桥梁工程概论
桥梁工程概论 (3)
桥梁工程概论1. 引言桥梁工程是土木工程的一个重要分支，涉及到设计、建造和维护各种类型的桥梁结构。
桥梁作为连接两个地点的重要交通设施，对于现代社会的发展起着重要的推动作用。
本文将介绍桥梁工程的概念、分类、设计原则以及常见问题。
2. 桥梁工程的分类根据桥梁的结构形式和用途，桥梁工程可以分为多种不同类型，包括以下几种：2.1 按结构形式分类•梁桥：由横跨支承在两岸上的梁体构成。
•拱桥：通过弧形拱体来支撑桥面的桥梁。
•斜拉桥：通过斜拉索来支撑桥面的桥梁。
•悬索桥：通过悬挂在塔上的钢索来支撑桥面的桥梁。
•隧道桥：同时具备隧道和桥梁功能的桥梁。
2.2 按用途分类•公路桥：用于承载车辆和行人交通的桥梁。
•铁路桥：用于承载火车和列车交通的桥梁。
•人行桥：专门为行人设计的桥梁。
•管道桥：用于承载管道或导线的桥梁。
3. 桥梁设计原则桥梁设计需要考虑多种因素，包括结构强度、稳定性、耐久性和审美等。
以下是一些桥梁设计的原则：3.1 结构强度桥梁需要能够承受车辆和行人的荷载，因此结构强度是设计的重要考虑因素。
工程师需要根据实际情况确定桥梁的承载能力，并保证桥梁在使用过程中不会发生结构破坏的情况。
3.2 结构稳定性桥梁结构需要保持稳定，不受外力和自重的影响。
在设计过程中，需要考虑各种载荷的作用，以确保桥梁的结构稳定性。
3.3 耐久性桥梁需要经受长时间的使用和各种气候条件的影响，因此耐久性是一个重要的设计指标。
工程师需要选择合适的材料，并采取防腐蚀和防水等措施，以延长桥梁的使用寿命。
3.4 审美性桥梁作为城市的重要景观元素，其外观设计也需要考虑审美因素。
工程师需要设计出具有美观和独特性的桥梁结构，以提升城市的形象和吸引力。
4. 常见问题与挑战桥梁工程在设计、建造和维护过程中面临着一些常见的问题和挑战，包括以下几个方面：4.1 岩土工程问题在桥梁的基础设计和施工过程中，岩土工程问题是一个重要的考虑因素。
工程师需要进行土层勘察和地质分析，以确定合适的基础形式和处理措施。
桥梁工程概论
（三） 混凝土、石拱桥
我国拱桥有悠久的历史。目前我国已建跨径 在百米以上的石拱桥共有7座，跨度120m的湖南乌 巢河桥，建于1991年，创世界记录。几年来我国 已建成跨径在百米以上的箱形拱桥有10余座，跨 度最大达420m，建于重庆万县，1997年建成，它 是用钢管混凝土劲性骨架作为拱架施工的箱形拱 桥。
赵 州 桥（近代状况）
二、近代桥梁史上的成就
下1〜4表分别给出了世界各类现代 化桥梁跨径前十名排名表，从中可以看 出，我国许多桥梁都已进入重要名次， 甚至名列前茅。下面简要介绍我国近年 来修建以及正在兴建的一些大跨度桥梁 的情况。
排序
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
桥名
日本明石海峡大桥 大贝尔特东桥 汉伯桥
1、在距今约三千年的周文王时，我国就已在宽阔的 渭河上架过大型浮桥；
2、近代的大跨径悬索桥和斜拉桥也是由古代的藤、 竹悬索桥发展而来的；
3、在秦汉时期，我国已广泛修建石桥。举世闻名的 河北省赵县的赵州桥（又称安济桥），就是我国古代石拱 桥的杰出代表。
4、世界上现在尚保存着的最长、工程最艰巨 的石梁桥，就是我国于1053-1059年在福建泉州建 造的万安桥，也称洛阳桥。此桥长达800多米，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江底，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，此亦为世界上绝无仅有的 造桥方法。近千年前就能在这种艰难复杂的水文 条件下建造如此的长桥，实是中外桥梁史上一次 勇敢的突破。
赵州桥（安济桥）
该桥位于河北赵县、为隋代（公元605年）李 春所建，是世界历史上首创的单孔敞肩式圆弧拱 桥，净跨37.02米、矢高7.23米，上狭下宽总宽9 米，在主拱圈两侧各有两个净跨为3.8米和2.85米 的小拱，以渲泄洪水、减轻自重，桥面成弧形， 拦槛望柱、雕刻着龙兽、神采飞扬。
1.1桥梁工程概说《桥梁工程概论》
废弃， 或改建？
勘察
桥梁的一生
使用
建造
设计
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2. 桥梁有哪些特征？
· 从工程角度看，桥梁是连接公路或铁路的结构物，是沟 通 线路的关键节点；桥梁的结构特征表现为： · 能跨越障碍 · 能安全承载（承受人为活动及自然环境的影响）
· 因此，从工程的角度，要求桥梁满足： · 安全（能抵抗地震、强风、车辆、人群等作用） · 耐久（结构经久耐用，使用寿命在百年左右，养护便捷） · 适用（满足桥上和桥下的通行要求，过桥通畅）
结 构
跨越
特
征 承载
开放
社 会
特
公共 征
沟通：安全 耐久 适用
共享：经济 美观 环保
跨越承载的工程结构 开放公共的大众建 筑 造型多样的人工景观 通达交流的社会 纽带
第页
3. 桥梁是如何起源的？
· 桥梁是伴随着人类社会的发展，逐步发展起来的 · 桥梁的起源和发展，与人类的文明史一样漫长。这样的发
展过程，是沿着天生桥-原始桥-古代桥-现代桥的脉络行 进的
发 展了刚架桥、斜拉桥等新的桥式 · 现代桥的建造，基于科技知识和工业制造能力
第页
各种现代桥梁（素材）梁桥拱桥Fra bibliotek悬索桥
斜拉桥
刚架桥
立交桥 第25页
组合结构
人行桥
谢谢您的聆听
为 拱券。
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3. 桥梁的起源（原始桥-拱）
· 古罗马时期，在欧洲和地中海周边地区，建造了大量的石拱 桥
· 中国隋朝建造的赵州桥，在世界上第一次采用空腹拱石拱桥
第页
3. 桥梁的起源（古代桥）
· 大约从公元前10世纪到公元
梁桥
18世纪，随着人们沟通交流
桥梁工程概论(复习)
桥梁工程概论第一章 绪论1.计算跨径：桥跨结构相邻梁支座间的距离 2.净跨径:相邻两桥墩间的水平净距 3.总跨径:各孔净跨径之和 4.标准跨径:两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘的间距 5.桥梁全长:两桥台侧墙或八字墙尾端间的距离 6.桥梁总长：两桥台台背前缘之间的距离 7.桥梁建筑高度:桥面主桥跨结构最下缘的垂直高度 8.按桥梁用途分:铁路桥，公路桥,公铁两用桥，入行桥 9.按结构体系分：梁桥,拱桥，悬索桥,斜拉桥(组合体系）第二章 桥梁工程规划与设计 1.桥梁工程设计应遵循的基本原则：安全,适用,经济，美观 2.桥梁立面布置:桥梁总长，桥梁孔径布置,桥面高程,桥下净空，桥上及桥头的纵坡设置 3.桥梁断面布置：桥面净空,桥面宽度,行车道宽度，机动车道布置，人行道,自行车布置 4. 一般公路桥上人行道、自行车道：人行道宽度:0。
75m 或1.0m;自行车道：一条宽为1。
0m5. 大型桥梁设计：分为前期工作(编制预可行性研究报告，可行性研究报告）；设计（初步设计，技术设计,施工设计）第三章 桥梁的设计作用（荷载）1． 公路桥梁的作用按其随时间变化的性质：分为永久作用，可变作用(冲击力，离心力）,偶然作用(汽车撞击）2． 铁路桥梁按其作用性质及发生几率分:主力（恒载、活载）;附加力（风力、制动力）;特殊荷载(地震力、撞击力、施工荷载）3． 作用代表值包括：标准值(各种作用基本代表值)；频遇值（可变作用的一种代表值）;准永久值（可变作用另一种代表值）4． 对公路—Ⅰ级车道荷载，均布k q =10。
5kN/m ；集中荷载标准值:桥计算跨径k L ≤5m ，k P =180KN ；k L ≥50m ，k P =360KN ；5m 〈k L <50m ，内插法.对公路-Ⅱ级车道荷载，k q 、k P 均按照公路-Ⅰ级的0。
75倍考虑5． 车辆荷载重力标准值为550KN6． 车辆活载的折减:横向折减（多车道桥梁上行驶的车活载使桥梁结构产生某种最大作用效应时，不同车道上的车辆活载同时处最不利位置的可能性大小）；纵向折减(采用了自然堵塞的车间间距，采用了重车居多的参考资料）7． 冲击力:车辆活载以一定的速度在桥上行驶，会使桥发生振动，产生竖向动力作用。
桥梁工程概论.ppt
18
最大跨径 270 420 628 1385
桥名 虎门大桥 万县大桥 南京二桥 江阴大桥
• 基础工程
– 水深50米已经解决 – 100米以上尚待探索
• 设计水平
– 允许应力法 – 极限状态法 – 可靠度理论
三、世界桥梁成就
• 桥梁建设规模
世界最大悬索桥
排序
桥名
1 明石海峡大桥( Akashi-Kaikyo)
6 黄石长江大桥
245 安徽,中国
1996
7* 科 罗 巴 卜 图 瓦普 桥 (Koror- 241 太 平 洋 托 管 区 (Pacific 1977
Babelthuap)
Trust),美国
8 滨名大桥(Hamana)
240 静冈县(Shizuoka),日本
1976
9 彦岛大桥(Hikoshima)
10 拉兰斯桥(La Rance)
主跨 (m) 420 390
330 312 305
290
272
270 264
261
桥址
年份
万县,中国
1997
克 尔 克 岛 (Krk lsland), 南 1980
斯拉夫
黄河,中国
1995
广西,中国
1997
悉尼(Sydney),澳大利亚
1964
巴拉那河(Parana River)巴 1964
628 长江,中国
(2000) H
618 长江,中国
(2000) H
605 福州,中国
(2000) C
602 上海,中国
1993 C
590 日本
1996 S
590 上海,中国
1997 H
桥梁工程概论
❖ 除石拱桥外，我国还结合国内具体情况，创建和推广了不 少新颖的拱桥结构，在大量的公路桥梁的建设中达到节约 刚材和木料的目的。
❖ 1964年创建的双曲拱桥，因其具有用料省、造价低、施工 简单、外型美观等优点在公路桥梁中得到应用和推广。问 世的十年内就建成了4000多座，总长约30万米。目前，跨 径在百米以上的双曲拱桥共16座，最大跨径是河南前河大 桥（150m）。
大关，为1067米；
…
国外桥梁建筑简述 ❖ 钢筋砼拱桥：
◎ 1940年瑞典建造跨径264 m的桑独桥，已
达到很高水平；
◎ 1964年澳大利亚悉尼港柏拉马塔河桥，跨
径达305 m（有支架施工）。
◎ 1979年，南斯拉夫用无支架悬臂施工方法
建成了跨度达390米的克尔克大桥，突破了 世界纪录。
…
❖ 钢筋砼梁桥：
状态 ❖ 70年代后，中国桥梁技术开始大发展，尤其
80年代后，桥梁技术达到世界先进水平。
…
钢桥：
❖ 1957年，建成第一座长江大桥—武汉长江大桥。结束了我 国万里长江无桥的状况。此桥对我国现代桥梁技术开创了 道路，为第二座长江大桥奠定了基础。
❖ 1969年，建成了第二座长江大桥—南京长江大桥。是我国 自行设计、制造、施工，并使用国产高强钢材的现代化大 型桥梁。施工非常艰难，水深流急，河床地质极为复杂， 大型桥墩基础施工非常困难。此桥的建成，显示出我国建 桥技术已达到世界先进水平。
…
悬索桥
❖ 1995年，广东汕头海湾大桥，采用跨径为 452m的预应力砼箱梁作为加劲梁的悬索桥， 开创了我国公路悬索桥的先河。
❖ 1997年，香港青马大桥（L=1377m） ❖ 1999年，江阴长江大桥（ L=1385m） ❖ 2005年，江苏润扬长江大桥（ L=1490m），
桥梁工程概论
第一章桥梁分类一、按结构体系分类按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。
以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。
1、梁式桥主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。
主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。
优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。
缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。
2、拱式桥拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。
主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。
优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。
缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价；在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。
3、刚架桥是一种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。
主要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。
优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。
缺点：基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定结构，会产生次内力。
4、斜拉桥梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。
受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。
桥梁工程概论
洪水位
路堤
通航水位 低水位
桥跨结构
支座 桥墩
锥体 护坡 基础
1 a )
总跨径 桥梁全长
total span 各孔净跨径之和, L1 total length of bridge 两个桥台的侧墙
或八字墙后端点之间的距离,L
桥下净空（高）
clearance of span
设计洪水位或
斜拉桥 Cable-stayed bridge
160m+5X235m+160m，总长达9km，1962 年建成。
马拉卡波湖大桥的主跨跨径为
1957年，德国跨越莱菌河的特奥道尔·霍伊斯桥建成。 它的主跨为为280m，边跨为为108m。
1995年，法国诺曼底大桥建成。它 是当时世界上跨度最大的斜拉桥， 主跨度为为856m。
02
添加标题
跨度100英尺（30米）
03
添加标题
钢桥 Steel bridge
建桥者为 James B. Eads. After
working briefly in salvage, he
spent 20 years designing, building,
and operating numerous vessels,
桥梁的基本附属设施包括
通航水位 低水位
桥跨结构
支座 桥墩
锥体 护坡 基础
1
桥台
洪水位
路堤
通航水位 低水位
桥跨结构
支座 桥墩
基础
锥体 护坡
1.2.1.2 名称术语 1
河流中的水位 低水位 low water level 高水位（洪水位）high water level 设计水位：designed water level 按规定的设计洪水频率 计算所得的高水位 通航水位 navigable water level
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❖ 除石拱桥外，我国还结合国内具体情况，创建和推广了不 少新颖的拱桥结构，在大量的公路桥梁的建设中达到节约 刚材和木料的目的。
❖ 1964年创建的双曲拱桥，因其具有用料省、造价低、施工 简单、外型美观等优点在公路桥梁中得到应用和推广。问 世的十年内就建成了4000多座，总长约30万米。目前，跨 径在百米以上的双曲拱桥共16座，最大跨径是河南前河大 桥（150m）。
❖ 秦汉时期，开始建造石梁桥。1053-1059年建造福建泉州万 安桥（洛阳桥），世界上现在尚保存最长，工程最艰巨的石 梁桥。 1240年建造的福建漳州虎渡桥，梁式石桥，桥长 335米，石梁长达23.7米，重达200吨。
❖ 拱桥东汉中期出现。河北赵县的赵州桥，是我国古代石拱桥 的杰出代表。
其他石拱桥：北京永定河上的卢沟桥
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钢桥：
❖ 1957年，建成第一座长江大桥—武汉长江大桥。结束了我 国万里长江无桥的状况。此桥对我国现代桥梁技术开创了 道路，为第二座长江大桥奠定了基础。
❖ 1969年，建成了第二座长江大桥—南京长江大桥。是我国 自行设计、制造、施工，并使用国产高强钢材的现代化大 型桥梁。施工非常艰难，水深流急，河床地质极为复杂， 大型桥墩基础施工非常困难。此桥的建成，显示出我国建 桥技术已达到世界先进水平。
颐和园内的玉带桥
❖ 值得一提的是广东潮安县横跨韩江的湘子桥（广济桥），世 界上最早的开合式桥，论石桥之长、石墩之大、桥型之多以 及施工条件之困难，工程历时之久，都在古代建桥史上罕见。
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1-1-3 我国现代桥梁建设的成就
❖ 解放前的旧中国，在桥梁建设方面处于落后 状态
❖ 70年代后，中国桥梁技术开始大发展，尤其 80年代后，桥梁技术达到世界先进水平。
价的10%～20%，而且随着公路等级的提高，所占比例将 会增大； ❖ 桥梁是交通运输的咽喉。
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1-1-2 我国古代桥梁建设的成就
中国古代的木桥、石桥、铁索桥都长时间 保持世界领先水平。
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❖ 浮桥：距今约三千年周文王时代，我国已在渭河 上架设浮桥。
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1-1-1 桥梁在交通事业中的地位和作用
❖ 各种道路工程的关键节点，跨越各种障碍，是交通线中的 重要组成部分；
❖ 里程不长、难度高、造价大、工期长 ❖ 桥梁是一种永久性的公共建筑物，具有广泛的社会性； ❖ 成为城市的标志和骄傲，作为一种空间艺术结构物存在于
社会中； ❖ 从经济上看，桥梁和涵洞的造价一般来说平均占公路总造
❖ 目前，在我国长江上已飞架了九条钢铁飞龙。
万县长江大桥，润扬长江公路大桥，南京长江二桥，江阴 长江大桥，九江长江大桥，宜宾长江大桥，芜湖长江大桥
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❖ 芜湖长江大桥工程规模居中国长江大桥之首。大桥采用大跨 度连续钢桁梁斜拉桥式 ，全长10020.96米，主跨312米，是 中国迄今为止公、铁两用桥跨度最大的桥梁。大桥工程采用 了10多项新技术、新结构、新材料、新工艺，大大提高了中 国公、铁两用桥梁设计、制造、安装水平，有14项刷新了全 国建桥记录大桥。其工程总量及规模均超过了武汉和南京两 座公路铁路两用桥的总和，该桥的科技含量、工程规模和建 造质量，居国际一流，国内领先。
❖ 湖南长沙湘江大桥，连续拱桥，全长1500多米，这样规模 巨大的连续拱桥只经过一年奋战就全线通车了，这在桥梁 建筑史上实不多见。
❖ 此外，全国各地因地制宜创建了各具特色的拱式桥型。20 世纪70年代，在江浙一带推广的桁架拱桥和刚架拱桥，上 部结构自重小，适用于软土地基，在中小跨径的桥梁中得 到了广泛的应用。
第一章 概述
❖ 1-1桥梁在交通事业中的地位和国内外桥梁的 发展概况
❖ 1-2 桥梁的本组成和分类
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1
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1-1桥梁在交通事业中的地位和国内外桥梁的
发展概况 1-1-1 桥梁的地位和作用. 1-1-2 我国古代桥梁建设的成就. 1-1-3 我国现代桥梁建设的成就. 1-1-4 世界桥梁建筑的现状. 1-1-5 桥梁工程的前景展望.
❖ 多孔桩柱式桥梁：公元前332年春秋战国时期， 已修建与黄河流域，以木桩为墩桩，上置木梁、 石梁；
❖ 吊桥：我国的铁链吊桥比西方早千年，中国的藤、 竹吊桥有三千年的历史；唐中期，开始用铁链制 造吊桥；近代吊桥和斜拉桥由此发展而来。
四川泸定县的大渡河铁索桥
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❖ 几千年来修建最多的古代桥梁要推石桥为首
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15
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斜拉桥
❖ 我国1975年创建了四川云阳汤溪河桥（76m） 和上海松江县新五桥（54m）两座试验桥。 至今已建成的斜拉桥有100余座，其中跨径 大于400m得有20多座，为世界之首。
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杭州湾大桥：世界第一桥
杭州湾跨海大桥目前已通 车。大桥全长36公里， 其中桥长35.7公里，双向 六车道高速公路，大桥共 有各类桩基7000余根， 是目前世界上最长的跨海 大桥。该桥创造了多个世 界第一。比如：世界第一 长度；世界第一“架”；
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❖ 对于较大跨径拱桥，采用薄壁箱形拱桥取 代双曲拱桥。
❖ 近年来，跨径在百米以上的箱型拱桥有10 座，跨径最大的为渡口市7号桥，最大跨径 达170m。
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钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥
❖ 预应力砼简支梁桥：我国50年代开始对预应力砼 桥进行试验研究，1956年建第一座跨径为20m的 预应力砼简支梁桥。
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石拱桥（圬工拱桥和钢筋砼拱桥）
❖ 此桥形经济合理，在中小跨径桥梁中得到广泛的 应用。
❖ 1958～1960年间，因地制宜，就地取材，修建了 大量经济美观的石拱桥，其中跨径最大的是云南 省南盘江长虹桥（L=112.5m）。
❖ 1972年，跨径被四川丰都县的九溪沟大桥刷新 （L=116m）
1976年建成的洛阳黄河大桥，跨径为50米，全长 3.4公里，是我国目前最长的公路桥梁。
❖ 预应力砼T型刚架桥：60年代中，首次采用先进 的悬臂施工方法，建成第一座T型刚构桥。1971 年在福建乌龙江建成T型刚架桥，采用悬臂浇注和 悬臂拼装的先进工艺。目前最大跨径是1980年建 成的重庆长江公路大桥，8孔，全长一千多米，最 大跨径174m。