桥梁工程的发展历史回顾与未来展望_程勇
我国桥梁工程的发展历程与成就

我国桥梁工程的发展历程与成就一、1.1,1.2桥梁工程是人类社会发展的重要标志之一,它不仅在交通运输、军事防御等方面发挥着重要作用,而且在促进地区经济、改善人民生活等方面也具有重要意义。
自古以来,我国就有了许多著名的桥梁,如赵州桥、洛阳桥等。
这些桥梁见证了中华民族的智慧和勤劳,也为世界桥梁建设史留下了浓墨重彩的一笔。
进入现代社会,我国桥梁工程发展迅速,取得了举世瞩目的成就。
从新中国成立之初,我国就开始了桥梁工程建设的探索。
在此期间,我国桥梁工程师克服了许多困难,攻克了一个又一个技术难题,为我国桥梁事业的发展奠定了坚实基础。
二、2.1,2.2,2.32.1 新中国成立初期的桥梁建设新中国成立之初,我国桥梁工程建设面临着许多困难。
由于长期战乱,许多桥梁被毁,基础设施严重损毁。
为了恢复和发展国民经济,我国政府高度重视桥梁建设,制定了一系列政策措施,加强了对桥梁建设的投入和管理。
在这一时期,我国桥梁工程师依靠自己的聪明才智和辛勤努力,成功建设了许多重要的桥梁,如武汉长江大桥、南京长江大桥等。
这些桥梁的建设,不仅为我国经济发展提供了有力支持,而且在国际上也产生了广泛影响,提升了我国的国际地位。
2.2 改革开放时期的桥梁建设改革开放以后,我国经济得到了快速发展,桥梁建设也进入了一个新的阶段。
在这一时期,我国桥梁工程师紧跟时代步伐,不断创新技术,提高建设水平。
他们成功建设了许多世界级的桥梁,如港珠澳大桥、杭州湾跨海大桥等。
这些桥梁的建设,不仅展示了我国桥梁工程的强大实力,而且为世界桥梁建设提供了宝贵的经验和借鉴。
2.3 新时代的桥梁建设进入新时代,我国桥梁工程建设面临着新的挑战和机遇。
为了适应国家发展战略的需要,我国政府加大了对桥梁建设的投入,推动了一系列重大工程项目的实施。
我国桥梁工程师积极拓展国际视野,与世界各国开展交流与合作,共同推动桥梁工程技术的发展。
在这一时期,我国桥梁工程师成功建设了许多具有国际影响力的桥梁,如青岛胶州湾大桥、成都天府国际机场T3航站楼互通立交桥等。
桥梁工程在中国发展中的未来展望

桥梁工程在中国发展中的未来展望随着时代的发展和科技的不断进步,桥梁工程在中国的发展已经取得了长足的进步,但是我们仍然有着更为宏伟的展望与期待。
未来的桥梁工程将手把手实现高质量、高效率、低成本的目标,切实满足人们生产和生活的多元需求,构建出更为美丽、更为宜居的城市环境。
首先,在未来的十年里,桥梁工程将持续迈向高质量建设。
由于桥梁工程的建设涉及到公共基础设施的建设,因此,对于材料、工程和设计等各个方面都有着更为严格的要求。
未来,感兴趣的领域,如人工智能、机器学习等将逐渐发挥其在桥梁工程领域中的优势作用。
这些新技术的作用将是优化桥梁设计的构思、完善运营管理和后期维护机制。
不仅如此,在实际建设中,利用云计算等技术配合场地信息和数据分析,也可以更准确地预测桥梁工程的风险,提前制定有效的施工方案,从而在建设完成后极大地降低损失。
其次,未来桥梁工程将实现更为高效率的建设。
从人力资源的配备到施工机器的使用,都将提高效率,因此未来的桥梁工程将在更短的时间内得到完成。
首先,人力资源方面,未来桥梁工程将有足够的工程师和施工队,而不再担心人才短缺的问题。
另外,未来人力资源的获取途径也将更为于便捷,其他领域有着相似的工程和设计技术的专业人才,将更容易地加入到桥梁工程领域,拓宽了人才源头。
其次,机器的使用和引进也将使未来桥梁工程更快完成。
例如,在设计阶段,计算机辅助设计(CAD)的使用将为基础设计提供一个更为高效和表现力更强的工具。
此外,3D 打印技术正在被应用于桥梁工程领域,这将使未来的桥梁工程领域里难度较低的部分,像桥墩、裙边等可以通过3D技术很快完成,而不再需要人工制造,这降低了制造成本和生产时间。
last but not least,未来桥梁工程将拥有更低的成本。
低成本与高质量、高效率是一个相辅相成的关系,想要拥有这些优秀的业绩表现,将本着控制成本为先的原则,实现全过程的降本和节能,降低材料和制造成本等多个环节都会在成本控制中综合考虑。
桥梁工程的未来发展方向

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桥梁工程的未来发展方 向
■ 闫桂 豪
发展桥梁工程技术是满足我 国城市化建设 与发展 的重 要手段。 随着我 国城市化进程加速 以及交通基 建技术水平 的提 高,大量 高等 级桥 梁工程 不仅具 有庞 大的建设规模 , 而且技术难度 大 ,施工水平 要求高 ,从某种 意义上讲 ,桥 梁工程 的发展 是城市 建设水平 的重要标 志。
二、桥 梁建筑构 造未来发展 1.桥梁建筑材料 的发展 桥 梁工程的发展与其建筑材料之 间存在着相互依赖和 相互促进 的关系。随着社会发展对工程安全 、环保 、低碳 要 求越 来越 高 ,桥梁工程材料需 向高强 、轻质 、耐久 以及 节 能、环保 、生态等方向发展 。 由于钢 筋混凝土结构具有使用广泛 、成本经济 、耐力 久 等优 点 ,需进 一步开展混凝土原料 的升级 ,通过质量控 制、生产工 艺、钢板 与混凝土混合结构等方式 ,提高原有 强度 ,降低后期 变形 ,提高耐 久性。 高端钢 材是 桥梁 建筑 材料 未来 发展 的另一 方 向。开 发并应用添 加稀 有金属改性后的复合钢材 ,能够极大地提 高钢材 的抗疲 劳强度 ,从而提高桥梁工程 的安全性与可靠 性 。 除此之外 ,研究应用碳纤维等新型工程材料建造桥梁 工程成 为当前科学研 究的热点 ,例如 :用于桥梁 的轻质 、 高强、耐腐 蚀和耐疲劳的碳纤维拉 索材料 ,用于建筑 、桥
石质 桥梁 需要 解决横 搁石 梁 受材 料 强度 的限制 ,跨 度 不 能 太 大 的难 题 。 为 了加 大 桥 的 孔 径 ,于 是 采 用 了几 种 方法 ,最简 单的办法 建筑上称 之为 “叠涩”。将石 梁从桥 墩上一层层地挑 出叠置 ,然后在缩短 了的桥孔上搁石梁。 另外一种 方法是用石梁架成五边形 的石桥 ,五边形石桥是 一 种介于梁和拱 之间的桥式。如按结构细节和受力情况来 看 ,这种桥只 有在两端 自重很重 ,载重较轻 ,两侧桥 台能 承 受水平推 力的条件下才能维持稳定。
浅谈道路桥梁路基施工 程勇

浅谈道路桥梁路基施工程勇摘要:在道路桥梁施工项目建设中,其作为我国经济发展的推动力,在社会经济发展中占据着较为重要的地位。
在当前道路桥梁建设中,其建设的力度逐渐增大,随之而来的是道路桥梁路段的沉降问题。
沉降路段会降低道路桥梁的使用质量,而且在车辆行驶中会出现跳车的问题,因此,在道路桥梁工程施工及使用的过程中,需要提高对道路桥梁沉降路段路基路面的质量控制,相关的项目人员需要提高对道路桥梁技术的分析,通过对沉降发生问题的分析,提高工程项目的整体质量,从而为道路工程中路基路面施工技术的强化奠定良好基础。
关键词:道路桥梁;沉降段路;路基施工;技术分析1 市政道路桥梁路基施工管理要点1.1 市政道路桥梁路基填料的选择在进行路基施工中,不同施工区域的施工现场对路基填料的选择也是不同的。
其中,路基填料的性能和路基填料的质量都存在差异,自身含水量也是影响路基压实系数的关键因素。
路基含水量是影响压实度的重要因素,进一步的影响着施工设计标准。
所以,在进行市政道路建设之前,施工单位应该对施工区域土质进行测量,随后进行使用填料的选择,对于不能引进的路基填料包括淤泥、沼泽土、冻土、有机土等。
除此之外,需要对施工进场的建筑材料进行严格的审查与检测,对混凝土和钢筋、模板等进行严格审查,保证施工源头的质量。
1.2 合理选择施工设备路基施工设备对于路基工程质量的重要性与路基施工工艺对于路基工程质量重要性相同,所以,要选择符合施工需求的施工工艺和施工设备。
比较常用的路基施工设备主要包括振动压路机、静力光轮压路机等。
其中,机械化的大吨位压实机是现在比较常用的道路桥梁路基施工设备。
目前,现代化的施工设备在保证施工效率的同时,还能够保障施工质量,降低施工资金的投入,保证施工过程的安全,实现企业的最大利益化。
但是,在具体的操作中,很多施工单位并没有根据自身的施工情况进行施工设备的选择,只是一味的进行先进的施工设备的引进,导致在施工环节中存在很多小细节需要进行处理,因此,需要对施工特点和施工土质进行全面的考量,在保证路基施工质量的同时,实现企业的社会效益和经济效益,提高企业的综合实力。
桥梁工程未来展望

桥梁工程未来展望桥梁的基本组成:桥梁有四个基本部分组成,即上部结构,下部结构,支座和附属设施。
一.上部结构:在线路中断时跨越障碍的主要承载结构。
二.下部结构:桥墩和桥台是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的构筑物。
设臵在桥两端的称为桥台,桥台还与路堤相衔接,抵御路堤土压力;防止路堤填土的滑坡和塌落。
桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分,通常称为基础。
三.支座:在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设臵的传力装臵。
它不仅要传递很大的荷载,并且还要保证桥跨结构能产生一定的变位。
1. 古代桥梁史1.1古代桥梁的特点:古代桥梁的设计和施工完全依靠建造者的经验,缺乏现代力学知识的指导,施工技术比较原始,建造工具简单。
建桥材料主要以天然的或加工过的木材,石材为主,还包括竹索,藤索,铁索等。
中国古代桥梁在选址,布局,结构构造,艺术造创造型及环境协调等方面都有许多创造,形成了独特的风格。
由于古代桥梁跨径小,多为拱桥。
1.2古代著名桥梁掠影:1.2.1石拱桥:赵州桥是世界上现存最早,保存最好的石拱桥,桥两端的石拱上辟有两个敞开的小拱,这种结构既可以减轻桥身的重量,又起到减少流水冲力的作用,非常符合科学原理,是当时世界桥梁中的首创。
1.2.2石梁桥:福建泉州安平桥是目前世界上最长的石梁桥,被誉为“天下无桥长此桥”。
1.2.3索桥:四川灌县的竹索桥和泸定县的大渡河铁索桥。
2.现代桥梁:进入21世纪,由于科学技术的进步,工业水平的提高,人类社会文明的发展,桥梁工程日新月异。
随着时代前进的步伐,人们对桥梁建筑提出了更高的要求,对“适用、、经济、美观”的桥梁设计原则赋以更新的内容。
例如,现在对土建结构的美学要求愈来愈高,结构物不再单纯作为满足使用要求的工程实体,而要作为一种空间艺术存在于人类社会之中,又如对环境保护的要求也愈来愈高,如防噪音、防振动、防污染等。
而在材料方面,现代桥梁已不仅仅局限在石材,木材等天然材料,而是运用现代建筑材料,即钢材,混凝土以及石灰,砂浆,木材,建造出非常坚固耐用而又美观时尚的建筑桥梁。
我国桥梁工程的发展历程与成就

我国桥梁工程的发展历程与成就1. 早期的桥梁工程:基础奠定1.1 古代桥梁的智慧说到我国的桥梁工程,咱们得从古代说起,那可是了不起的历史了。
古人那时候就已经开始在山间河流上修桥了,简直是智慧的结晶。
比如说,古代的赵州桥,您听过吗?它可是公认的“世界桥梁之最古老”的一个。
赵州桥不仅用了当时最先进的技术,还真是经得起岁月的考验,真是古代工匠的骄傲。
还有,咱们的悬索桥,在古代的时候就开始出现了,像是《清明上河图》里那些桥梁,都是当时的骄傲呢。
1.2 明清时期的进步到了明清时期,桥梁的技术有了进一步的发展。
这个时候,咱们的桥梁不仅数量增多了,而且设计也越来越精巧。
那些大气的石拱桥、优雅的木质吊桥,都给咱们留下了不少美丽的记忆。
尤其是明清时期的桥梁,不仅为了交通便利,还兼顾了美观,真是“行走的艺术品”呢。
像是北京的琉璃厂桥、上海的黄浦江桥,这些都是当时桥梁技术的经典代表。
再看那些清代的彩绘桥,真是让人觉得古人不仅有智慧,还有大气!2. 现代桥梁的飞跃:技术创新2.1 改革开放后的突破改革开放后,我国的桥梁工程简直是飞速发展了,像是坐上了火箭一样。
尤其是进入21世纪,咱们的桥梁技术就像开了挂一样,各种创新层出不穷。
看看那长江大桥、雄安新区的跨江大桥,简直是工程界的奇迹。
这些桥梁不光是技术上的突破,更是经济发展的有力支撑呢。
像是武汉的长江大桥,那个真是让全国人民都惊叹不已,时至今日依然是交通的重要枢纽。
2.2 世界级的桥梁:走向国际如今的中国桥梁,已经不再只是“家里”的骄傲了,咱们的技术早已走向了世界舞台。
各种世界级的桥梁工程,咱们也有了,像是海南的南渡江大桥,真是把世界瞩目。
这些桥梁不仅体现了咱们的工程技术实力,也展示了中国的工程师们那种敢于创新、勇于突破的精神。
现在,咱们在许多国际项目中都是领头羊,真是让人自豪得不要不要的。
3. 展望未来:桥梁的美好蓝图3.1 智能化桥梁的未来未来的桥梁工程,不再只是单纯的钢筋混凝土了。
道路与桥梁工程的发展与创新

道路与桥梁工程的发展与创新道路与桥梁工程是现代社会基础设施建设中不可或缺的重要组成部分,其发展与创新直接关系到城市交通运输发展、经济繁荣与社会稳定。
随着科技的不断进步和社会的不断发展,道路与桥梁工程也在不断进行改革和创新,以适应新时代的需求。
本文将从历史发展、现状与未来趋势等方面进行探讨,以期更好地了解道路与桥梁工程的发展与创新。
一、历史回顾道路与桥梁工程的历史可以追溯到人类文明的早期。
早期的道路是人们步行、骑马或使用牲畜拉车时所沿用的自然产物。
桥梁则是人们跨越河流、山谷和深坑等天然障碍时所建造的结构。
在人类社会逐渐进入现代化阶段之后,道路与桥梁工程也得到了飞速的发展。
19世纪,随着工业革命的兴起,铁路交通成为了极为重要的交通方式,高速公路、立交桥、隧道等建筑也相继出现。
20世纪末至21世纪初,新技术的不断涌现,如水泥混凝土、钢筋混凝土、预应力技术等,使得道路与桥梁工程在设计、材料、施工等方面都取得了显著的进步。
二、现状分析在当前阶段,道路与桥梁工程已经成为了城市建设和国家基础设施建设的重中之重。
作为城市交通运输基础设施的核心部分,道路与桥梁工程的质量和数量直接关系到城市交通的畅通和便捷。
各国在道路与桥梁工程领域都进行了大量的投入与研究,以满足不断增长的交通需求和城市发展的要求。
在技术方面,现代工程建设中采用了各种最新的科学技术,如数字化设计和施工、智能化监测和维护、绿色环保材料和设施等,使得道路与桥梁工程在质量和效益上都有了极大的提升。
近年来,为了满足新时代的发展需求,道路与桥梁工程不仅在数量和质量上取得了长足进步,而且在急需解决的问题上也取得了显著的成果。
首先是在交通拥堵和环境污染领域的创新。
在一些拥堵和环境污染比较严重的城市,一些新的道路与桥梁工程方案得到了推广应用,如地下隧道、空中立交桥、绿色环保隔音墙等。
这些新技术的应用既缓解了交通拥堵问题,又改善了城市的环境质量。
其次是在节能减排和资源循环利用领域的创新。
我国桥梁工程的发展历程与成就

我国桥梁工程的发展历程与成就一、引言大家好,今天我们来聊聊我国桥梁工程的发展历程与成就。
说起桥梁,相信大家都不陌生。
桥梁是连接两岸的重要通道,它不仅承载着人们的出行需求,还承载着国家的发展梦想。
从古至今,我国桥梁工程经历了漫长的发展过程,取得了举世瞩目的成就。
下面就让我们一起回顾一下我国桥梁工程的发展历程,感受一下那些震撼人心的瞬间。
二、古代桥梁1. 木桥时代在远古时代,人们还没有发明铁器,只能用木头搭建桥梁。
那时候的桥梁,大多是横跨河流、峡谷等地形的简单木板桥。
虽然这种木桥结构简单,但它却是人类文明发展的象征,见证了人类智慧的结晶。
2. 石拱桥时代随着铁器的出现,人们开始用石头建造桥梁。
石拱桥是古代桥梁建筑的一大创新。
石拱桥的结构稳定,承重能力强,使用寿命长。
在我国,著名的石拱桥有赵州桥、洛阳桥等。
这些石拱桥不仅是古代交通的重要设施,还是中华民族智慧的瑰宝。
三、现代桥梁1. 钢铁巨龙——武汉长江大桥武汉长江大桥是我国第一座自主设计、建造的大型钢铁桥梁。
它的建成,标志着我国桥梁工程进入了一个新的时代。
武汉长江大桥全长约1670米,主桥跨度长达167米,是当时世界上最长的钢桁梁悬索桥。
武汉长江大桥的建设,不仅解决了长江流域的交通问题,还为我国桥梁工程技术的发展积累了宝贵的经验。
2. 世界奇迹——港珠澳大桥港珠澳大桥是我国一座跨越伶仃洋的超大型跨海工程。
这座大桥全长约55公里,包括海底隧道、沉管隧道、斜拉桥等多种建筑形式。
港珠澳大桥的建设,展示了我国桥梁工程技术的最高水平。
这座世界奇迹,不仅是粤港澳大湾区的交通枢纽,更是中华民族自信的象征。
四、未来桥梁1. 智能桥梁——雄安新区白洋淀大桥雄安新区白洋淀大桥是一座智能化的桥梁工程。
这座大桥采用了世界上先进的无人驾驶技术,可以实现自动驾驶、自动控制等功能。
雄安新区白洋淀大桥的建设,将为雄安新区的交通建设提供有力支持,也将为我国桥梁工程技术的发展开辟新的道路。
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桥梁工程的发展历史回顾与未来展望程勇(中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司,南宁530003)摘要:桥梁工程是一门融合工学与艺术的综合学科。
桥梁作为一种基础设施,在改善交通状况的同时,也是自然景观的重要组成部分。
近代工业革命以及各种高新技术浪潮的冲击,使社会的各个领域发生了深刻的变革,人们所关注的桥梁工程领域也因此获得了巨大发展。
总结桥梁学科的发展历程和规律,论述目前该学科发展的前沿问题和未来发展趋势,指出我国桥梁建设与外国桥梁建设的差距,勉励我们在创新、质量和美学方面不断努力,让中国早日从桥梁大国发展为桥梁强国。
关键词:桥梁工程;发展历史;前沿问题;发展前瞻;差距中图分类号:U442.5文献标识码:A文章编号:1009-7961(2010)03-0059-06The Historical Review and Future Prospect of the Bridge EngineeringCHENG Yong(Nanning Branch of China Railway SiYuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Nanning 530003,China )Abstract :Bridge engineering is an integrated subject with engineering science and art combined.Bridges are not only an infrastructure which could improve the traffic situation ,but also an important part of natural land-scape.With the impact of the industrial revolution and various advanced technologies ,the significant progress has been made in the research field of bridge engineering.In this paper ,based on the summarization of the his-tory and law of the bridge engineering's development ,the frontier problems and future tendency of this subject at present have been described ,and the gaps in bridge construction between China and foreign counties have been discussed ,which could urge us to make efforts in the aspects of innovation ,quality as well as the aesthetics ,hence making our country shift from a big country of bridge to a very strong one.Key words :bridge engineering ;history of development ;frontier issues ;development tendency ;gap收稿日期:2010-05-31作者简介:程勇(1975-),男,甘肃武山人,助理工程师,主要研究方向为桥梁隧道的设计与研究。
0前言桥梁的建造和人类的文明发展息息相关,也是人类文明的重要组成部分。
建造桥梁,跨越障碍,是人类不懈的追求与梦想。
毛主席曾有诗云:一桥飞架南北,天堑变通途。
今天的桥梁不仅可以实现人类跨越大山大河的梦想,它还可以极大地改善城市的交通状况,有的还是城市特有的一道亮丽风景。
桥梁的发展历史也是一部科技的发展历史,它始终紧跟科学技术发展的步伐,不断创新,产生了一次次的飞跃。
1桥梁学科的发展历史及规律距今约三千年时,我国已掌握架设大型浮桥的技术,在宽阔的渭河上架设浮桥。
至18世纪前,桥梁建筑大都以石料、铁、木材为主要的建材,其中以赵州桥和大渡河铁索桥(见图1和图2)为典型代表,体现了古代中国桥梁的伟大成就[1][2]。
赵州桥原名安济桥,建于隋代,桥全长约50.82米,拱矢高7.23米,是我国现存的石拱桥中最古老并为当时跨径最大的石拱桥,且是世界桥梁史上敞肩拱的首创。
泸定桥建于清康熙年间,水平跨度100米,桥梁宽度2.9米,跨度超越了19世纪欧洲和北美所建造的第一批这种类型的第19卷第3期淮阴工学院学报Vol.19No.32010年6月Journal of Huaiyin Institute of Technology Jun.2010铁桥,且在250年后的今天仍在使用中。
图1赵州桥图2大渡河泸定桥18世纪以后,欧洲进入工业社会,开始进行大规模的铁路桥梁建设,这是现代桥梁的开端。
19世纪,波特兰水泥、现代钢材在欧洲出现,土木工程实现了质的飞跃,桥梁结构形式及规模有了突破,混凝土桥和钢桥的发展获得了空前的发展。
迄今,以美国布鲁克林悬索桥及英国福斯悬臂桁架桥(见图3)为标志的桥梁建筑仍散发着西方工业文明的气息[3]。
其中,福斯铁路桥建于1890年,是跨越福斯湾海峡上的第一座桥梁,结构体系新颖,采用“纺锤型”桁架形式,施工历时七年,动用了四千多名工人,高空施工牺牲98人,并造成了数百名人员伤残。
图3英国福斯悬臂桁架桥20世纪初,预应力混凝土研制成功,开始了预应力混凝土桥梁结构的时代,结构开始向大跨度结构发展。
30年代起世界上掀起了建设大跨悬索桥的高峰,50年代斜拉桥结构得以初现光芒并很快波及世界桥梁工程界。
60年代日本、丹麦开辟了兴建跨海工程的先河。
80年代初,我国迎来了改革开放的新时期,加快了基础建设的步伐。
特别是近十年,我国建成了代表当今世界桥梁最高发展水平的一大批斜拉桥和悬索桥(见图4和图5),从此确定了中国在世界桥梁工程界的地位。
2008年我国建成的跨径1088m 的苏通大桥是当今世界跨度最大的斜拉桥,创造了最大跨度、最深基础、最高桥塔、最长拉索四项世界之最;2009年建成的西堠门大桥主跨1650米,是目前世界上跨度60淮阴工学院学报2010年第二的悬索桥,且是世界上最大跨度的钢箱梁悬索桥。
步入新世纪,以碳纤维为代表的高级复合材料、光纤传感技术、智能化施工等新技术正逐步渗透到桥梁工程领域之中,各种组合结构、轻型结构异军突起。
从桥梁发展的历史过程可以看出,桥梁从3000年前发展到今天,始终与新材料和新技术的发展息息相关。
目前,桥梁工程学科已发展成为融理论分析、设计、施工控制及管理于一体的系统性学科。
由于科技的进步,一些相关的学科也渗透到桥梁工程领域中,发展了新的分支学科,如桥梁抗风、抗震、桥梁CAD、桥梁的施工控制以及桥梁检测技术等等。
此外,桥梁学科与建筑、艺术、材料、电气化等学科的交叉发展也愈来愈多。
图4苏通大桥图5润扬长江大桥2桥梁学科的前沿问题2.1跨海大桥的建设跨海大桥是桥梁工程中最具有挑战性的工程[4]。
跨海大桥往往跨度大,自身结构受力性能复杂,同时复杂的自然环境给施工带来许多限制和难题。
但跨海大桥的修建对于改善桥两端地区的交通状况具有极其重要的战略意义,同时能够极大地带动附近区域的经济发展,因此不少国家从上世纪六十年代开始陆续修建跨海大桥,以便将本国的领土乃至世界五大洲连接起来,形成一个世界范围内的交通网。
其中,以美国1937年建成的金门大桥(见图6)和日本1998年建成的日本明石海峡桥(见图7)最为著名。
图6美国金门大桥图7日本明石海峡桥尽管目前桥梁建造技术有了极大地发展,但是在跨海大桥的建设中,仍存在如何确定最佳桥位、突破现有的测量手段、抵抗海水侵蚀提高耐久性、深水基础的施工以及海上施工机械的研发等第3期程勇:桥梁工程的发展历史回顾与未来展望61大量尚待解决的问题[5]。
2.2桥梁动力学问题的研究桥梁动力学问题主要包括桥梁抗风、桥梁抗震和车振效应这三个方面,这三个方面的研究目前都很活跃,处在学科研究的前沿[6]。
人们对桥梁抗风问题的研究始于1940年美国华盛顿州新建的塔科马桥(Tacoma)毁于暴风,至此人们才发现风振对大跨度桥梁的影响,掀开了有关桥梁抗风理论研究的序幕。
多年来,关于桥梁对风致振动响应的分类,已经取得较为一致的认识,目前的研究主要集中在动力失稳(主要是颤振)和紊流响应(抖振)方面。
桥梁抗震领域,如何寻求有效的手段来抵抗地震对桥梁的破坏,是目前研究的主要方向。
目前结构设计的方法正从传统的强度理论向延性抗震理论过渡,以期能解决地震中常出现的落梁、基础破坏等现象。
自上世纪60年代起,隔震、减震方面的研究日趋活跃,减隔震装置的研究也成为研究的热点[7]。
列车在通过桥梁时将引起桥梁结构的振动,而桥梁的振动又反过来会影响车辆的振动,这种相互作用、相互影响的问题就是车辆与桥梁之间振动耦合的问题。
同时,轨道不平顺也影响到车-桥的振动,形成列车-轨道-桥梁的大系统动力相互作用问题。
一百多年来关于列车—桥梁振动的研究表明了车桥振动这一问题的复杂性与困难性。
尤其目前我国正在进行高速铁路的大规模建设,高速铁路列车时速高达350km/h,它引起桥梁振动的主要因素和振动机理与中低速情况有很大差别,因此,桥梁设计除采用静态计算外,还须进行车-线-桥耦合振动分析,以保证在高速行车下司机和旅客的安全性和舒适性[8]。
2.3旧桥的加固桥梁设计有设计基准期,也就是说所有的桥梁都有一定的寿命,因此桥梁的维修、养护和加固是桥梁学科里不可或缺的一部分。
既有桥梁维修加固的核心问题是对现有桥梁的力学性能的评估。
其研究内容包括对桥梁剩余寿命的评估、对桥梁损伤程度的评估、对桥梁承载能力的评估和加固方法的确定。
2.4桥梁的智能化施工为了确保桥梁在施工过程中结构受力和变形始终处于安全范围,且成桥后桥梁的线形及受力状态符合设计要求,在桥梁施工过程中必须进行严格的施工控制。
目前世界桥梁正在向更大的跨度挑战,为了确保这些巨型结构的安全,研究开发一种智能化的施工控制系统有着极其重要的社会意义和良好的市场前景。
目前国内外许多研究机构都在进行该技术的研究,主要内容包括数据高速采集系统、数据双向传输系统、智能参数识别系统与计算分析与决策控制系统等方面,以实现桥梁施工控制的高精度、高智能与高效率。
3桥梁工程学科发展前瞻本世纪以来桥梁工程已发展成系统性的工程学科,主体框架已构筑完毕,但远未完善。
可以预见,未来的世纪,这些分支将得以独立发展并逐渐成熟,同时也会相互渗透。