中国桥梁产业发展现状

我国桥梁发展史及现存的问题我国是有着悠久历史的伟大国家。幅员辽阔，地形西北高而东南低，河道纵横交错，有著名的长江、黄河和珠江等流域，这里孕育了中华民族，创造了灿烂的华夏文化。中国古代桥梁的辉煌成就举世瞩目，曾在东西方桥梁发展史中占有崇高的地位，为世人所公认。然而，在中国大桥建设快速发展的过程中也日益暴露出作为技术支撑的桥梁产业发展的滞后和弱点，对中国桥梁的耐久性、技术水平和创新条件造成了不利影响，在一定程度上成了中国桥梁前进的障碍以及创新和质量不足的重要原因。

一．桥梁的发展史

1.1 萌芽阶段

第一阶段以西周、春秋为主，包括此前的历史时代，这是古桥的萌芽阶段。早在原始社会，我国就有了独木桥和数根圆木排拼而成的木梁桥。

1.2 初步发展阶段

第二阶段以秦、汉为主，包括战国和三国，这是古代桥梁的初步发展阶段。战秦汉是我国建筑史上一个璀灿夺目的发展阶段，这时不仅发明了人造建筑材料的砖，而且还创造了以砖石结构体系为主题的拱券结构，从而为后来拱桥的出现创造了先决条件。从一些文献和考古资料来看，约在东汉期，梁桥、浮桥、索桥和拱桥这四大基本桥型已全部形成。

1.3 辉煌阶段

第三阶段是以唐宋为主，包括两晋、南北朝和隋、五代时期，这是古代桥梁发展的辉煌阶段。隋唐国力较之秦汉更为强盛，唐宋两代又取得了较长时间的安定统一，工商业、运输交通业以及科学技术水平等十分发达，而这又反过来刺激桥梁的大发展。因此，这时创造出许多举世瞩目的桥梁。

1.4 饱和阶段

第四阶段为元、明、清三朝，这是桥梁发展的饱和阶段。这时的主要成就是对一些古桥进行了修缮和改造，几乎没有大的创造和技术突破，但留下了许多修建桥梁的施工说明文献，为后人提供了大量文字资料。值得一提的是明代万历年间建的放生桥，全长70.8 ITI，宽5.8 m，五孔联拱，构造精巧，形状美观，是朱家角十景之一。

1.5 直追世界先进水平的快速发展阶段

第五阶段为新中国成立以来，我国桥梁建设进入了一个奋起直追世界先进水平的快速发展时期，我国桥梁还有很大的发展空间：

1)我国跨海大桥的建设刚刚兴起。东海大桥的通车，拉开了我国从陆路伸向大海建设桥梁的序幕。如果我国国民经济保持持续增长的趋势，向海洋延伸的战略将继续，跨海桥的建设将成为未来桥梁建设的重点。

2)跨越大江大河的桥梁建设方兴未艾。近年来，长江大桥在中国的建桥史上，每年都加入新的篇章。过去普遍认为经济比较落后、相对封闭的中小城市都架起跨越长江的桥。此外，黄河、浦江、珠江、湘江和闽江等近年来都在规划和兴建桥梁。

二．桥梁支座发展现状及应用

支座作为桥梁上部结构和下部结构的纽带，同时能将上部结构所受的荷载传递给下部结构，适应温度、收缩应变等因素产生的位移，使桥跨结构的实际受力情况与设计的计算图式相符。在桥梁的建设中起着至关重要的作用，它将直接影响桥梁结构的使用性能和寿命，虽然现在也对一些新型支座的研究取得了一定的成果，但是为了适应桥梁结构的快速发展的需要，制造出承载力更大、性能更优及抗震性能更好的支座，因而对桥梁支座的研究在桥梁建设中有着非常重要的作用。

1. 桥梁支座的种类及其特征桥梁支座在其发展过程中出现了各种不同的类型，主要包括以下几类。

(1)简易支座。主要是由草席、麻绳垫等松软材料制作而成，通过这些材料剪切变形来实现所需的位移，具有成本较低、制作简便等特点，主要适用于一些小跨径的桥梁。

(2)钢支座。普通钢支座主要由铸钢材料制成，可分为平板支座、弧形支座、摇轴支座以及辊轴支座等，这类支座具有承载能力、刚度均较大等优点，适用于大型桥梁，但同时其也具有构造尺寸大、易生锈、养护费用高等缺点。因而目前对新型钢支座的研究越来越多，新型钢支座采用高强度优质合金钢铸造，并缩小了支座尺寸，并将转动部分镀铬、用耐候钢制造或封闭在油箱内，从而可以有效防止其生锈，延长其使用寿命。

(3) 橡胶支座。随着橡胶制作工业的快速发展,橡胶支座因其造价低、构造简单

、加工方便、结构高度低、节省钢材等特点，因而在桥梁工程中得到了较为广泛的应用。目前主要有板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球形橡胶支座以及铅芯板式橡胶支座等形式，其中板式支座主要适用于反力小于的中小跨径的公、铁桥梁中；盆式橡胶支座则可适用于一些支座反力较大的大跨径桥梁，球形橡胶支座是在盆式橡胶支座的基础上进一步发展起来的，主要适用于弯桥和一些跨度较大的桥，在提供较大支座反力的同时能够允许产生较大的转角。

(4) 特殊桥梁支座。随着桥梁建设的飞速发展，对支座的要求也越来越高，因而在一些特殊场合也就需要使用一些特殊的支座，如抗拉支座、抗震支座等。抗拉支座主要是通过在支座中心埋设一根拉力螺栓或预应力钢筋，将梁底和支座垫石相连，由拉力螺栓或预应力钢筋承受拉力，抗震支座设计的原理是通过调节振动频率比和阻尼比来降低结构的响应，起到抗震的效果。

2．桥梁支座的发展现状

在古代的桥梁中由于受到技术条件的限制，基本都是采用了简易支座。在19世纪中期，随着钢铁工业的迅速发展，因而在早期的铁路桥梁中大多采用钢支座，但是由于在使用的过程中容易因铸件的锈蚀导致支座的冻死，从而会影响其使用性能。橡胶支座的出现则是随着橡胶工业的不断发展而迅速发展起来的，在20世纪50年代，橡胶支座在国外就得到了广泛的应用，由于我国的工业、制造业相对比较落后，直至上世纪70年代才开始进行开发应用，目前国内比较常用的是盆式橡胶支座，主要有TPZ、GPZ、QPZ型，现在仍是大跨度桥梁中最主要的支座形式。随着桥梁技术的发展和为满足某些特殊功能的需要(如抗拉压、抗震等)，对一些新型支座的研究也是成为了工程界的一个热点问题，如抗拉压支座以及抗震支座等，其中对抗震支座的研究更为广泛，如防错动平板支座、LRB铅芯橡胶支座、SMA抗震支座等。今后的桥梁支座的发展可从以下几个方向进行研究和改进。

(1)进一步研制构造更为合理的桥梁支座，使其受力更为合理，使用性能进一步提高。

(2)加强对制作支座的材料的研制开发工作，以便将强度更高、使用寿命长、抗震性更好的材料用于支座的生产。

(3)进一步规范支座的生产行业，加强监管力度,严厉打击不法厂商；同时施工部门也应加强对支座性能的检测，严禁使用质量不符合要求的支座。

3.桥梁支座的主要病害及今后发展方向

虽然在桥梁支座取得了一次又一次的技术突破，得到了较快的发展,但在发展的过程中也出现了一些问题。

(1)用于生产的原材料不符合规范的要求，有的生产厂家为了牟取利润，以次充好,甚至采用再生胶生产，使产品质量令人忧虑。

(2)支座的选择、安装工艺不合理，在部分桥梁的建设中由于设计、施工人员的技术水平的问题，没有选择合理的支座形式；在支座的安装过程中也没有按照具体的规范要求进行合理、正确的安装，从而导致支座脱空、滑移、变形过大等现象的出现，严重影响桥梁的使用性能。

(3)支座的养护、更换不及时造成的病害，如钢支座在达到使用寿命后就要及时

进行更换，否则会因为锈蚀过于严重而影响其正常使用；橡胶支座也会随着使用年限的增长出现老化现象。

为了是桥梁支座更好的适应桥梁建设的发展，今后的桥梁支座的发展可从以下几个方向进行研究和改进。

(1)进一步研制构造更为合理的桥梁支座,使其受力更为合理，使用性能进一步提高。

(2)加强对制作支座的材料的研制开发工作，以便将强度更高、使用寿命长、抗震性更好的材料用于支座的生产。

(3)进一步规范支座的生产行业，加强监管力度,严厉打击不法厂商；同时施工部门也应加强对支座性能的检测，严禁使用质量不符合要求的支座。

三．桥梁建设中存在的问题

3.1 设计方案深度不够

设计是工程的灵魂，在很大程度上决定了工程的质量、造价、施工难易和工期。部分桥梁设计中存在缺乏创新的问题，生搬硬套已有的设计方案，已经对我国桥梁工程的技术进步带来不利的影响。

3.2 管理方面存在的问题

具体表现为：领导及决策层缺乏质量安全意识；项目管理混乱，违反建设程序；招标、投标程序不规范或违反招投标原则，造成没有能力的单位巾标和过低价巾标；工程监理制有漏洞甚至形同虚设；政府监管不利；腐败现象严重；违规分包和转包工程等。

3.3 施工方面存在的问题

施工方面存在的问题主要是施工单位的领导层，尤其是技术领导，对工程质量安伞重视不够或根本不重视，只重视利润，导致施工不按规程、规范和设计要求进行，施工中偷工减料，以次充好，不合格材料被使用。

3.4 美学问题

桥梁的美观在设计中的地位变得越来越重要。一些大桥，由于在设计中对美学不够重视或缺少建筑帅的参与和合作，给人以笨拙、呆板和粗糙的感觉。要想让桥梁成为当地的标志性建筑，工程师们应在桥梁美学方面多下功夫。参考大量资料，并结合我国桥梁工程中习用的一些原则，以简单明了的形式归纳出桥梁

就要遵循的原则：1)环境的协调；2)主从与对称；3)韵律；4)均衡与稳定；5)统一；6)比例与尺度；7)连续与明暗搭配；8)力线明快；9)色彩；10)风格。这些法则也可以说是达到“协调”的法则。

3.5 改造加固问题

目前我国桥梁改造加固设计存在的主要问题是：1）基层养护管理和设计部门，桥梁病害诊断技术力量薄弱，桥梁检测手段落后。2)考虑结构损伤影响的承载力评估方法还不够完善。3)桥梁改造加固总体设计方案的设计思路不够开阔，应用技术单一，设计深度不够。4)个别桥梁加固设计生搬硬套国外或国内其他行业的设计方法，忽略了桥梁带载加固分阶段受力的特点。有些加固设计只作宏观的定性分析，缺少科学的定量分析计算，设计带有很大的随意性。

四．影响桥梁产业发展的因素

1.桥梁产业重在专业

广义的说，已经企业化的中国设计公司和施工集团都是一种产业，但本文主要作为桥梁建设技术支撑的工业产业。大致有以下几类：

(1)材料工业：如钢材、水泥、商品混凝土以及防水防腐材料等。

(2)桥梁主体结构制造业：如各类钢结构部件、混凝土预制构件以及斜拉索和悬索桥主缆索股等。

(3)大型施工装备业：如各类吊机、钻机、造桥机、架桥机、运梁车、挂篮、移动模架、顶推设备、支架模板等。

(4)设计软件业：如静动力、非线性和稳定分析、设计优化、制图和管理等功能软件。

(5)桥梁附属部件制造业：如预应力钢索、锚夹具、张拉工具、紧固件、支座、伸缩缝、桥面铺装等。

(6)监测、管养、加固和减振产品制造业：如传感仪器、检查车、加固材料及其工艺设备、减振阻尼器、缓冲装置等。

目前，中国生产的施工装备中有些关键核心部件，如液压系统、控制系统、行走系统等常常不得不引进外国的成熟产品进行组装。即使有一些仿制成功了，但质量和耐久性仍没有过关，寿命期较短，需要频繁修理和更换，这是最主要的差距，也是中国工业化水平落后于发达国家的反映，需要我们努力通过自主的研

发，克服瓶颈，逐步缩小差距。任何盲目自满，不讲实话和浮夸宣传只会阻碍进步，拉大差距。

2.产业发展装备先行

古语云“工欲善其事，必先利其器”，这个器就是装备。中国工业化的起步比西方晚了二百年，新中国成立后的1950年，在前苏联的帮助下迅速建立起近代工业体系。遗憾的是，由于政治运动连续不断，完全错过了二次大战后工业现代化发展高潮的重要契机。欧美发达国家到1970年已经完成了第一次工业现代化，进入了以信息化和网络化为标志的第二次现代化的新阶段。中国预计到2020年才能完成第一次现代化，晚了50年。虽然我国在改革开放的三十年间，通过引进先进技术，也开始实施信息化和网络化，取得了高速的发展和进步。但由于基础薄弱，研发力量不足，缺少核心技术，基本上处于产业链的低端。在材料、装备和软件各方面都还有约10～30年的差距。可以说，正是中国材料和装备工业的整体性落后，造成了中国桥梁产业的发展瓶颈，我们只有加强自主研发的投入，才能逐步改变这一局面，取得实质性的进展。为此提出以下建议：

(1)首先要提高材料的性能。

材料是工业的基础，材料的进步是一切产业发展的推动力。中国桥梁基本上都是采用C50-60混凝土和S345q钢材，铁路桥梁上开发了少量的S420q，而国外的钢桥60%以上都采用S460(欧)、S480(美)和S500(日)的高性能钢材，在高应力区还采用了少量S580、S690的更高性能钢材。混凝土桥梁则普遍采用了C80，少量的试验桥和人行桥已采用S1100钢和C110混凝土的超高性能材料。材料性能的差距是根本性的，它使国外桥梁能在造型上做得轻巧、纤细，更富于美感，也更耐久。中国的材料工业必须加强研发，努力缩小差距，供应更多高性能材料。

(2)中国要在开发自己的专业软件上下工夫。

国内自主开发的一些软件尚有差距，因而难当重任，这是需要尽快改变的不利局面。软件和规范都是代表国家水平的标志，决不能拱手让人。

中国设计软件业的现状堪忧，许多大桥的设计工作都是采用MIDAS软件来完成。从专业水平看，前面提到的欧美强国的其他软件功能更好，只是因为没有进行汉化和结合中国规范，因而难以被中国设计单位所接受。一些国际知名设计公司还有一些自己开发的水平更高、功能更强的“内部使用软件”，这是他们的核

心竞争力所在，因而密不示人。在国际设计竞争中，这些“内部软件”实际成为他们创新设计的重要技术支撑和制胜法宝。中国要成为桥梁强国，一定要加强软件的开放，并且尽快和先进的新一代基于性能的设计规范结合起来。

(3)加快装备制造业的发展。

装备制造业是各行业产品的基础工业，新一代的机电产品需要新一代的装备和流水线才能完成。我国的汽车、高铁动车、飞机、芯片等的生产流水线大都依赖进口，有的还是已淘汰的二手装备，由此造成产品也会落后2-3代。在一定意义上说，工业产品的落后源于生产装备的落后，发达国家也不会把最先进的装备卖给中国。根据他们的国家政策，只能转让和出售已解密的10年前的技术和相应的装备，或者供应密封的核心部件，还要加付专利费。因此，我们的唯一出路是在仿制基础上加强自主研发，建设真正自主的装备制造业，为各行各业提供新一代的先进装备。对于桥梁行业来说，各家重工企业一定要努力克服瓶颈，为施工企业提供高性能、耐久的各类大型施工机械以及各类预制构件，在工地上进行整体安装，尽量减少对人工的依赖，用先进装备保证桥梁的质量，安全施工和耐久性。

(4) 提高专业化水平，加快附属部件和养护监测设备制造业的发展。

前面提到的各种桥梁附属部件和管养监测设备虽然不是大型装备，但却是现代桥梁不可缺少的组成部分，特别是在全寿命可持续发展的新理念和设计原则下，发达国家正在大力发展这类企业，而且专业化水平日益提高，分工更为精细。目前，很多中国企业仍须采购一些国外先进部件组装在产品中，即使买断了专利，不存在知识产权纠纷，还不能称为“完全自主知识产权”，而且引进的部件还可能只是十年前的技术，并不是最先进的。