當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)與施工新技術(shù)

袁遠(yuǎn)

徐州市市政設(shè)計(jì)院有限公司

摘要：隨著我國社會(huì)的不斷進(jìn)步、發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)水平的提高，我國的橋梁建設(shè)技術(shù)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(jié)構(gòu)和新工藝等層出不窮。本文主要分析了我國當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)與施工的新技術(shù)，為提高我國的橋梁建設(shè)質(zhì)量和促進(jìn)我國橋梁建設(shè)的發(fā)展提供良好的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：橋梁建設(shè)；橋梁設(shè)計(jì)；施工新技術(shù)；質(zhì)量控制

引言：自古以來，我國橋梁建設(shè)的規(guī)模都很大，而且發(fā)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(shè)計(jì)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(nèi)，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(shí)對(duì)開。橋身為三聯(lián)連續(xù)橋梁，終年巨輪航行無阻。正橋的兩端建有具有民族風(fēng)格的橋頭堡，從底層大廳至頂亭，有電動(dòng)升降梯供人上下。附屬建筑和各種裝飾，均極協(xié)調(diào)精美，整座大橋異常雄偉。若從底層坐電動(dòng)升降梯可直接上大橋公路橋面參觀，眺望四周，整個(gè)武漢三鎮(zhèn)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(shè)已經(jīng)擁有了許多創(chuàng)新的專利，形成了我國橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)的優(yōu)勢。然而，我們?nèi)匀恍枰接憳蛄涸O(shè)計(jì)和施工的新技術(shù)為橋梁建設(shè)的新技術(shù)提供質(zhì)量對(duì)策。

一、我國橋梁建設(shè)的新成就

伊藤學(xué)先生（即國際橋梁協(xié)會(huì)的主席），曾經(jīng)說過，關(guān)于世界橋梁的建設(shè)，70年代看歐美，90年代看日本，21世紀(jì)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(shè)技術(shù)和成就已經(jīng)突飛猛進(jìn)，在國際橋梁建設(shè)上已經(jīng)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(shè)計(jì)技術(shù)和施工技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際橋梁建設(shè)的先進(jìn)水平，標(biāo)志著我國橋梁建設(shè)的進(jìn)步和發(fā)展。

二、我國橋梁設(shè)計(jì)新技術(shù)的概述

我國橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展取決于我國橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷更新。隨著我國橋梁建設(shè)的進(jìn)步和發(fā)展，橋梁的設(shè)計(jì)技術(shù)也趨于先進(jìn)的技術(shù)水平，例如全壽命周期的設(shè)計(jì)理念、數(shù)字化和智能化技術(shù)的應(yīng)用、橋梁設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)載激光雷達(dá)或者 GPS 等勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)用等。

1、全壽命周期的設(shè)計(jì)理念

我國橋梁設(shè)計(jì)全壽命的設(shè)計(jì)理念能夠使其在全壽命周期之內(nèi)，以相對(duì)最好的設(shè)計(jì)和相對(duì)最低的建設(shè)成本來達(dá)到最好的建設(shè)效果和最大的經(jīng)濟(jì)效益，是我國社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)達(dá)到最大總體效益的最終目標(biāo)。橋梁的建設(shè)成本主要有橋梁建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管養(yǎng)、運(yùn)營、拆除和回收再利用等方面。關(guān)于橋梁建設(shè)的設(shè)計(jì)，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(shè)投入的總成本，例如橋梁建設(shè)時(shí)所投入的成本，橋梁建設(shè)從設(shè)計(jì)、施工到建成以及之后報(bào)廢拆除等所有的成本。全壽命周期的設(shè)計(jì)理念在我國的一些橋梁建設(shè)中已經(jīng)得到了充分地應(yīng)用，推動(dòng)了我國橋梁建設(shè)的進(jìn)步和發(fā)展。

2、數(shù)字化和智能化技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化和智能化技術(shù)已經(jīng)充分地應(yīng)用在我國的橋梁設(shè)計(jì)過程中，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)手段來輔助，進(jìn)行有效、快速的橋梁設(shè)計(jì)優(yōu)化與仿真分析；應(yīng)用虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的技術(shù)，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(tái)風(fēng)襲擊情況下的表現(xiàn)，以及對(duì)環(huán)境造成的影響和晝夜景觀等，以達(dá)到更好決策的目的。

3、我國橋梁設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化

現(xiàn)如今，我國已經(jīng)開發(fā)出了新的橋梁設(shè)計(jì)繪圖系統(tǒng)，例如“橋易彎斜變寬箱梁設(shè)計(jì)繪圖CAD 系統(tǒng)”、“橋易橋梁下部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析 CAE 系統(tǒng)”和“橋易大跨度變截面箱梁設(shè)計(jì)繪圖 CAD 系統(tǒng)”等，不僅將其運(yùn)用到了橋梁的建設(shè)過程當(dāng)中，還開發(fā)和運(yùn)用了橋梁建設(shè)涉及的通用圖等，實(shí)現(xiàn)了我國橋梁設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)。

4、機(jī)載激光雷達(dá)或者 GPS 等勘測設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)用

機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)是綜合利用激光、GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的一種數(shù)據(jù)采集技術(shù)，與傳統(tǒng)的航空攝影測量技術(shù)相比，它有很多優(yōu)勢，例如它的自動(dòng)化程度相對(duì)比較高、生產(chǎn)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(shù)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)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(shí)空分辨率的地球空間信息的一種新的技術(shù)手段。對(duì)于海量高精度、高密度地形數(shù)據(jù)庫的建立和公路 CAD 系統(tǒng)密切集成都起到了重要的作用。

三、我國橋梁施工的新技術(shù)

我國橋梁施工的新技術(shù)主要有機(jī)械設(shè)備的大型化、資源配置的多元化、施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化和項(xiàng)目管理的精細(xì)化等，可以主要概括為大型化、標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配化和智能化等幾個(gè)方面。

1、機(jī)械設(shè)備的大型化

隨著我國各大橋梁的規(guī)劃和興建，未來的橋梁建筑的施工需要大量的大型化機(jī)械設(shè)備，主要運(yùn)用在橋梁主梁的吊裝和運(yùn)輸，特別是針對(duì)跨?；蛘呤强缃忍卮髽蛄旱慕ㄔO(shè)，它們對(duì)大型化機(jī)械設(shè)備的要求更高、也更專業(yè)?？绾；蛘呖缃髽蚴┕に鶎Ｓ玫拇笮蜋C(jī)械設(shè)備都是根據(jù)所建筑橋梁的施工工藝來專門設(shè)計(jì)和制造的定制型機(jī)械設(shè)備，例如海上運(yùn)架梁起重設(shè)備、深水打樁機(jī)和大口徑專用鉆機(jī)等，而且這些都是非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。此外，我國橋梁建設(shè)的工廠化也是其大型化的體現(xiàn)之一，它主要體現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的預(yù)制安裝和施工等方面，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)制安裝的工藝流程為是由預(yù)制場的預(yù)制到小節(jié)段的分段安裝和小節(jié)段的整體安裝，最后是大節(jié)段的整體安裝。

2、資源配置的多元化

我國橋梁建設(shè)資源配置的多元化主要體現(xiàn)在先導(dǎo)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(shè)計(jì)法、直升飛機(jī)牽引法、飛艇牽引法和火箭拋送法等。

3、施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化

施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化主要是指主塔自升式模板支架系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，以及現(xiàn)澆梁施工流程的標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁現(xiàn)澆施工的流程主要是先進(jìn)行支架現(xiàn)澆，再進(jìn)行移動(dòng)模架整跨現(xiàn)澆，最后則是掛籃分段現(xiàn)澆。

4、項(xiàng)目管理的精細(xì)化

項(xiàng)目管理的精細(xì)化主要體現(xiàn)在鋼箱梁安裝的精細(xì)化，鋼箱梁安裝的工藝流程主要是先進(jìn)行工廠的加工制造以及現(xiàn)場的精確測量長度的調(diào)整，再進(jìn)行現(xiàn)場的定位焊接，最后進(jìn)行橋梁橋面吊機(jī)的施工技術(shù)安裝。

四、我國橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的發(fā)展趨勢

我國橋梁設(shè)計(jì)和施工的過程以實(shí)現(xiàn)有章可循、有法可依、有人監(jiān)督、有人負(fù)責(zé)這四個(gè)原則為目標(biāo)。未來，我國橋梁設(shè)計(jì)和施工等建設(shè)將由內(nèi)陸向沿海發(fā)展，由平原向峻嶺發(fā)展，將向深水、軟基、強(qiáng)風(fēng)和波浪等越來越高的通航標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，這發(fā)展趨勢需要依靠新的設(shè)計(jì)技術(shù)和施工技術(shù)以及系統(tǒng)集成，當(dāng)然科技發(fā)展是最主要的推動(dòng)力，所以我國橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的分析和研究工作十分重要。

結(jié)束語：國家的橋梁建設(shè)是展示一個(gè)國家綜合國力的關(guān)鍵。我國橋梁事業(yè)的不斷壯大和發(fā)展，體現(xiàn)了我國不斷提高的橋梁建造能力以及不斷更新的橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)水平。在大型橋梁的建筑設(shè)計(jì)和施工過程中，我國得橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)有了很大的提升。因此，分析我國當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)與施工的新技術(shù)至關(guān)重要，對(duì)我國橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展和設(shè)計(jì)與施工技術(shù)水平的提高有著十分深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

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