【摘要】我國于70年代中期開始建造斜拉橋，懸索橋的修建就更早，但以這兩種結(jié)構(gòu)為主的長大橋梁的設(shè)計(jì)與施工基本上是90年代初開始，短短十年時(shí)間我國長大橋架設(shè)計(jì)及施工技術(shù)已邁入世界先進(jìn)行列，本文總結(jié)介紹我國長大橋梁技術(shù)發(fā)展的成就，展望未來發(fā)展前景及課題。
【關(guān)鍵詞】長大橋梁 技術(shù)發(fā)展 展望

一、長大橋梁建設(shè)的必要性和經(jīng)濟(jì)性
交通運(yùn)輸是國民經(jīng)濟(jì)的動脈，橋梁是交通運(yùn)輸設(shè)施必不可少的重要組成部分，近十年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)水平的提高，新建筑材料的出現(xiàn)，施工工藝的不斷革新，設(shè)計(jì)理論及計(jì)算手段的突飛猛進(jìn)，橋梁工程也日新月異，迅速發(fā)展。到1999年年底，我國公路建設(shè)總里程已突破130萬km，各類公路橋梁23萬座，800萬延米，并先后在長江、黃河、珠江、閩江、黃浦江等大江大河上，建成一批深水、大跨、施工難度大、技術(shù)含量高的長大公路橋梁，如東明黃河大橋，黃石、銅陵、西陵長江大橋，南浦、楊浦大橋，虎門大橋、廈門海滄大橋、江陰長江大橋以及在建的荊沙長江大橋、軍山大橋、南京長江第二大橋等為代表的位于長江中下游的長大橋梁，這些橋梁的建設(shè)，展示了我國長大橋梁發(fā)展的最新技術(shù)水平和成就，代表了長大橋梁發(fā)展方向，使我國公路橋梁建設(shè)步入世界先進(jìn)行列，并對促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)繁榮和發(fā)展，完善國道主干線網(wǎng)起到十分重要作用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
大江大河往往成為公路交通貫通的屏障，形成公路"斷頭"，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸?shù)男枨笱杆僭鲩L，在大江大河上修建更多的橋梁已成為可能和現(xiàn)實(shí)?？缭酱蠼蠛拥臉蛄和捎谒盍骷?，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，使橋梁基礎(chǔ)工程浩大，技術(shù)復(fù)雜，難度高，工期長，費(fèi)用昂貴，在這樣的場合修建一般大跨度橋梁，往往難以獲得滿意的經(jīng)濟(jì)效果，通過橋梁
上、下部構(gòu)造技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析比較，最終確定采用更大跨度（300～500m以上）的長大橋梁，作為建設(shè)方案仍是較為經(jīng)濟(jì)合理的。跨越大江大河的橋梁，為滿足通航的要求而采用長大橋梁建設(shè)方案的情況，也是常見的。

二、我國長大橋梁技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
目前，我國PC連續(xù)梁最大跨徑為165m（南京二橋北汊主橋），PC連續(xù)剛構(gòu)最大跨徑270m（虎門副航道橋），拱式體系橋梁最大跨徑420m（萬縣長江大橋），石拱橋最大跨徑146m（丹河大橋），斜拉橋最大跨徑628m（南京二橋南汊大橋），懸索橋最大跨度1385m（江陰長江大橋）。回顧我國長大橋梁發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，我國長大橋梁的發(fā)展主要是以斜拉橋和懸索橋?yàn)闃?biāo)志的，本文主要對這兩種橋型的技術(shù)發(fā)展作一分析。
1.斜拉橋技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
斜拉橋是我國長大橋梁主要橋型之一，據(jù)分析，其經(jīng)濟(jì)跨徑達(dá)200～700m，甚至在更大跨徑水平上，也具競爭力。
我國第一座斜拉橋是建于1975年的四川云陽橋，它是一座跨徑76m的雙塔雙索面混凝土斜拉橋。自那以后，在吸收國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國斜拉橋建設(shè)和技術(shù)有了長足的發(fā)展，并從80年代末、90年代初開始長大斜拉橋設(shè)計(jì)與施工，至今已建成斜拉橋60余座，其中跨徑超過400m的10座，最大跨徑達(dá)602m，在建跨度在500m以上的斜拉橋四座，其中南京長江第二大橋跨度達(dá)628m，正設(shè)計(jì)的珠海伶仃洋大橋跨度達(dá)900～1000m，僅十來年時(shí)間我國長大斜拉橋的發(fā)展與建設(shè)跨入世界先進(jìn)行列。
（1）從我國斜拉橋技術(shù)發(fā)展和建設(shè)情況來看，大體可分為三個階段。從1975年建設(shè)第一座斜拉橋至1982年，是我國斜拉橋發(fā)展的起步階段，也是我國斜拉橋發(fā)展的第一次高潮，這一階段以1982年建成的跨度為220m的山東濟(jì)南黃河斜拉橋?yàn)榇?，短短七年里，我國斜拉橋跨度增加了三倍，共建?1座斜拉橋，這標(biāo)志著我國已基本掌握大跨度斜拉橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。在這一階段中，我國橋梁工作者先后研究開發(fā)了斜拉橋靜力分析、非線性靜力分析以及自動調(diào)索施工控制等專用程序，并對斜拉索的非線性動力性能按空間體系進(jìn)行了分析研究；在對雙塔雙索面斜拉橋的靜、動力特性大量深入研究之后，提出了把斜拉橋分類為四種基本體系。即漂浮體系、梁墩固結(jié)體系、支承體系和剛構(gòu)體系，以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，如縱向約束，在梁塔相交處加垂直拉索、主梁中部設(shè)剪力鉸、邊跨設(shè)鋪助墩、設(shè)外邊跨等，并對這些措施的結(jié)構(gòu)性能作了仔細(xì)的研究，這種體系的劃分，對復(fù)雜多變的斜拉橋結(jié)構(gòu)，結(jié)出了十分清晰而簡單的概念，大大方便了這種橋型的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。
這一階段修建的斜拉橋均為混凝土斜拉橋，多數(shù)跨度不大，主梁斷面多為抗風(fēng)穩(wěn)定性稍
差的矩形梁（箱）加橋面系的形式，門型塔，拉索多采用φ5高強(qiáng)鋼絲，未鍍鋅，稀索布置，防護(hù)也多為耐修性差的防水涂料多層涂覆、玻璃鋼防護(hù)層、鋼絲網(wǎng)水泥殼套、鋼、鋁、塑料套管灌以水泥漿、黃油等。
（2）1983～1986年為我國斜拉橋發(fā)展的第二階段。由于第一階段已建斜拉橋的拉索防護(hù)，要么層次多、成本高，要么過于簡單，或不當(dāng)而失敗，以至有的橋建成3～4年，拉索防護(hù)就損壞，危及橋梁安全，促使橋梁工作者進(jìn)一步思索研究、總結(jié)提高的階段，也是為下一階段斜拉橋持續(xù)發(fā)展的準(zhǔn)備階段。這一階段僅建設(shè)了少數(shù)幾座斜拉橋，但卻有兩座是獨(dú)塔斜拉
橋（四川曾達(dá)橋和浙江章鎮(zhèn)橋），并對采用聚乙?。≒E）材料進(jìn)行拉索防護(hù)，做了有益的嘗試。
（3）80年代中后期至今，是我國斜拉橋技術(shù)發(fā)展鼎盛時(shí)期，這階段修建的斜拉橋達(dá)40余座，跨度從200余m到600m以上，我國400m以上的長大斜拉橋均在此時(shí)間設(shè)計(jì)，并于90年代初開始建設(shè)的，這些大跨度橋梁的工程實(shí)踐，使我國長大斜拉橋的發(fā)展和技術(shù)開發(fā)逐趨完善和成熟，并開始邁入世界先進(jìn)行列。
（4）我國長大斜拉橋技術(shù)發(fā)展主要成就
a.主梁材料多樣化和形式的完善。由于橋梁跨徑不斷增大，所建斜拉橋，除修建了跨度444m、在建跨度500m的混凝土斜拉橋外，在更大跨度上，為減輕橋梁結(jié)構(gòu)自重，節(jié)省投資，還修建了主跨達(dá)602m的疊合梁斜拉橋及跨度618m的混合梁斜拉橋，在建跨徑628m的全焊鋼斜拉橋和設(shè)計(jì)跨度為900～1000m的混合梁斜拉橋，并在總結(jié)借鑒國外建橋經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對疊合梁斜拉橋許多關(guān)鍵技術(shù)作了重大改進(jìn)，有效地防止了混凝土橋面裂縫的產(chǎn)生，主梁斷面形式除采用抗風(fēng)性能良好的流線形箱形截面外，混凝土長大斜拉橋主梁斷面逐漸演變?yōu)殡p邊肋板式斷面。
b．總體布局及結(jié)構(gòu)體系的合理化。橋梁工作者根據(jù)不同橋梁的功能和結(jié)構(gòu)特性，合理地修建了雙塔雙索面、雙塔單索面、獨(dú)塔雙索面、獨(dú)塔單索面斜拉橋，以及結(jié)構(gòu)體系上漂浮體系、支承體系、梁墩固結(jié)和剛構(gòu)體系的斜拉橋，對多跨斜拉橋也進(jìn)行了有益的工程實(shí)踐。
c.索塔。均為混凝土塔，由于橋梁美學(xué)、抗風(fēng)和后期調(diào)索的考慮，除門型塔外，也修建了造型較美觀的倒Y型、鉆石型及H型、A型索塔。廣東九江大橋（2 * 160m獨(dú)塔斜拉橋），在建成營運(yùn)兩年后，就成功地利用H型塔的水平隔板作為工作平臺，用十天的時(shí)間完成44根拉索索力的后期調(diào)整。同時(shí)對長大斜拉橋，由于倒Y型和鉆石型塔的獨(dú)特優(yōu)美造型，以及其空間索可使主梁獲得較高的扭轉(zhuǎn)自振頻率，提高其臨界顫振風(fēng)速，而被廣泛應(yīng)用。
d.拉索構(gòu)造。由稀索向密索演變。大多采用鍍鋅高強(qiáng)鋼絲平行索，對鋼絞線斜拉索也做了有益的工程嘗試，并以鍍鋅作為拉索第一層防護(hù)。在引進(jìn)吸收國外斜拉索防護(hù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，成功地開發(fā)研制了斜拉索熱擠高密度PE和PU防護(hù)工藝和冷鑄錨具，制訂了《橋梁線索用熱鍍鋅鋼絲》標(biāo)準(zhǔn)和《斜拉橋熱擠聚乙烯拉索技術(shù)條件》等技術(shù)規(guī)范及工藝標(biāo)準(zhǔn)。并已有多個具有相當(dāng)規(guī)模的斜拉索專門生產(chǎn)廠家，使斜拉索從下料編束、錨頭制造、檢驗(yàn)安裝及測試，到拉索防護(hù)整套工藝流程工廠化、專業(yè)化、拉索商品化，進(jìn)一步保證和提高了斜拉索制造的質(zhì)量。
e．結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析。制訂并頒發(fā)了《公路斜拉橋設(shè)計(jì)規(guī)范》，并初步確立了考慮長大橋梁設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)：引進(jìn)、開發(fā)、研制并完善了適合于長大斜拉橋線性和非線性的靜、動力計(jì)算分析程序及局部應(yīng)力分析空間有限元程序，并通過大量實(shí)橋設(shè)計(jì)運(yùn)用檢驗(yàn)證明其可靠性。
f.長大橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)。制定并頒布了《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)指南），作為長大橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)的依據(jù)；建立具有相當(dāng)規(guī)模和水平的風(fēng)洞試驗(yàn)室和一批一流水平的科學(xué)試驗(yàn)研究人員，通過風(fēng)洞試驗(yàn)評價(jià)結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能，提出結(jié)構(gòu)抗風(fēng)措施，確保結(jié)構(gòu)施工和運(yùn)營安全。
g.抗震設(shè)計(jì)。采用橋址場地地震危險(xiǎn)性分析結(jié)出的場地地震工程動參數(shù)和反應(yīng)譜，利用反應(yīng)譜理論或時(shí)程分析法，應(yīng)用引進(jìn)開發(fā)的空間有限元程序。對長大橋梁上下部結(jié)構(gòu)整體模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析和抗震設(shè)計(jì)。
h．對于長大橋梁（如廈門海滄大橋、南京長江二橋等）全面引入景觀及環(huán)境美化設(shè)計(jì)，將環(huán)境工程納人橋梁總體系統(tǒng)工程一并考慮。
i．開發(fā)長大斜拉橋、懸索橋CAD系統(tǒng)。
j.完善斜拉橋施工計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主梁施工過程的索力、標(biāo)高由計(jì)算機(jī)跟蹤控制，取得滿意的效果。
k.長大橋梁大型深水基礎(chǔ)工程獲得成功，在水深流急的長江中下游，有效地運(yùn)用了大體積水下混凝土封底技術(shù)，成功地解決了大型鋼圍堰下沉著巖安全渡洪及4m大直徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工成孔關(guān)鍵技術(shù)問題，以及PC斜拉橋主梁板式斷面和前支點(diǎn)掛籃的成功應(yīng)用。
l.開發(fā)、研究、設(shè)計(jì)、安裝橋梁結(jié)構(gòu)安全預(yù)警系統(tǒng)，對橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力、營運(yùn)狀況及耐久能力等進(jìn)行監(jiān)測評估及警示。
m.斜拉索風(fēng)、雨致振性狀及機(jī)理的研究及其抗震措施的試驗(yàn)研究與初步實(shí)踐。
n.索塔拉索錨固區(qū)小半徑環(huán)向預(yù)應(yīng)力及真空壓漿技術(shù)的應(yīng)用研究與實(shí)踐。
o.鋼箱梁制造、焊接工藝、工地接頭型式的研究與實(shí)踐，以及相應(yīng)地方與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。
P.開發(fā)、引進(jìn)、設(shè)計(jì)研究、應(yīng)用正變異性鋼橋面板鋪裝成套技術(shù)，向這一世界級難題的解決邁進(jìn)了一大步。
2.懸索橋技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀
進(jìn)入90年代以前，我國修建了數(shù)十座中等跨度（200～300m以內(nèi)）的懸索橋。我國現(xiàn)代化長大懸索橋技術(shù)起步于90年代初，1995年建成的主跨跨度為452m的汕頭海灣大橋，它是一座三跨雙絞預(yù)應(yīng)力混凝土箱形加勁梁懸索橋。隨后于1996年和1997年又相繼建成主跨900m的單跨鋼箱加勁梁的西陵長江大橋和888m的廣東虎門大橋，1999年建成的主跨648m的廈門海滄大橋，和主跨1385m的江陰長江大橋，在建960m的宜昌長江大橋，擬建跨徑1490m的鎮(zhèn)江至揚(yáng)州長江大橋，僅短短幾年，我國長大懸索橋技術(shù)也開始步入世界先進(jìn)行列。
在修建長大懸索橋的同時(shí)，開發(fā)了適用于懸索這類大變形柔性結(jié)構(gòu)的、充分考慮幾何非線性有限元的結(jié)構(gòu)分析程序；制定了《大跨徑懸索橋主纜索股技術(shù)條件》等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；對長大懸索橋抗風(fēng)性能和穩(wěn)定性、地震反應(yīng)的分析研究和風(fēng)洞試驗(yàn)研究；對懸索橋的錨道架設(shè)、主纜施工、箱梁安裝、正交異性鋼橋面鋪裝、軟土地帶特大型錨碇及基礎(chǔ)施工技術(shù)和水化熱控
制技術(shù)等進(jìn)行了研究與實(shí)踐，取得良好的效果。橋梁數(shù)值風(fēng)洞試驗(yàn)的建立及長大懸索橋施工狀態(tài)計(jì)算機(jī)仿真分析等。

三、長大橋梁技術(shù)展望
根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，“八五”期間國家制定了兩縱兩橫國道主干線建設(shè)計(jì)劃，兩縱之一是由黑龍江同江至海南三亞的同三高速公路，這條主干線自北向南將建設(shè)跨越渤海灣海峽、長江口、杭州灣、珠江口伶仃洋和瓊州海峽五個巨型跨海工程，展望未來，我國將迎來修建1000m以上長大斜拉橋和2000m級的長大懸索橋的挑戰(zhàn)，為此，尚有一系列技術(shù)課題有待研究解決：
·海洋測潮、測波、測流（合底層測流），
·海洋地質(zhì)勘探、海底深層災(zāi)害地質(zhì)分析、海底斷層性狀調(diào)查分析；
·浪擊、沖刷試驗(yàn)、不規(guī)則波對橋墩的作用研究試驗(yàn)，船舶防撞研究試驗(yàn)；
·高性能新材料、新結(jié)構(gòu)（如斜拉-懸吊協(xié)作體系橋梁等）、超大（高）型結(jié)構(gòu)設(shè)想、構(gòu)思及其模型力學(xué)試驗(yàn)研究；
·風(fēng)工程、工程抗震及防侵蝕試驗(yàn)研究；
·海洋平臺深?；A(chǔ)構(gòu)思及施工方案比選試驗(yàn)研究；
·超巨型施工設(shè)備研制與試驗(yàn)；
·跨海工程深水基礎(chǔ)、強(qiáng)臺風(fēng)、軟基條件下，上、下部結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工工藝試驗(yàn)研究等。