【梁俊松】中國橋梁未來發(fā)展的認(rèn)識
2012-08-08 來源：科技傳播
科技傳播（作者 梁俊松）現(xiàn)在橋梁建筑已不單純地被視為交通線上重要的工程實體，同時也是一個國家科學(xué)技術(shù)、綜合國力的綜合體現(xiàn)。本文具體介紹我國各種橋梁的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
材料結(jié)構(gòu)不斷輕型化
當(dāng)橋梁向大跨度方向發(fā)展的同時，未來橋梁新材料應(yīng)具有高強、高彈模、輕質(zhì)的特點，對建橋材料也提出了高強、輕質(zhì)和多功能的要求，橋梁的規(guī)模有一個理論上的限度。新型材料不斷出現(xiàn)，不過它們的實際應(yīng)用僅僅受制于對其使用壽命的顧慮。在以保守的方式使用新型材料的初期驗證階段，目前橋梁常用的鋼和混凝土，從而實現(xiàn)高強輕質(zhì)的目標(biāo)。材料科學(xué)的進(jìn)步為橋梁實現(xiàn)輕巧、簡潔、形式的多樣化提供了更多的可能性，進(jìn)一步探索新型的、高強、超高強工程材錢建立其可靠的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系，以充分發(fā)揮材料潛在的承載力，并在結(jié)構(gòu)理論研究上發(fā)展更符合實際狀態(tài)的力學(xué)分析方法與新的設(shè)計理論，不同類型輕質(zhì)材料組合拼裝的各類新型斜拉橋、懸索橋、輕質(zhì)拱橋，并向可靠度理論方向進(jìn)行探索，將一跨而過大川海灣。
鋼管混凝土拱橋具有其獨特的優(yōu)越性，鋼管混凝土拱橋的跨度將會達(dá)到甚至超過斜拉橋。拱橋的拱肋是以受壓為主的構(gòu)件，除需要改進(jìn)橋梁設(shè)計計算的理論和方法外，其穩(wěn)定性問題較為突出，軸壓承載力和抗剪承載力高；在大跨度橋梁中，具有良好的抗震性能；灌注混凝土階段的模板和鋼筋，耐火極限比鋼材強；高強輕質(zhì)且便于施工的高效結(jié)構(gòu)材料，還可以很大程度上改善大跨度拱橋中抗風(fēng)能力和抗震能力；鋼管棍凝土具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
我國對鋼管混凝土的研究，雖然在我國起步較晚，但在我國鋼管混凝土具有很靈活的造型能力，發(fā)展迅速。我國已建和在建大跨度鋼管混凝土拱橋，制定了多種應(yīng)用規(guī)范。主要形式有下承式、中承式、上承式，已處于世界領(lǐng)先地位。無鉸拱橋分為鋼管混凝土拱橋和帶鋼管混凝土勁性骨架的混凝土拱橋。這種堅實的理論基礎(chǔ)和豐富的工程實踐經(jīng)驗將為鋼管混凝土拱橋的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。為了使拱橋的發(fā)展充滿了活力，拱肋構(gòu)造，大都采用雙管組合肋（“啞鈴”型截面）或4 管組合肋。在我國鋼管混凝土拱橋建設(shè)中，也有采用2 管和6 管組合肋的; 綴件則采用鋼板或較細(xì)的空鋼管，無論是數(shù)量和跨度、結(jié)構(gòu)和類型、施工技術(shù)等均為世界領(lǐng)先水平。其造型千姿百態(tài)，為好些城市平添一道絢麗壯觀的風(fēng)景線。隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，鋼管混凝土拱橋?qū)⒊蔀槲覈窐蚪ㄔO(shè)中不可缺少的一部分。
橋梁美學(xué)研究
橋梁建筑是建筑藝術(shù)的一個分支，屬于藝術(shù)門類。橋梁通常是社會大型公用設(shè)施，與其他± 木建筑相比，它具有土木工程建筑的一般屬性，橋梁建筑還具有自身的特點，有使用和觀賞兩重功能。其主要功能是給人們提供跨越障礙的通道，具有形體龐大、位置固定、建造具有不可逆性且耗資巨大等特點。由橋梁的特殊功能決定了橋梁必須是一個開放的體系，結(jié)構(gòu)散布在社會各處，何人在任何時間都可以使用它。與人類的活動密切相關(guān)，具有
開放性，使用壽命也比較長。因此，公共性、公平性、安全、適用、經(jīng)濟(jì)必然是橋梁設(shè)計的原則，橋梁規(guī)模越大，激發(fā)了公眾參與的熱情，經(jīng)濟(jì)因素在橋梁建設(shè)中所占的分量就越大，人們對其建造非常關(guān)心，這一點在現(xiàn)代橋梁設(shè)計實踐中已得到足夠重視，這就是推動橋梁美學(xué)研究的直接動力。創(chuàng)新便是橋梁建筑藝術(shù)的靈魂，通過總結(jié)前人的創(chuàng)新經(jīng)驗，終究會走向橋梁的藝術(shù)范疇。橋梁建筑屬于結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新必須以實踐為基礎(chǔ)，其存在的基礎(chǔ)是其適用性，也需要用理論來指導(dǎo)。
橋梁綠色設(shè)計
橋梁從設(shè)計建造到使用，直到服役期滿，利用綠色設(shè)計和生命周期設(shè)計。注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的原則，綠色設(shè)計包含產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用乃至廢棄后的回收、重用及處置的各個階段，既實現(xiàn)社會價值又保護(hù)環(huán)境價值，因此對環(huán)境問題的考慮不僅僅指施工建造期內(nèi)對環(huán)境的影響，促進(jìn)人與自然的共同繁榮，環(huán)境保護(hù)只是綠色橋梁設(shè)計應(yīng)考慮的因素之一。在使用過程中一般不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的垃圾，不能等產(chǎn)品產(chǎn)生了不良的環(huán)境后果再采取防治措施，其自身將成為一件無法處理的廢棄物。要預(yù)先設(shè)法防止產(chǎn)品及工藝對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)作用，然后再制造。這就是綠色設(shè)計的基本思想但達(dá)到使用壽命后，因此如何利用橋梁高架的優(yōu)勢保持生命流通，對達(dá)至設(shè)計使用年限的橋梁的處理問題也是不能忽視，生態(tài)連續(xù)是未來橋梁設(shè)計必須考慮的課題，這也是綠色橋梁設(shè)計的基本要求。
結(jié)論
陸路交通網(wǎng)是世界橋梁工程界的目標(biāo)和夢想。年輕一代橋梁工程師要以報國為己任，勤奮學(xué)習(xí)、努力創(chuàng)新、勇于實踐，讓中國的橋梁成為世界橋梁史上的里程碑，使中國成為世界橋梁強國中的一員，重現(xiàn)中國古代橋梁的輝煌。
