥梁的耐久性问题确实值得我们深思。通过查询有关资料并进行讨论研究后，我们了解到桥梁耐久性差主要有两方面的影响：一是施工和管理水平低。我们在对竹山桥、沅水大桥这两座紧挨的桥的破损程度进行对比后发现，虽然沅水大桥的建成时间只比竹山桥晚两年，其桥梁各处道路及围栏的破损程度都比竹山桥要低得多。另外，在沅水大桥本身的不同路段也存在着类似的对比，在结合有关资料，我们不难认为，桥梁的耐久能力与施工时的质量有很大关联。施工期间，材料强度不足，施工艺不合格及钢筋保护层不足和构件开裂等这些偷工减料、以次充好的问题虽然短期内不会对桥梁的正常使用产生显著影响，但都会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害；二是设计理论和结构构造体系不够完善。联想到距今已1400多年却仍然保存完整的赵州桥，我们不由感慨：当代桥梁设计师在设计方面过分执著于满足规范对结构强度的安全度需要，而忽视了结构的耐久性及其他因素对桥梁安全度的影响，导致许多桥梁虽已满足结构强度的要求，却因耐久性出现问题，影响了结构安全性。所以本小组成员认为，设计师自身的专业素养也是影响桥梁耐久性的一个重要因素。我们真诚地希望，为了提高桥梁的耐久性能，在设计桥梁时能够从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性；在桥梁施工期间，有关部门能够加强监督管理，保证施工质量，为人们建造出更多耐用且安全的桥梁。
二、桥梁的共振现象
我们小组在对沅水大桥进行走访调研时，在桥的不同路段当车经过桥身时感受到了多次桥梁的共振，其中几次尤为剧烈。在沅水大桥上，我们观察到，桥上的车流量大，同时桥身全长1407.86米，因而桥梁整体所受的车辆荷载比较大，当天气恶劣时，桥所受的风荷载、雨荷载等其他荷载也一并增大，并且沅水大桥本身也存在桥梁多处出现及围栏钢筋裸露的安全隐患。当这些车辆经过与桥梁发生共振，若其强度超过了桥梁结构强度的最大极限时，发生像四川洪雅县柳记镇因行人摇晃产生共振使铁索桥断裂的悲剧完全有可能。因此，我们小组在此提出诚恳的建议：
一、希望有关部门能够定期组织专业人员对市内各座桥梁进行安全隐患的排查；
二、希望设计师在在桥梁的结构设计方面，从多方面考虑，尽量避免共振对桥梁造成大的影响；
三、考虑到共振所产生的力如未加以控制的话，可对桥梁带来毁灭性的后果，我们建议有关部门能够定期进行关于桥梁震动的检测，并为减轻共振效应，可在桥梁上设立减震器，干扰共振波，达到减小共振对桥梁影响的作用。
三、桥梁的维护和管理
由于桥梁在建成使用期间会因气候变化、腐蚀、氧化、老化等影响，导致其强度和各方面的性能有所降低。因此桥梁的后期维护管理是非常重要的，其主要目的在于保证大桥的安全与交通问题畅通。然而在我们小组调研的过程中，却发现了不少维护管理不到位的情况。首先，关于桥梁的维护问题，我们注意到，对于桥梁的道路裂纹，只有个别路段有过粗糙的补救措施，大多数仍是处于“搁置”状态，围栏处钢筋裸露的部位也只在非常严重的部位用铁丝杂乱地缠绕了几下。同时车辆路过时的颠簸问题和排水孔被灰土堵塞的问题也不容忽视；其次，对于桥梁的管理方面，我们观察到，在桥中间的休息平台旁，存在摩托车拉客的现象，并且自行车、电动车驶上人行道的现象也是常事，甚至出现逆向行驶。可见，桥梁管理不当和维护力度不够的问题确实不容小觑，因此，我们极力呼吁有关部门能够定期对营运期间的桥梁进行检测、管理、养护工作，并加大维护力度，增加桥梁的使用年限，提高桥梁的使用率。
第2篇：桥梁事故调研报告
河南栾川汤营大桥垮塌事故
伊河汤营大桥位于河南省栾川县潭头镇汤营村,大桥于1986年冬开工，该桥桥是空腹式石拱桥，全桥5孔，净跨40米，全长233．7米，全宽8米，净宽7米，两边各设安全带0.5米。桥面离河床落差为15米。该桥总投资79万元，1987年12月竣工通车。
2022年7月24日下午5时20分潭头镇汤营村伊河汤营大桥整体垮塌，桥上众多滞留人员不幸落入水中。这是一起非常重大的事故，这次事故确认死亡52人，失踪14人。事故的死亡人数在近年的国内外的桥梁事故也是数一数二的。
大桥是在暴雨与洪水中坍塌的，据悉伊河潭头段的正常情况下流量是每秒30立方米，发生事故时，洪水流量达到每秒3150立方米。
整座大桥全垮塌在河中，只剩下拱形桥基。桥两头的汉白玉栏杆仍存，柏油路面很新。桥基由石块垒砌而成，垮塌的桥面未见有钢筋。由于树木阻塞桥孔下泄水面，导致洪水对桥冲击很大，瞬间垮塌。
根据网上有限资料判断，该桥应该是空腹式石拱桥，5跨每跨跨径40m，悬连线拱轴线，矢跨比1/4～1/6，U型桥台，重力式桥墩，均为扩大基础。
从运营情况看，因为该桥已经竣工通行22年，非荷载或超重引发的本次垮塌，也就是说桥梁的正常情况下基本承重应该能满足现有交通通行能力，如桥梁出现裂缝，变形，管理部门应该会有断行或者限行措施。
本次的垮塌基本原因就应该是洪水造成的，由于不知道该桥的设计洪水频率和流量，大桥正常设计洪水频率应该是百年一遇，如果有数据就清楚设计流量和当时发生垮塌时候流量，设计和实际流量对比出现两种可能，一种是设计的频率年限流量小，实际发生垮塌时候超过设计频率流量，应该说设计正常，反之则基础埋深不足。
从网上图片垮塌的情况来看，由于桥梁未设置制动墩 造成连拱效应，任何一个墩基础垮塌就会引起全桥瞬间垮塌，如果是基础被洪水冲垮，发生垮塌时候应该先有两孔中间一个基础倾斜而后垮塌，倾斜的方向应该是向桥梁水流上游方向，可了解现场的人员证实，如确实是这样，那就能说明该桥墩基础下，因洪水冲刷+桥墩局部冲刷大于基础埋深 该墩基础下淘空引起失衡倾斜；如果全部是向下游坍塌，可能是桥梁的因基础（水中）裸露高度增加，整桥水平力的增大，抗倾覆能力不足而失衡。
造成垮塌的原因是洪水，但是基础的埋置深度不足是诱因之一，基础未能嵌入在坚硬的岩石里面。梁水毁防治措施
1桥位应选择在工程地质、水文地质条件较好的河段，并考虑到未来数年内河段地质条件的变化。具体来说，首先要确保河床土质坚实，避免河床地段出现断层、石膏土层、泥沼或者有侵蚀性化学物质。而在水文条件上则应尽量保证河道顺直、主河槽较深且窄、水流稳定，同时也应避免选址在支流河口下游而造成淤积问题。桥轴线应选择与洪水主流流向正交，在不通航的河流上，当河槽流量占70%以上时，则以河槽流向为准，当河槽流量占30%以下时，则以河滩流向为准，介于两者之间时，则以平均流向为准。
2为应对近年来雨水逐渐集中、洪水多发的极端天气状况，现在的桥梁设计中，必须避免墩台基础被掏空而倒塌这种情况的发生。具体措施包括在基础不良的河段上对河底进行铺砌，以及增加基础埋深等，使最大冲刷线在基础埋深之上，保证墩台基础牢固。这样一旦洪水来临，桥梁基础不宜倒塌，可以抵抗大规模洪水的冲击。
3桥梁养护是延长桥梁寿命的重要措施，尤其是基础不良河段上的桥梁，其遭遇洪水的概率较大，更应加强桥梁养护工作，以降低水毁的风险。桥梁养护的内容主要包括日常检查、清除桥面污物、清理伸缩缝与疏通泄水槽、修理支座及桥面、河道清淤、疏通排水系统等。具体来说，对于墩台基础则应注意当圬工砌体镶面部分损坏，应用石料更换，并尽量保持与原镶面一致，若为轻度损坏，则可用水泥砂浆抹面修补，其强度等级不可小于M5。当墩身发生纵向贯通裂缝时，可加大墩台截面。若通过声波探测得知桥墩内部存在裂缝与薄弱区，则采用环氧树脂注射装置是十分必要的，用以填补裂缝，提升桥墩水密性。对于桥跨部分，当因基础位移或漂浮物冲击而引起桥跨损害时，可以尝试加固，具体包括八字撑架加固法、连续加固法、梁拱组合加固法、粘贴加固技术等方法。
第3篇：大跨度桥梁的发展趋势调研报告..
大跨度桥梁的发展趋势调研报告
前言：
根据《公路桥梁设计规范》规定：单跨跨径大于40m即为大桥，一般认为单跨跨径大于100m的桥梁即为大跨度桥梁。随着世界经济的快速发展，大跨径桥梁的建设在20世纪末进入了一个高潮时期。众所周知，大跨径桥梁建设反映了一个国家的综合实力和科学技术的发展水平。近百年来。特别是本世纪30年代以来，世界上大跨径桥梁建设发展十分迅速。不同桥型大跨径桥梁的发展，日益被各国桥梁界人士所关注。我国进入90年代以来，出现了建造大跨径桥梁的高潮。进入21世纪的中国必将迎来更大规模的大跨径桥梁建设时期。随着我国城市建设和高等级公路、道路建设的发展，修建大跨径城市桥梁也将成为必然的趋势。城市大跨径桥梁，除考虑运输、航运、地理、地质、水文、环境等因素外，还有区别于跨越一般江河大跨径桥梁的特殊因素。因此应研究城市大跨径桥梁的特点和发展趋势，积极探索我国城市大跨径桥梁发展的有效途径，以推动桥梁建设事业的更大发展。
关键词：大跨度桥梁 结构形式 跨度 历史 现状 发展
1.大跨度桥梁类型
大跨度桥梁在现今世界发展十分迅速。桥梁的发展史就是桥梁跨度不断增长的历史，也是桥型不断丰富的历史。大跨度桥梁可分为：斜拉桥、悬索桥、连续钢构、连续梁桥和拱桥。
1.1板式桥
板式桥（如图1.1）是公路桥梁中量大、面广的常用桥型，它构造简单、受力明确，可以采用钢筋混凝土和预应力混凝土结构；可做成实心和空心，就地现浇为适应各种形状的弯、坡、斜桥，因此，一般公路、高等级公路和城市道路桥梁中，广泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原区高速公路上的中、小跨径桥梁，特别受到欢迎，从而可以减低路堤填土高度，少占耕地和节省土方工程量。
实心板一般用于跨径13m以下的板桥。因为板高较矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成钢筋混凝土实心板，立模现浇或预制拼装均可。空心板用于等于或大于13m跨径，一般采用先张或后张预应力混凝土结构。先张法用钢绞线和冷拔钢丝；后张法可用单根钢绞线、多根钢绞线群锚或扁锚，立模现浇或预制拼装。成孔采用胶囊、折装式模板或一次性成孔材料如预制薄壁混凝土管或其他材料。
钢筋混凝土和预应力混凝土板桥，其发展趋势为：采用高标号混凝土，为了保证使用性能尽可能采用预应力混凝土结构；预应力方式和锚具多样化；预应力钢材一般采用钢绞线。板桥跨径可做到25m，目前有建成35～40m跨径的桥梁。在我看来跨径太大，用材料不省，板高矮、刚度小，预应力度偏大，上拱高，预应力度偏小，可能出现下挠；若采用预制安装，横向连接不强，使用时容易出现桥面纵向开裂等问题。由于吊装能力增大，预制空心板幅宽有加大趋势，1.5m左右板宽是合适的。
图1.1 板式桥 1.2梁式桥
1.2.1简支T型梁桥
80年代以来，我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝上简支T型梁桥（如图1.2.1），如河南的郑州、开封黄河公路桥，浙江省的飞云江大桥等，其跨径达到62m，吊装重220t。
T形梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了，从16m到5Om跨径，都是采用预制拼装后张法预应力混凝土T形梁。预应力体系采用钢绞线群锚，在工地预制，吊装架设。其发展趋势为：采用高强、低松弛钢绞线群锚：混凝土标号40～60号；T形梁的翼缘板加宽，25m是合适的；吊装重量增加；为了减少接缝，改善行车，采用工型梁，现浇梁端横梁湿接头和桥面，在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束，形成比桥面连续更进一步的“准连续“结构。预应力混凝土T形梁有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点。其最大跨径以不超过50m为宜，再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不合理了。大于50m跨径以选择箱形截面为宜。
图1.2.1 简支T型梁桥
1.2.2连续箱形梁桥
箱形截面（如图1.2.2）能适应各种使用条件，特别适合于预应力混凝土连续梁桥、变宽度桥。因为嵌固在箱梁上的悬臂板，其长度可以较大幅度变化，并且腹板间距也能放大；箱梁有较大的抗扭刚度，因此，箱梁能在独柱支墩上建成弯斜桥；箱梁容许有最大细长度；应力值σg+p较低，重心轴不偏一边，同T形梁相比徐变变形较小。
箱梁截面有单箱单室、单箱双室（或多室），早期为矩形箱，逐渐发展成斜腰板的梯形箱。箱梁桥可以是变高度，也可以是等高度。从美观上看，有较大主孔和边孔的三跨箱梁桥，用变高度箱梁是较美观的；多跨桥（三跨以上）用等高箱梁具有较好的外观效果。
由于连续箱梁在构造、施工和使用上的优点，近年来建成预应力混凝土连续箱梁桥较多。其发展趋势为：减轻结构自重，采用高标号混凝土40～60号；随着建筑材料和预应力技术发展，其跨径增大，葡萄牙已建成250m的连续箱梁桥，超过这一跨径，也不是太经济的。
图1.2.2 箱形截面
1.2.3连续刚构桥
连续刚构可以多跨相连，也可以将边跨松开，采用支座，形成刚构一连续梁体系（如图1.2.3）。一联内无缝，改善了行车条件；梁、墩固结，不设支座；合理选择梁与墩的刚度，可以减小梁跨中弯矩，从而可以减小梁的建筑高度。所以，连续刚构保持了T形刚构和连续梁的优点。连续刚构桥适合于大跨径、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同摆柱，对主梁嵌固作用减小，梁的受力接近于连续梁。柔性墩需要考虑主梁纵向变形和转动的影响以及墩身偏压柱的稳定性；墩壁较厚，则作为刚性墩连续梁，如同框架，桥墩要承受较大弯矩。由于连续刚构受力和使用上的特点，在设计大跨径预应力混凝土桥时，优先考虑这种桥形。当然，桥墩较矮时，这种桥型受到限制。
图1.2.3 连续刚构桥
1.3钢筋混凝土拱桥
拱桥（如图1.3）在我国有悠久历史，属我国传统项目，也是大跨径桥梁形式之一。石拱桥由于自重大，在料加工费时费工，大跨石拱桥修建少了。山区道路上的中、小桥涵，因地制宜，采用石拱桥（涵）还是合适的。大跨径拱桥多采用钢筋混凝土箱拱、劲性骨架拱和钢管混凝土拱。
钢筋混凝土拱桥的跨径，一直落后于国外，主要原因是受施工方法的限制。我国桥梁工作者都一直在探索，寻求安全、经济、适用的方法。根据近年的实践，常用的拱桥施工方法有：（1）主支架现浇；（2）预制梁段缆索吊装；（3）预制块件悬臂安装；（4）半拱转体法；（5）刚性或半刚性骨架法。
钢筋混凝土拱桥自重较大，跨越能力比不上钢拱桥，但是，因为钢筋混凝土拱桥造价低，养护工作量小，抗风性能好等优点，仍被广泛采用，特别是崇山峻岭的我国西南地区。
图1.3 钢筋混凝土拱桥
1.4 斜拉桥
斜拉桥（如图1.4)是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。我国斜拉桥的主梁形式：混凝土以箱式、板式、边箱中板式；钢梁以正交异性极钢箱为主，也有边箱中板式。现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有H形、倒Y形、A形、钻石形等。
斜拉桥的钢索一般采用自锚体系。近年来，开始出现自锚和部分地锚相结合的斜拉桥，如西班牙的鲁纳（Luna）桥，主桥440m；我国湖北郧县桥，主跨414m。地锚体系把悬索桥的地锚特点融于斜拉桥中，可以使斜拉桥的跨径布置更能结合地形条件，灵活多样，节省费用。斜拉桥的施工方法：混凝土斜拉桥主要采用悬臂浇筑和预制拼装；钢箱和混合梁斜位桥的钢箱采用正交异性板，工厂焊接成段，现场吊装架设。钢箱与钢箱的连接，一是螺栓，二是全焊，三是栓焊结合。斜拉桥发展趋势：跨径会超过10O0m；结构类型多样化、轻型化；加强斜拉索防腐保护的研究；注意索力调整、施工观测与控制及斜拉桥动力问题的研究。
图1.4 斜拉桥 1.5 悬索桥
悬索桥（如图1.5）是特大跨径桥梁的主要形式之一，可以说是跨千米以上桥梁的唯一桥型（从目前已建成桥梁来看说是唯一桥型）。但从发展趋势上看，斜拉桥具有明显优势。但根据地形、地质条件，若能采用隧道式锚碇，悬索桥在千米以内，也可以同斜拉桥竞争。根据理论分析，就目前的建材水平，悬索桥的最大跨径可达到3500m左右。已建成的日本明石海峡大桥，主跨已达1990m。正在计划中的意大利墨西拿海峡大桥，设计方案之一是悬索桥，其主跨3500m。当然还有规划中更大跨径的悬索桥。
图1.5 悬索桥
2.大跨度桥梁历史现状及发展趋势
2.1 梁桥历史起源
世界上的第一座桥究竟出自何处、谁人之手，已无法考证。因为自从有了道路之后，当人们遇到河流、沟壑阻碍时，就会想到要采用某种方式跨越障碍。最初的桥可能只是架在小河沟两岸或河中礁石上的一根树干、一块石板。后来在此基础上出现了最早的木桥和石桥。石拱桥──我国河北省赵县城南5里有一座拱形大石桥，这就是举世闻名的赵州桥，它也是世界上现存最古老的石拱桥之一。这座桥是隋朝工匠李春、李通等建造的，距今已近1400年。它造型美观，结构别致。像这样的桥，欧洲19世纪中叶才发现，比我国晚1200余年。
铁桥──1779年，英国的亚伯拉罕─达比在英格兰中部科布鲁克代尔建造了世界上第一座铁桥。这座横跨塞汶河的铁桥，使用5列铸铁肋构成30米长的单跨半圆拱。桥的铸件有不少精巧的构想。
悬索桥──原始悬索桥柔软易弯，不利于车辆行走。现代悬索以钢缆悬挂加肋的桥板，已解决了这个问题。西文第一座水平桥面的悬索桥设计，见于1595年奥地利主教瓦兰佐奥的著作中。该设计把铁杆连在一起构成悬索。1801年芬利首先在美国宾夕法尼亚州的雅各溪上建造了悬索桥，桥长21米。
1803年，法国率先建造钢丝缆索桥。塞昆建造了几座跨度长达90多米的桥。维克发明了在桥上用一根根钢丝构成缆索。而不必把沉重的钢丝缆索吊到桥塔项上。
钢筋混凝土桥──世界上第一座钢筋混凝土桥是1899年建于苏格兰连芬南的混凝土高架桥，每拱跨度为15米。21个桥拱顶上各有一铰链，使墩基可以移动。工程师梅拉特最早懂得三铰链作用，他于1901年在瑞士建成首座三铰拱桥，是细长的钢筋混凝土桥。预应力混凝土桥──第二次世界大战后，制出高强度钢材，佛莱辛奈将其应用于桥梁设计中。他于1948年至1950年间在法国马恩河上先后建造了5座预应力混凝土桥，分别位于爱斯勃利、安奈、特里巴度士、查吉斯和尤西。各桥采用平拱，远较过去的桥拱平坦得多。公元35年东汉光武帝时，在今宜昌和宜都之间，出现了架设在长江上的第一座浮桥。建于1706年的沪定铁索桥跨长约100米，宽约2．8米，由13条锚固于两岸的铁链组成,1935年中国工农红军长征途中经渡此桥，由此更加闻名。
灌县的安澜竹索桥建于1803年，是世界上最著名的竹索桥，全长34O余米，分8孔，最大跨径约61m，全桥由细竹蔑编粗五寸的24根竹索组成，其中桥面索和扶挡索各半。
在秦汉时期，我国已广泛修建石粱桥。世界上现在是保存着的最长、工程最艰巨的石粱桥，就是我国于1053一1059年在福建泉州建造的万安桥，也称洛阳桥，此桥长达800米，共47孔，位于“波涛汹涌，水深不可址”的海口江面上。此桥以磐石铺遍桥位底，是近代筏形基础的开端，并且独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体，此也是世界上绝无仅有的造桥方法，近千年前就能在这种艰难复杂的水文条件下建成如此的长桥，实是中华桥梁史上一次勇敢的突破。
1240年建造的福建潭州虎渡桥，也是最令人惊奇的一座粱式大桥，此桥总长约335m，某些石粱长达23．7m，沿宽度用三根石粱组成，每根宽1．7m，高1．9m，重达200多吨，该桥一直保存至今”历史记载，这些巨大石梁桥是利用潮水涨落浮运建设的，足见我国古代加工和安装桥梁的技术何等高超。
2.2 大跨桥梁的现状
在世界经济全球化的推动下，沟通洲际之间，国家之间和本土与岛之间以及跨海湾工程显得越来越迫切在20世纪桥梁工程取得了大发展的基础上，人们更能畅想21世纪的宏伟蓝图。就中国来说，国道主干线同江至三亚就有5个跨海工程、杭州湾跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程，以及琼州海峡工程。其中难度最大的有渤海湾跨海工程，海峡宽57公里，建成后将成为世界上最长的桥梁；琼州海峡跨海工程，海峡宽20公里，水深40米，海床以下130米深未见基岩，常年受到台风、海浪频繁袭击。此外，还有舟山大陆连岛工程、青岛至黄岛、以及长江、珠江、黄河等众多的桥梁工程。在世界上，正在建设的著名大桥有土耳其伊兹米特海湾大桥（悬索桥，主跨1668米）、希腊里海安蒂雷翁桥（多跨斜拉桥，主跨286+3×560+286米）；已获批准修建的意大利与西西里岛之间墨西拿海峡大桥，主跨3300米悬索桥，其使用寿命均按200年标准设计，主塔高376米，桥面宽60米，主缆直径1.24米，估计造价45亿美元。在西班牙与摩洛哥之间，跨直布罗陀海峡也提出了一个修建大跨度悬索桥的方案，其中包含2个5000米的连续中跨及2个2000米的边跨，基础深度约300米。另一个方案是修建三跨3100米+8400米+4700米的巨型斜拉桥，其基础深度约300米，较高的一个塔高达1250米，较低的一个塔高达850米。2.2.1悬索桥
悬索桥一般在特大跨径桥梁范围占统治地位。人们将不断研究悬索桥主索的取材、制作架设、锚固和防护、选择主索跨比、初始拉力、荷载分布以及如何调整和解决施工各阶段索形和桥面预拱度等设计和施工中诸多问题，以使建桥技术达到新的水平。悬索桥的新形式仍在不断探索中，如美国式（采用竖直吊杆及桁架加劲梁）、英国式（采用矮扁平翼状钢箱加劲梁及三角形的斜吊杆）、丹麦式（亦称混合式，即用竖吊杆和钢箱加劲梁）及其他形式的悬索桥（如带斜拉索桥）等，以期丰富悬索桥的内容和形关。着力研究高强、轻质新型材料。倘若人类在新型材料的研究上取得突破，不仅连接欧洲和非洲间的直布罗陀特大桥（L＝5000m，水深450m）将成为现实，而且权威专家预言建造主跨L＝8000m的跨海峡悬索桥的理想也是可以实现的。2.2.2斜拉桥
今后斜拉桥在结构体系上仍以飘浮式或半飘浮式为主，主要的目的是为了抵抗温度及地震。主梁采用的材料上，混凝土斜拉桥仍将是斜拉桥的主要形式；对超大跨径的斜拉桥，叠合梁和复合桥面系统显示出极大的优越性。塔和索的形式也随着斜拉桥跨径的增加而取得新的进展。譬如将不断采用双塔对称、单塔不对称、多塔多跨等形式以满足桥梁的功能，取得与环境的协调的效果；为解决随着斜拉桥跨径增大、索的钢束的重度也愈大、刚度在降低的矛盾，将采取增加辅助索等方式。在结构分析方面将考虑结构的初始内力等，并对动静力的分析也将更加深入；权威专家认为，随着世界建桥技术的理论水平、材料水平和工艺水平的不断发展，21世纪建造跨度在1600m的斜拉桥将成为现实。
2.2.3拱桥
随着拱桥的无支架施工方法的应用和发展，拱桥在跨径200～500m是有竞争力的，我国的云南、贵州和四川3省及重庆直辖市等，将因地制宜地建造更多的拱桥，我国建造拱桥的前景将是极为广阔的。拱圈将向着轻型化的方向发展，且一些大跨径拱桥在施工阶段采用钢-混凝土组合杆件，或钢管混凝土合龙后再浇筑拱圈，可大大减轻吊装重量。因此，带有钢管的半刚性骨架很可能成为特大跨径拱桥最有前途的施工方法。多孔连拱的长拱桥，作为经济桥型之一，将会得到极大的发展。因为拱圈的轻型化，减少了对下部构造的要求，使连拱结合采用桩基柔性墩成为可能。中承拱、系杆拱有更多采用的趋势。在平原地区通航河流上，往往考虑采用中承拱桥，可达到降低桥高的效果。这种桥型矢跨比大，可减少推力；且造型美观，造价也较低，将为城镇起到增添景色的作用。
2.2.4预应力混凝土梁式桥
连续梁桥结构在40～60m范围，将继续占绝对优势。顶推法、移动模架法、逐孔架设法等施工方法将更加成熟。预应力混凝土连续梁将更广泛地应用于城市桥梁，而且，为充分利用城市空间，并改善城市桥梁交通的分道行驶，将不断采用双层桥面的形式以及钢筋混凝土结合梁的形式。在预应力钢筋布置方面，国内外将趋于使用大吨位钢束和张拉锚固体系；将更广泛地应用部分预应力筋、预弯预应力筋、双预应力筋、体外布筋等预应力新技术。在一切适宜的桥址，更多地设计和修建连续刚桥这种结构体系。通过墩梁的固结，以尽可能不采用养护和调换不易的大吨位支座。不断加强高强轻质材料的研究和应用，以达到减小结构尺寸和自重，加大桥跨、降低建筑高度和造价等功能；同时充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面等，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。随着高速公路和城市立交桥的发展，越来越要求路线顺畅、行车舒适，必然会出现斜桥、弯桥、坡桥和异型桥，在需要大幅度降低梁高、增大净空时，将更广泛采用双预应力和预弯预应力梁。
2.3 大跨桥梁的发展趋势
2.3.1向更长、更大、更柔的方向发展
研究大跨度桥梁在气动、地震和行车动力作用下其结构的安全和稳定性，拟将截面做成适应气动要求的各种流线型加劲梁，以增大特大跨度桥梁的刚度；采用以斜缆为主的空间网状承重体系；采用悬索加斜拉的混合体系；采用轻型而刚度大的复合材料做加劲梁，采用自重轻、强度高的碳纤维材料做主缆。2.3.2新材料的开发和应用
新材料应具有高强、高弹模、轻质的特点，研究超高强硅粉和聚合物混凝土、高强双相钢丝纤维增强混凝土、纤维塑料等一系列材料取代目前桥梁用的钢和混凝土。
2.3.3在设计阶段采用高度发展的计算机
计算机作为辅助手段，进行有效的快速优化和仿真分析，运用智能化制造系统在工厂生产部件，利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。
2.3.4桥梁建成交付费用
使用后将通过自动监测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行，一旦发生故障或损伤，将自动报告损伤部位和养护对策。
2.3.5重视桥梁美学及环境保护
桥梁是人类最杰出的建筑之一，闻名遐尔的美国旧金山金门大桥、澳大利亚悉尼港桥、英国伦敦桥、日本明石海峡大桥、中国上海杨浦大桥、南京长江二桥、香港青马大桥等这些著名大桥都是一件件宝贵的空间艺术品，成为陆地、江河、海洋和天空的景观，成为城市标志性建筑。宏伟壮观的澳大利亚悉尼港桥与现代化别具一格的悉尼歌剧院融为一体，成为今日悉尼的象征。因此，21世纪的桥梁结构必将更加重视建筑艺术造型，重视桥梁美学和景观设计，重视环境保护，达到人文景观同环境景观的完美结合。
3.大跨度桥梁实例
3.1杭州湾跨海大桥
杭州湾跨海大桥（如图3.1）全长36公里，其中桥长35.7公里，双向六车道高速公路，设计时速100km。总投资约107亿元，设计使用寿命100年以上。大桥设北、南两个通航孔。北通航孔桥为主跨448m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准35000吨；南通航孔桥为单塔单索面钢箱梁斜拉桥，通航标准3000吨。大桥两岸连接线工程总长84.4公里，投资52.1亿元。其中北连接线29.1公里，投资额17.8亿元；南岸接线55.3公里，投资额34.3亿元。大桥和两岸连接线总投资约140亿元，实际建设工期43个月。
大桥的结构为双塔钢筋混凝土斜拉桥，双向6车道，设计时速100公里，设计使用寿命100年，建设期限5年。建成后，宁波杭州湾大桥将成为世界上最长、工程
图3.1 杭州湾跨海大桥
量最大的世界第一跨海大桥。大桥设南、北两个航道，其中北航道桥为主跨448米的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准为3.5万吨级轮船；南航道桥为主跨318米的A型单塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准为3000吨级轮船。其余引桥采用30米至80米不等的预应力混凝土连续箱梁结构。非通航孔分北、中、南引桥3大块，其中海上部分桥梁长32公里。
大桥36公里的长度，使之超过了美国切萨皮克海湾桥和巴林道堤桥等世界名桥，而成为目前世界上已建成或在建中的最长的跨海大桥。据初步核定，大桥共需要钢材76.9万吨，水泥129.1万吨，石油沥青1.16万吨，木材1.91万立方米，混凝土240万立方米，各类桩基7000余根，为国内特大型桥梁之最。南滩涂50米＊16米箱梁采用整孔预制，大型平板车梁上运梁的工艺，开创了国内外重型梁运架的新纪录。水中区引桥70米＊16米箱梁采用整孔制、运、架一体化方案，单片梁重达2180吨，为国内第一。水中区引桥打入钢管桩直径1.5-1.6米,桩长约80米,总数超过4000根,其钢管桩工程规模全国建桥史上第一。
3.2金门大桥
早在1872年就讨论过要在金门海峡修建一座大桥的想法，但是直到1937年才在海峡上修了一座悬索桥。金门大桥（如图3.2）横跨南北，将旧金山市与Marin县连结起来。花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一。它已不是世界上最长的悬索桥，但它却是最著名的。金门大桥的巨大桥塔高227米，每根钢索重6412公吨，由27000根钢丝绞成。1933年1月始建，1937年5月首次建成通车。
金门大桥桥身的颜色为国际橘，因建筑师艾尔文·莫罗认为此色既和周边环境协调，又可使大桥在金门海峡常见的大雾中显得更醒目。由于这座大桥新颖的结构和超凡脱俗的外观，所以它被国际桥梁工程界广泛认为是美的典范，更被美国建筑工程师协会评为现代的世界奇迹之一。它也是世界上最上镜的大桥之一。
图3.2 金门大桥
4．结语
桥梁建筑对于具有卓越才能和自信心的工程师来说是一项既吸引人又富有挑战性的艰巨任务。桥梁建筑的重要意义不仅仅是满足于交通，还在于桥梁一旦胜利建成，它将会使人们感到无限的快乐和极大的满足。桥梁建筑能使人产生一种激情，在建桥人的一生中总是那样的清新绮丽，那样的朝气蓬勃，那样富有激励性。回顾20世纪桥梁工程的成就，技术发展起了决定性作用，特别是20世纪末期发展速度更快，必然对21世纪的发展打下了良好的基础。中国在建设特大桥梁上有广阔的市场，在无数设计师的共同努力下，一定会创造更辉煌的成就。
参考文献
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［2］周念先 《21世纪斜张桥的展望》 1998年江苏交通工程第四期
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《城市大跨径桥梁设计有关问题的探讨》 第十三届全国桥梁结构学术大会论文集
第4篇：铝合金在桥梁领域的应用调研报告
铝合金在桥梁领域的应用
目录
目录................................................................................................................................I 1.综述.............................................................................................................................1 2.铝合金桥梁分类及实例.............................................................................................1 2.1民用桥梁..................................................................................................................1 2.1.1连续箱梁桥...........................................................................................................1 2.1.2桁架桥...................................................................................................................1 2.1.3拱桥.......................................................................................................................2 2.1.4悬索桥...................................................................................................................2 2.1.5高架桥...................................................................................................................2 2.2军用桥......................................................................................................................3 2.2.1应急拼装铁路站台...............................................................................................3 2.2.2应急机动栈桥.......................................................................................................3 2.3浮桥..........................................................................................................................3 2.4舟桥铝合金甲板......................................................................................................3 2.5铝合金桥面..............................................................................................................4 3.铝合金桥材料及结构件连接方式.............................................................................4 3.1材料..........................................................................................................................4 3.2材料生产方式..........................................................................................................5 3.3结构件连接方式......................................................................................................5 4铝合金桥结构设计标准.............................................................................................5
I 1.综述
由于铝合金具有强度重量比高，断裂韧度和疲劳强度高，耐腐蚀和稳定性好，可塑性、焊接性好等诸多优点，它在土木工程中的应用越来越广，在桥梁工程中也越来越引起人们的兴趣与重视。铝合金材料的研究及其在桥梁工程中的应用已经成为桥梁创新设计的重要方向之一。
国外铝合金应用于桥梁中的历史可以追溯到1933年美国匹斯堡史密斯菲尔德街桥上的铝桥面板；我国首座铝合金结构桥梁是杭州庆春路中河人行天桥，它2022年3月建成，所有铝合金型材均从国外进口，且桥梁结构由外资公司承建。
如今在桥梁领域铝合金主要应用于民用桥梁（尤其是人行天桥）、军用桥梁、浮桥、铝合金甲板和铝合金桥面等。
2.铝合金桥梁分类及实例
2.1民用桥梁
2.1.1连续箱梁桥
1）杭州庆春路中河人行天桥（图1）2022年3月建成，由外资公司承建，上部结构用德国进口的铝合金桁架结构箱梁，主桥材料为6082-T6铝合金，全长36.8米，仅重11吨。
图1
2）挪威福斯莫公路铝合金桥修建于1996年，压制件采用6082及6005型合金。桥面板由3室中空压制件组成，高0.123m，宽0.25m，压制件内部的4片腹板互成60°角，形成横向框架，与上翼缘板焊接在一起组成正交异性桥面板同时焊接在桥梁上缘。2.1.2桁架桥
1）德国施万贝尔桥建于1955年，该桥采用桁架体系。采用U形弦杆、I形支撑及I形斜杆，结构材料为6082-T6合金。桥面板由一些厚0.16 m的特制铝压件栓接形成，同时用冷拉铝合金螺栓栓接在纵梁上。这座人行天桥用铝25t。
1 2）上海徐家汇人行天桥（图2）2022年9月29日投入使用，总工期仅37天。该桥由同济大学沈祖炎院士负责设计，主材为6061-T6铝合金，单跨23m，宽度6m，铝合金天桥自重仅150KN，最大载荷质量可达到50t。
3）北市西单人行天桥（图3）2022年7月20日投入使用。该桥铝合金上部结构为外资公司承建，主要铝合金型材均为国内产，为6082-T6铝合金。主跨全长38.1m，桥面净宽8m，总长84m。
2.1.3拱桥
加拿大阿尔维达拱桥建于1950年，主拱跨径88.4m，高14.5m。主梁由铝质纵梁和横梁组成，上面铺设钢筋混凝土桥面板。所有支座也均由铝合金制成。全桥总长153m，宽9.75m。采用2022-T6型铝合金，总重150 t。2.1.4悬索桥
意大利雷亚尔·费迪南多桥建于1998年，全桥长85 m，宽5.8m，其悬索体系由2道截面为矩形的铁索组成并通过圆柱形销钉连接在一起，竖向吊索间距为1.36m，吊索与纵梁的连接装置嵌在桥墩顶内部。纵梁采用7020-T6型铝合金，横梁则采用6060-T6型铝合金。纵梁选用由两水平弦杆与竖向构件连接形成的佛伦弟尔梁方案。2.1.5高架桥
美国克莱夫公路桥建于1958～1963年间，是世界上第一座焊接铝桥，是一座4连跨连续高架桥，全长67m，宽10.97m。上部结构由4片高度为965mm的焊接铝板梁以及横向支承与主梁用高强螺栓连接形成。该桥首次采用混凝土桥面板与铝质上部结构的体系。板材和角钢分别采用5083-H113和5456-H321型铝合金。该桥1993年由于道路枢纽改建被拆除。
图3
图2
2 2.2军用桥
现代战争瞬息万变、机会稍纵即逝，要求战备桥梁必须满足水陆快速机动灵活布置，适合各种复杂气象条件等要求，二铝合金结构桥梁正好满足这种要求。
铝合金桥在军事领域的应用主要有应急机动战备桥（应急机动栈桥）、应急铁路站台、铝合金应急路面和应急直升机停机坪等。2.2.1应急拼装铁路站台
湖北华舟应急轻拼装铁路站台主要由铝合金制成，用于铁路运输在无固定站台情况下，保障各类装备迅速实施装卸载作业。全套共18件，总重约2.2t，长度11.3m，宽3.56m。图4为示意图。
图4
2.2.2应急机动栈桥
目前用于装甲车的军用桥梁及多数战备桥梁常用铝合金制造。德国研制的铝合金拼接坦克桥由轧制铝板焊接而成，其中一部分是搅拌摩擦焊接，另一部分则是惰性气体保护焊接（MIG）。图5为示意图。
2.3浮桥
图5
我国生产铝合金浮桥的厂家主要有山东丛林铝材和东北轻合金等厂家，前者为码头用铝合金浮桥，后者为军用浮桥。东北轻合金有限责任公司2022年曾获得发明专利：“浮桥用铝合金型材的制造方法”。
2.4舟桥铝合金甲板
舟桥是用于在江河上架设浮桥或结构漕渡门桥的制式渡河保障装备，是陆军遂行渡河工程保障的图6
最主要装备。采用轻质高强度的铝合金作为舟桥的甲板（图6），可以有效减轻舟体结构白重，提高舟桥的水上机动性。
2.5铝合金桥面
铝合金桥面由多孔挤压型材相互连接在一起构成。空心型材质量轻、抗扭刚度大、预制容易，是各国应用的主要形式。图7为国外铝桥面板应用型材的几种典型形式。
图7 国外铝桥面板应用型材的几种典型形式 其中：a——单孔三角形型材及其组合形式 b——双孔三角形型材及其组合形式
c——三孔梯形型材组合形式 d——桁架式型材组合形式 e——桁架式型材组合形式
3.铝合金桥材料及结构件连接方式
3.1材料
根据国内外铝合金桥梁实例及铝合金型材自身性能，应用于桥梁的铝合金主要有6082和6061型，此外还有20
14、508
3、54
56、600
5、6060、606
3、700
5、4 7A05和7020等；型材热处理状态巨大多数为T6，少部分有H113和H312等，如上文中提到的美国克莱夫公路桥就采用5083-H113和5456-H321型铝合金。
3.2材料生产方式
铝合金浮桥和铝合金桥面多采用铝合金挤压型材，如东北轻合金有限责任公司生产的军用铝合金浮桥挤压型材挤压温度为320～450℃；铝合金人行天桥可以采用铝合金挤压方管型材和铝合金压制件。
3.3结构件连接方式
铝合金结构的连接方式有铆接、螺栓与焊接三种方式，焊接主要采用搅拌摩擦焊和MIG焊。
4铝合金桥结构设计标准
用于桥梁建设的我国铝合金结构件材料性能应满足GB5237《铝合金建筑型材》标准和GB50429《铝合金结构设计规范》。此外根据铝合金桥结构件的连接方式和用途，还应满足其他相应标准，如军用浮桥的焊接应满足JB4730《承压设备无损检测》标准等。
第5篇：大跨度桥梁结构选型调研报告
大跨度桥梁结构选型调研报告
摘 要: 大跨度桥梁形式多样,有斜拉桥、悬索桥、拱桥、悬臂桁架桥及其他的一些新型的桥式,如全索桥、索托桥、斜拉—悬吊混合体系桥、索桁桥等等。其中,悬索桥和斜拉桥是大跨径桥梁发展的主流。本文针对大跨度桥梁结构选型和设计这一问题做了综合性的总结和归纳。
关键词: 大跨度桥梁;斜拉桥;悬索桥;桥梁造型设计;1 引 言
20 世纪90 年代以来, 随着世界经济和科学技术的高速发展, 大跨度桥梁的建设出现了前所未有的高潮。目前, 悬索桥的最大跨径已经达到1 991m , 斜拉桥的最大跨径达到890 m。随着桥梁跨径的逐步增大, 桥梁结构的柔性化趋势日趋明显, 桥梁结构的安全性、行车舒适性、架设方便性等一系列问题开始变得愈来愈突出。如何更好地解决伴随着桥梁跨径长大化而出现的这些问题, 成为21世纪世界桥梁工作者共同面对的挑战。本文简要回顾了大跨度桥梁的发展历史, 对现有大跨度桥梁建设的成就与问题进行了系统的分析, 在此基础上, 提出了有关大跨度桥梁设计的一些新构想, 希望对未来桥梁设计的发展有所帮助。2 现代斜拉桥的发展与演变 2.1 早期的斜拉桥
斜拉桥由索塔、拉索、主梁三部分组成。从历史上看, 影响斜拉桥发展的技术因素主要有三个第一, 力学分析手段的进步。第二, 材料性能的改进。第三, 施工技术的发展。从力学分析的角度讲, 斜拉桥属于多次超静定体系, 在没有电子计算机帮助的条件下, 手工进行力学分析相当复杂。现存的早期斜拉桥中, 较有代表性的是1867 年建造的新加坡Cavenagh 桥和1874 年建造的伦敦Albert桥。二十世纪
五、六十年代, 斜拉桥获得了较快的发展。1955 年, 瑞典建成了主跨183m 的Stromsund桥;1959 年, 联邦德国建成了主跨302 m 的Severin桥。早期建造的斜拉桥有两个比较显著的特点: 一是单柱式索塔比较多;二是斜拉索很少2.2 密束斜拉体系的出现
随着有限元技术的发展和计算机技术的普及, 高次超静定结构的力学分析开始变得简单易行。1967 年, 联邦德国建成了主跨280m 的Friedrich2E2bert 桥, 从此拉开了密束体系斜拉桥建设的序幕。通过将导入拉索的预应力分布式地传递给主梁, 可显著减小梁中的弯矩, 并且易于采用悬臂法进行施工。因此, 密束体系斜拉桥的出现加速了斜拉桥跨度, 特别是预应力混凝土斜拉桥跨度的迅速增长。1986 年, 加拿大建成了主跨465 m 的An2nacis 桥;1991 年, 挪威建成了主跨530 m 的Skaron2sundet 桥。
二十世纪九十年代, 世界斜拉桥的建设进入了一个鼎盛时期。1993 年, 中国建成了跨度位居当时世界第一的主跨602 m 的上海杨浦大桥;1995 年,法国建成了主跨856 m 的Normandy 大桥;1999 年, 日本建成了跨度位居世界第一的主跨890m 的多多罗大桥。九十年代的大跨度斜拉桥建设有两个特点: 一是大部分出现在中国;二是倒Y 型和分离式倒Y型(有文献称之为钻石型)索塔被广泛采用。倒Y型和分离式倒Y型索塔的广泛使用, 既有技术方面的原因, 也有审美习惯和技术传统的影响, 下文将对此做具体的分析。2.3 斜拉桥索塔的造型与选择
索塔的形态可以多种多样, 需要指出的是, 索塔的形态通常和斜拉索的配置密切相关。如果采用单索面, 则通常会选用单柱塔或倒Y型塔。单柱塔可能存在的问题主要有两点: 一是从人体工程学的角度看, 如果桥面不是太宽的话, 单柱塔相对宽大的塔柱会对汽车驾驶员的运动视线产生一些阻断,给人某种程度的压迫感。二是从建筑美学的角度看, 由于单柱塔上塔柱和下桥墩的剖面尺寸有时相差悬殊, 给人以整体不协调的感觉.单索面的使用通常有两个前提条件: 一是主梁(桥身)要有固定拉索的中央分割带;二是主梁本身要有比较大的抗扭刚度。虽然采用单索面的日本鹤见翼大桥, 其主梁跨度达到了510 m , 但对于大多数桥梁设计师来说, 在设计大跨度斜拉桥时, 处于技术和心理感受两方面的考虑, 他们通常更倾向于选择双索面布置。和单索面桥构造上最接近的是双侧单索面桥, 即在桥面的两侧各布置一根互不相连的塔柱, 每根塔柱独立张拉出一面索。象荷兰的Waal 大桥这样采用双根单柱桥塔的斜拉桥实际上并不多见, 原因有技术方面的, 也有心理感受方面的。从技术的角度看, 由于垂直索面的结构刚度相对比较弱, 风载作用下存在发生振动发散的可能。从心理学的角度看, 设计师通常更倾向于结构在横桥向存在某种形式上的连接。一方面是出于结构受力方面的考虑, 另一方面是出于寻找视觉上的支撑, 两种因素汇合起来的结果, 使设计师们更倾向于用横梁将两根独立的单柱联接在一起, 以形成垂直于桥面纵轴的框架型桥塔支撑体系。当横梁在塔顶将两根独立的单柱联接在一起时, 便形成了门型桥塔。而当横梁在塔的中部将两根独立的单柱联接在一起时, 便形成了H 型桥塔。将门型桥塔的塔柱向内侧倾斜至极限,可形成倒V 型桥塔;将H 型桥塔的塔柱向内侧倾斜至极限, 则形成了倒A 桥塔。究竟是什么原因促使设计师纷纷将塔柱向内倾斜? 塔柱向内倾斜的直接好处是什么? 不利之处在哪里? 有什么办法能够平衡兼顾, 扬长避短。加斜拉索的最初目的是给主梁提供一个竖向支撑, 从而减小主梁由于重力荷载而产生的竖向弯矩和变形, 使主梁在跨度增加的同时, 并不显著增加梁的内力和变形。仅从抵抗重力荷载的角度考虑, 索平面应尽可能地和主梁平面垂直, 以保证斜拉索在沿桥向(纵向)铅垂面上的投影, 和水平面的夹角最大。因此, 单柱塔、双根单柱塔、门型塔和H 型塔是该条件下比较合适的塔型选择。但实际面对的问题是, 主梁除了要承受竖向重力荷载外, 还必须承受横向风荷载等其它方向的荷载, 并且横向风荷载的影响程度随主梁跨度的增加迅速增长。从力学分析的角度看, 要有效地抵抗横向风荷载, 索平面应和主梁平面保持比较适当(注意, 不是最大)的夹角, 以保证索力在横桥方向上的投影, 有比较合适的大小。因此, 此时的最优塔型,应当是适度扁平的倒V 型或倒A 型桥塔。随着桥面宽度的增大, 相对扁平的倒V 型和倒A 型桥塔, 会使桥墩基础的占用空间增大。比较简单的解决办法有两种: 一是在增大塔柱陡度的同时增大索力;二是将柱塔在主梁以下向内收缩间距, 形成所谓的钻石型塔身。显然, 抵抗竖向重力荷载和抵抗横向风荷载对最优塔型的要求存在一些矛盾。另外, 大跨度斜拉桥还需要考虑抗扭曲的问题。综合几个方面的因素, 人们发明了一种最简单和最直接的解决办法, 即在倒V 型(包括钻石型)桥塔的顶部向上增加一根垂直立柱, 并将斜拉索锚固在新增加的垂直立柱上。倒V 型桥塔加垂直立柱形成的新塔型, 就是目前在大跨度斜拉桥建设中广
泛采用的倒Y型桥塔
当桥梁跨度比较大的时候(500 m～600 m 以上), 倒Y型桥塔中的垂直立柱会变得比较粗, 结果使桥塔沿桥向和横桥向的风阻大大增加。降低桥塔风阻的最简单、也是最实用的办法之一, 是将倒Y型桥塔中的垂直立柱横桥向压扁、沿桥向镂空,也就是将立柱变成横桥向的比较细长的H 型或日型框架, 由此形成的桥梁塔型, 本文称之为分离式倒Y型桥塔。事实上, 倒A 型桥塔也可以归类为分离式倒Y型桥塔。
当桥梁跨度低于500 m 时, 同样可以采用分离式倒Y型桥塔。分离式倒Y型桥塔近年来得到广泛采用的原因主要有以下几点: 一是桥塔本身的造型比较美观;二是对桥面宽度变化的适应能力比较强;三是垂直立柱分离使正桥向原先存在的索面空间闭合状态被打破, 由此形成的开放式视觉空间,可以有效降低倾斜索面对行车人视觉可能产生的压迫感。
从拓扑关系看, 分离式倒Y型桥塔可根据变形路径的不同, 退化演变为倒Y型、H 型和门型桥塔中的任何一种。换句话说, 从分离式倒Y型塔型出发进行结构拓扑优化, 可以发现目前已知常用塔型中的最优塔型。
斜拉桥的跨度最大能够达到多少是人们非常关心的一个话题。在正面回答这个问题之前, 我们先分析一下影响斜拉桥跨度急速增大的因素主要有哪些。显然, 有技术方面的因素, 也有经济和美学方面的因素。事实上, 正是多因素的复合限制了斜拉桥跨度的急速增大。从力学的角度看, 斜拉桥跨度急速增大带来的主要问题是: 第一, 由于斜拉索索力的水平分量需由主梁中的内力来平衡, 随着斜拉桥跨度的增加, 塔处主梁根部的压应力急剧增大,因此, 主梁的抗压稳定性将成为制约斜拉桥跨度急速增大的一个主要因素。第二, 长柔的拉索比较容易发生独立索振动, 加稳定索和抗风阻尼器虽在一定程度上可以缓解这一问题, 但因此付出的经济代价是否值得则有待商榷。从经济学和美学的角度看, 限制斜拉桥跨度急速增大的主要因素是: 第一, 斜拉索的最小倾斜角有一个合理的下限, 这个下限值大致在20 度左右。第二, 斜拉桥索塔的高度有一个合理的上限, 这个上限值大致在300 m～350 m左右。综合这两个因素, 我们估计斜拉桥最大可以接受的跨度应当在1 250 m～1 500 m 左右。3 现代悬索桥的发展与演变 3.1大跨度悬索桥的出现与流行
悬索桥通常由主塔、主缆、吊索、加劲梁、锚碇五部分组成。悬索桥自古就有, 但近代意义上的大跨度悬索桥则出现在十九世纪中叶。1855 年, J1A1 Roebling 建成了世界首座跨度为250 m 的铁路悬索桥。1883 年, 美国布鲁克林桥的跨度达到了486m。1931 年, 乔治·华盛顿大桥的跨度首次超过1000 m。1937 年, 跨度1 280 m 的金门大桥在美国建成。1981 年, 英国建造了跨度1 410 m 的亨伯桥。1998 年, 日本明石海峡大桥的跨度接近2 千米, 达到1 991 m。
悬索桥跨度的不断增大一方面来源于材料科技和建造技术的进步, 但最主要的原因恐怕直接来源于设计思想的根本性转变。
在近代悬索桥的发展历史上, 曾经出现过3 次比较大的设计思想变革。第一次变革出现在二十世纪初。1888 年, Me2len 提出了考虑载荷引起的变形对结构内力计算影响的挠度理论, 奠定了近代悬索桥设计的理论基础。挠度理论发现, 悬索桥的整体刚度主要由主缆的重力刚度构成, 加劲梁自身的刚度对结构整体刚度的贡献不大。因此, 随着桥梁跨度的增加, 加劲梁的高度可基本维持不变。1909 年, 采用挠度理论设计的曼哈顿桥在美国建成。
第二次变革出现在二十世纪四十年代。1940年, 美国建成了塔科玛桥。4 个月之后, 在19m·s-1的风速下, 发生剧烈弯扭振动而坍塌。塔科玛桥坍塌的事故导致了两个积极的结果: 第一, 人们开始重新审视挠度理论, 发现加劲梁保持必要的刚度, 特别是抗扭刚度十分必要。第二, 桥梁的抗风设计, 或者说桥梁的抗风稳定性问题开始引起人们的高度重视。试验发现, 风引起的扭转或弯扭耦合模态的发散性振动是导致塔科玛桥坍塌的主要原因。为加强结构的抗扭刚度, 加劲梁的高度开始出现大幅反弹, 普遍达到7 m～12 m。桁架式加劲梁几乎成了大跨桥加劲梁的固定做法。
第三次变革出现在二十世纪六十年代。塔科玛旧桥坍塌事件对桥梁设计思想的影响, 在北美和在欧洲是完全不同的。美国人的做法是采用桁架式加劲梁解决减小风阻的问题, 并将加劲梁的高度大幅增加以提高断面的抗扭刚度。英国人则认为, 改善桥梁气动稳定性的合理方式, 应当是采用合理的加劲梁剖面形式, 主要通过降低风阻和控制气流分离的办法减小扭矩, 通过将横剖面闭合的办法增加箱梁的抗扭刚度。1966 年, 英国人的设计思想在塞文桥中得以实现。当时, 塞文桥988 m的跨度虽然并不起眼, 但它首次采用的流线型扁平钢箱梁设计却使整个桥梁界产生了强烈的震撼。塔科玛旧桥垮桥事件后, 对于大跨悬索桥, 桁架式加劲梁曾被认为是最有效的加劲梁形式, 这一看法由于塞文桥的出现而开始受到人们的质疑。塞文桥的设计思想, 在土耳其的博斯普鲁斯I 桥上得以再次展现。1981 年, 英国人建造了跨度1 410 m的亨伯桥。亨伯桥不仅从美国的维拉扎诺海峡桥(, 跨度1 298 m , 建于1964 年)那里夺走了跨径世界第一的宝座, 而且在造型上的特征异常鲜明: 一是桥塔很矮, 只有155 m。二是边跨比很小, 且左右不对称(分别为0120 和0138)。
塞文桥的著名并不在于它的跨度是否曾经达到过世界第一, 而在于它首创了一个全新的设计理念。唯其如此, 著名德国桥梁设计师F1 Leonhardt认为, 塞文桥的出现标志着现代悬索桥设计风格的开始[4 ]。3.2索桥主塔的造型与选择
现代悬索桥的主塔形式主要有三种: 第一种是使用水平杆件将两根塔柱相连的刚架式;第二种是使用水平横杆和交叉斜杆将两根塔柱相连的桁架式;第三种是路面以上为刚架, 加劲梁下用交叉斜杆连接的混合式。在悬索桥(同样适用于斜拉桥)桥塔的设计中, 有几点是需要仔细处理的: 第一, 要合理安排下、中、上三个塔段的高度分割比例。依据美学原则, 类似甘蔗的节, 按由短到长顺序设置的塔段高度给人以稳重、流畅的感觉。如果做到下短上长有困难, 则应逐步减小上层塔柱的截面尺寸。第二, 如果桥面以上塔柱的高度低于桥面以下塔柱高度的2 倍,则桥面以上的塔柱间应使用单横梁。强度不够时可将顶部横梁的高度加大, 横梁下缘做成拱型曲面。第三, 桥上、桥下的塔段设计风格应当尽可能地和谐。适度的变化是允许的,只要构造上蕴涵的内在节奏和韵律不遭到破坏。第四, 需要仔细安排塔柱剖面尺寸、横梁剖面尺寸和塔高间的相对比例关系, 不要使塔柱和横梁显得过于笨重, 给人以不舒服的沉重感。
塔型设计是一门综合性的艺术, 是结构工程学和建筑美学的有机结合。塔型设计同时又是一门个性化的艺术, 她的身上不可避免地镌刻着建筑传统和设计师个人风格的烙印。前者要求塔型构造除了本身各部分之间应相互协调之外, 还必须和加劲梁的设计风格相协调。而两者的综合则可以解释一些令人费解的现象。
伊藤学发现了一个有趣的现象: 日本的大跨悬索桥比较多地采用了桁架式的塔型设计, 而欧美的同类桥梁则比较多地采用了刚架式的塔型设计。比较典型的有桁架式的日本明石海峡大桥和刚架式的美国金门大桥等。伊藤学认为,造成这一现象的主要原因是, 日本的地震和强风等横向荷载比较大, 采用桁架式的塔型设计比较经济。我们认为, 日本明石海峡大桥和美国金门大桥设计风格上的差异更多地源于设计传统和设计师的个人风格, 而不是源于地理上的差异。日本人的确喜欢使用交叉桁架式的塔型, 如日本的关门桥、南、北备赞濑户大桥、因岛大桥等, 但未必源于地理环境上的差异。第一, 金门大桥的桥位位于著名的加利福尼亚强地震带上, 并且和明石海峡大桥一样, 曾经遭受过强地震的洗礼。第二, 欧洲和美国也都有一些桁架式塔型的大跨度悬索桥, 如葡萄牙里斯本的塔古斯河桥、美国的奥克兰海湾桥、英国苏格兰福斯湾公路大桥(图15)等。第三, 日本人采用刚架式塔型的大跨度悬索桥也不少, 如日本的来岛大桥、大岛大桥、东京港彩虹桥、下津井濑户大桥等。还有一个有趣的现象: 美国人设计的桥塔比较刚劲, 而英国人设计的桥塔则比较纤柔。我们对这一现象的解释是: 美国人设计的这些桥梁采用了高度7m～12 m 的高大的桁架式加劲梁, 无论从美学还是从力学的角度看, 桥塔都应该设计得比较刚劲。而英国人设计的这些桥梁采用了高度为310 m～415 m的扁平的钢箱梁, 无论从美学还是从力学的角度看, 桥塔都应该设计得比较纤柔。事实上, 由英国人设计的香港青马大桥, 由于加劲梁的高度为717m , 其桥塔同样设计得刚劲有力(图17)。因此,对桥梁设计而言, 体现设计师的个人风格和魅力固然重要, 但桥型设计和桥梁的内在功能及与周边环境的关系保持协调则更为重要。我们的看法是, 如果采用扁平的钢箱梁为加劲梁, 则桥塔造型以采用刚架式为宜.4 结语
人类已开始向跨海工程挑战。世界上宽度在100km以内的海峡有20多处。独立于大陆之外，具有开发价值的近海岛屿无数。它们将是21世纪人类用桥梁去征服的目标。
21世纪桥梁将实现大跨、轻质、灵敏的国际桥梁发展新目标，意大利与西西里岛之间墨的西拿海峡大桥，主跨3300米悬索桥，其使用寿命200年。高强度铝合金、玻璃钢、碳纤维等太空材料将取代当代的桥梁钢、混凝土，成为桥梁建筑的主体材料，从而实现轻质目标；不同类型轻质材料组合拼装的各类新型斜拉桥、悬索桥、轻质拱桥将一跨而过大川巨流或小海湾，实现1500米以上大跨目标；桥梁上装配的计算机系统、传感器系统将可以感知风力、气温等天气状况，同时可以随时得到并反映出大桥的承载情况、交通状况。综观大跨径桥梁的发展趋势，可以看到世界桥梁建设必将迎来更大规模的建设高潮。
参考文献
[1].周先念, 周世忠.21 世纪特大跨桥梁的展望[A].中国公路学会桥梁与结构工程学会2000 年桥梁学术讨论会论文集[C].北京: 人民交通出版社, 2000 , 13—18.[2].周世忠.悬索桥的总体设计[A].江阴长江公路大桥工程建设论文集[C].北京: 人民交通出版社, 2000 , 95—100.[3].Leonhardt F.Bridges Aesthetics and Design [M].MIT Pre , 1984 [4].伊藤学.桥梁造型[M].北京: 人民交通出版社, 1998.[5].盛洪飞.桥梁建筑美学[M].北京: 人民交通出版社, 1999.[6].董 聪.现代结构系统可靠性理论及其应用[M].北京: 科学出版社, 2022.
第6篇：关于桥梁安全管理工作的调研报告
**镇公用事业服务中心关于桥梁安全管理工作的调研报告
为切实加强我镇桥梁安全管理工作，消除安全隐患，保障人民群众生命财产安全，我中心对本镇桥梁安全管理工作进行了调查研究，现将有关情况报告如下：
一、我镇桥梁的基本情况
（一）桥梁养护范围方面的情况
经统计，我镇共有13座桥梁，其中目前
正常使用的桥梁10座，危桥3座（岗圩桥、村边旧桥、坑水桥）。2022年期间，为便于管理，市有关部门对市、镇桥梁养护范围进行了重新划分确定，划分后，目前属于市地方公路总站养护的桥梁5座（南余桥、外环桥、北山桥、边村桥、田步桥），主要分布在镇外环；属于镇政府养护的桥梁8座（中山桥、高架天桥、汽车站—**村桥、车岗桥、巷头桥以及3危桥），主要分布在镇内环。
（二）桥梁的检测情况
根据我中心掌握的现有桥梁检测资料，我镇桥梁的检测情况大致如下：
2000年3月，我镇投入36万元，对外环桥、边村桥、田步桥、车岗桥和西环桥等5座桥梁进行了安全检测，除了南环桥，其余4座桥梁检测结果正常。
2022年3月，由于南环桥在2000年检测时被鉴定存在一定的结构安全隐患，为确保桥梁安全使用，我镇投入48万元，对南环桥进行了加固处理。
2022年9月，对外环桥、**岗圩桥、**村尾—边村旧桥、**坑水桥进行了检测，检测鉴定报告除北环桥可以正常使用，将其余3座桥梁定性为危桥。
2022年由市交通局对神山桥进行了安全检测，检测结果正常。
2022年10月**中山桥由交通部公路检测中心进行了检测，检测结果正常。
今年8月，由交通部公路检测中心对外环桥进行了检测，检测结果还没有出来。
另外，因为还有部分桥梁检测资料在市地方公路总站，我们无法对桥梁检测情况作完整统计。
三、我镇桥梁养护管理方面存在的问题
1、桥梁评估检测工作滞后。按桥梁常规检测要求，一般每隔3-5年需要检测一次，但我镇有部分桥梁于2000年检测后，至今已经7年多时间没有进行检测，以前的检测结果已过了有效期，而当下桥梁的性能及安全状况得不到权威认证，是否存在安全隐患心里没数。
2、没有建立日常养护管理机制。近几年来，在市有关桥梁主管部门的部署下，我镇对桥梁养护管理方面做了一定的工作，但工作力度还不够，没有建立起日常养护管理制度和定期与临时检查制度。
3、部分桥梁养护管理职责不明。如高架天桥，2022年前属于市地方公路总站养护，2022年调整后，已划归我镇政府养护，而我们之前并不知道这个情况，以为是铁路部门或市地方公路总站养护，导致高架天桥近几年的养护工作没有跟上。
4、桥梁档案资料不完整。镇内现有的13座桥梁，由于大都建成多年，无施工图纸、竣工验收报告等资料，给桥梁养护带来了一定的难度。另外，以前属于市地方公路总站养护的桥梁，如高架天桥，中山桥，2022年移交给我镇政府养护后，但该桥梁以前的养护记录资料却没有移交给我们，使今后的养护以及检测缺乏一些基础数据。
5、3座危桥只有坑水桥已封闭禁止机动车通行，岗圩桥、边村旧桥没有落实禁止机动车通行的封桥措施。
6、桥梁限载标志不完善。我镇市级、镇级道路桥梁除长村桥限载为10吨外，其余各座桥的限载均设置为20吨。经调查，共有10座桥梁需要完善16个限载标志。
7、桥梁养护技术力量薄弱。目前，镇有关职能部门内无桥梁养护专业工程师，也没有桥梁检查仪器设备，镇桥梁治理工作小组平时检查桥梁，只能以目测为主，而目测只能看到桥梁表面，不知道桥梁内部结构的情况。
四、对我镇今后桥梁养护工作的意见和建议
为保障人民群众的出行安全，我们需要切实增强责任感和紧迫感，本着“预防为主，安全第一”的原则，按照有关桥梁安全管理要求，扎扎实实做好桥梁安全隐患排查治理工作，落实措施，加强防范，全面消除桥梁质量安全隐患，确保桥梁安全使用。现向镇委、镇政府提出如下工作建议：
1、落实桥梁养护工作机构和人员。镇现有的桥梁整治工作领导小组要切实担负起桥梁养护管理的工作责任，认真组织开展桥梁安全隐患排查治理工作，并将桥梁安全隐患排查治理工作日常化、制度化和正常化。同时，此工作机构作为桥梁养护管理的主要责任主体，要在今后长时间内存在（成员可根据实际情况进行调整），充分发挥其作用。
2、建立常规检测制度。对属于镇政府养护的桥梁，制定常规检测计划，每隔3-5年请具有相应资质的桥梁检测机构检测一次。
3、落实桥梁养护专项经费。将镇桥梁养护专项经费纳入镇财政年度预算，预计年养护费50万元左右。
4、做好桥梁资料的保管工作。桥梁资料的保管工作由镇公用事业服务中心统筹负责，每一座桥梁建立一个养护档案，对每一次的检查、养护和检测情况作好详细的记录，连同检测鉴定资料统一存档。同时，要与市地方公路总站取得联系，将高架天桥、中山桥以前的养护资料移交过来，为今后的持续养护工作提供参考资料。
5、加大超载车辆查处力度。完善桥梁有关标识设置，明
确限载吨位。镇交警部门要定期安排警力，对严重超载的重型车辆通过桥梁进行查处，以改善桥梁长期处于超负荷运行的状态，保障桥梁正常和安全运作。
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