從我國橋梁技術(shù)看華夏鋼構(gòu)輝煌

劉民

前言

橋梁是跨越天然和人工障礙區(qū)的載體，是現(xiàn)代交通系統(tǒng)中的重要元素。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有構(gòu)件自重輕、強(qiáng)度高、便于運(yùn)輸?shù)跹b等優(yōu)點。鋼材有良好的塑性和韌性，其抗震性能和抗風(fēng)性能也更好。鋼結(jié)構(gòu)加工簡易迅速，施工占地面積小，易于裝配，施工周期短。由于鋼橋的安裝方式和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件精度高的特點容易使鋼橋質(zhì)量穩(wěn)定，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在使用過程中也更易進(jìn)行加固、接高，又易于循環(huán)利用、綠色環(huán)保，基于這些優(yōu)點，伴隨鋼鐵行業(yè)的高速發(fā)展、鋼材品質(zhì)的不斷提升，鋼結(jié)構(gòu)橋梁已經(jīng)成為橋梁設(shè)計、建設(shè)者的不二之選。

國外橋梁的鋼結(jié)構(gòu)化起自于19世紀(jì)末。 1890年竣工的蘇格蘭愛丁堡福斯鐵路橋是世界上第一座鋼鐵橋，該橋主跨達(dá)521.2米，總長1620米，支承處桁高達(dá)110米是由厚鋼管連接而成的，是19世紀(jì)最偉大的工程之一。大橋耗費(fèi)了5.9萬噸鋼材，800萬個鉚釘。

回顧

中國建設(shè)鋼橋的歷史可以追朔到百年以前，早期的鋼橋大多是國外設(shè)計并建造。舊中國的鐵路鋼橋建設(shè)，由于受到當(dāng)時政治、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的限制，材料、設(shè)計水平、制造水平、施工技術(shù)等條件都很落后，鋼橋的發(fā)展極為緩慢。回顧我國橋梁的發(fā)展史，可分為建國初期的向前蘇聯(lián)學(xué)習(xí)階段、文革期間的圬工拱橋階段、上世紀(jì)八十年代崛起階段、上世紀(jì)九十年代步入橋梁強(qiáng)國階段、新世紀(jì)以來橋梁技術(shù)的世界領(lǐng)先階段。

1934年～1937年，39歲的茅以升先生帶領(lǐng)中國工程師設(shè)計并監(jiān)造了錢塘江大橋，開創(chuàng)了我國自行建造鋼橋的歷史。這座大橋的橫空出世，在中國橋梁工程史上樹立了一座不朽的豐碑。它突破了橋梁鋼構(gòu)在設(shè)計施工中諸多的技術(shù)極限和環(huán)境阻隔，極大地提升了我國鋼結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展水平，帶動了相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)應(yīng)用，助推了橋梁鋼構(gòu)相關(guān)產(chǎn)業(yè)資源與平臺的融合，使我們最終迎來了一個鋼構(gòu)橋梁技術(shù)爆發(fā)的時代，并在現(xiàn)今形成了箱梁式、拱式（鋼管拱和箱型拱）、斜拉式、懸索式、桁梁式、懸臂式以及組合體系等結(jié)構(gòu)形式，為我國鋼構(gòu)橋梁翻開新的一頁。

中國最早的鋼橋制造廠始于1894年，雖有過百年的歷史，但直到建國后50年代初期，橋梁工廠只有制造鉚接橋的技術(shù)。六十年代中期，在我國西南成昆鐵路建設(shè)中，由科研、設(shè)計、制造、施工單位組成了栓焊梁攻關(guān)組，系統(tǒng)地研究了栓焊鋼橋建造技術(shù)，編制了我國最早的《栓焊鋼梁設(shè)計暫行辦法》，并以此為指導(dǎo)，在成昆線上建成了不同形式的栓焊鋼橋44座，結(jié)束了中國鉚接鋼橋的歷史，開創(chuàng)了中國栓焊鋼橋技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。

1956年，蘇聯(lián)專家與中國技術(shù)人員合作，在沈陽橋梁廠試焊成功第一孔24米焊接板梁，此后，第一批320孔24m焊接板梁橋，架設(shè)在石太線和湛江附近支線上，這是我國第一次制造焊接橋。

1957年，借助前蘇聯(lián)專家的技術(shù)和材料，我國建造完成了武漢長江公鐵兩用大橋。該橋的建設(shè)培養(yǎng)了中國第一批鋼橋設(shè)計、施工、制作、研究的科學(xué)技術(shù)人員，為中國鋼橋事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1968年，我國獨立自主從材料、設(shè)計、制作、建設(shè)依靠自己的技術(shù)力量完成正橋長1576米，鐵路橋全長6772米，公路橋全4588米的南京長江大橋，主跨160米，首次使用國產(chǎn)的16Mnq鋼。此事寫入黨的歷史問題決議中。

1973年，九江長江大橋由國家鐵道部大橋工程局勘察設(shè)計，于1993年1月建成通車，大橋為雙層雙線鐵路、公路兩用橋。它不僅是90年代中期中國長江上規(guī)模最大的公路、鐵路兩用橋梁，而且是世界最長的鐵路、公路兩用的鋼桁梁大橋，高強(qiáng)厚板的焊接技術(shù)獲重大突破。它的建成是繼武漢長江大橋和南京長江大橋之后，中國建橋史上又一新的里程碑。

1997年3月～2000年9月.蕪湖長江大橋工程規(guī)模居中國長江大橋之首。大橋采用低塔斜拉橋橋型，結(jié)構(gòu)用鋼11萬噸，其工程總量及規(guī)模均超過了武漢和南京兩座公路鐵路兩用橋的總和，是中國當(dāng)時公、鐵兩用橋跨度最大的橋梁。大橋工程采用了10多項新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，大大提高了中國公、鐵兩用橋梁設(shè)計、制造、安裝水平，該橋的科技含量、工程規(guī)模和建造質(zhì)量，居國際一流，國內(nèi)領(lǐng)先。有14項刷新了全國建橋記錄，榮獲2001年中國建筑工程最高榮譽(yù)魯班獎。

2009年12月建成通車的武漢興洲長江大橋，主橋長4657米，公路引線全長8043米，鐵路引線全長60.3公里，全橋共91個橋墩，總投資約110億余元，其中主跨為504米，超越丹麥海峽大橋成為當(dāng)今世界公鐵兩用斜拉橋中跨度最大的橋梁。大橋路面鋪設(shè)4條鐵路線，是中國首座四線公路鐵路兩用斜拉索橋，創(chuàng)下了跨度、荷載、速度、寬度4項世界第一。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在“東部率先、中部崛起、西部大開發(fā)”的戰(zhàn)略思想指引下，我國橋梁建設(shè)取得了跨越式的發(fā)展。不斷建成一批世界級的橋梁工程。截止2017年底，我國僅公路橋梁就達(dá)83.25萬座，總長5225.62萬米。

世界鋼橋主跨長度排名前10位的斜拉橋、懸索橋、拱橋、梁橋，我國分別占有7座、6座、6座、5座。世界總長排名前10位的跨海大橋中中國占有5座，其中港珠澳跨海大橋總長55公里位居世界第一。

2018年10月24日，舉世矚目的港珠澳大橋經(jīng)6年籌備、9年建設(shè)，正式開通。港珠澳大橋跨越伶仃洋，以公路橋的形式連接香港、珠海及澳門的大型跨海通道。截止目前，它是世界上里程最長、壽命最長（設(shè)計使用壽命120年）、鋼結(jié)構(gòu)最大、施工難度最大、沉管隧道最長、技術(shù)含量最高、科學(xué)專利和投資金額最多的跨海大橋;大橋工程的技術(shù)及設(shè)備規(guī)模創(chuàng)造了多項世界記錄，獲《美國工程新聞紀(jì)錄》（ENR）評選的2018年度全球最佳橋隧項目獎。作為中國從橋梁大國走向橋梁強(qiáng)國的里程碑之作，該橋被業(yè)界譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”，被英媒《衛(wèi)報》稱為“現(xiàn)代世界七大奇跡”之一，不僅代表中國橋梁先進(jìn)水平，更是中國國家綜合國力的體現(xiàn)，是中國走向世界的又一張新名片。

展望

雖已成為橋梁大國，相對于發(fā)達(dá)國家，我國鋼橋技術(shù)發(fā)展極不平衡。一方面是特大橋的高水準(zhǔn)應(yīng)用，另一方面是中小型鋼橋的低水準(zhǔn)應(yīng)用且總量很少。據(jù)統(tǒng)計，我國橋梁總數(shù)超過百萬座，而鋼橋總數(shù)量不足萬座。而在法國，鋼橋、鋼混組合橋梁占橋梁總量的85%，日本的這個比例約為50%，美國為30%。這個差距表明，我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)橋梁還有很大的提升空間。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁符合現(xiàn)代橋梁發(fā)展趨勢，逐漸被世界橋梁行業(yè)所推崇，隨著我國鋼材產(chǎn)能過剩問題凸顯，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)橋梁是推動鋼鐵行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，化解鋼鐵過剩產(chǎn)能的重要舉措之一。

近期，黨中央做出批示：大力推廣綠色建材——鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)“十三五”發(fā)展綱要》中對鋼結(jié)構(gòu)的推廣工作納入建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的章節(jié)中。可見國家對鋼結(jié)構(gòu)推廣的決心和力度。

2016年，交通運(yùn)輸部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的指導(dǎo)意見》，明確要通過5年的努力，使我國公路行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計、制造、施工、養(yǎng)護(hù)技術(shù)基本成熟，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更加完備，新建的特大、大跨徑橋梁以鋼結(jié)構(gòu)為主，新改建工程中的常規(guī)橋梁，使用鋼結(jié)構(gòu)橋梁的比例獲得明顯提升。

我國混凝土用量已超過30億立方米，占世界混凝土用量的大部分，其耗用的砂、石料、水泥數(shù)量巨大，而水泥、骨料的生產(chǎn)以及產(chǎn)生的建筑垃圾也讓我們付出了沉重的環(huán)保代價。這使工程界開始更多關(guān)注鋼、鋼混組合結(jié)構(gòu)橋。

采用鋼結(jié)構(gòu)是我國交通基礎(chǔ)設(shè)施未來發(fā)展的必然趨勢，也符合國家綠色發(fā)展理念，而鋼結(jié)構(gòu)橋梁分會的誕生恰逢其時，我們將響應(yīng)國家號召，順應(yīng)行業(yè)呼聲，秉承“服務(wù)、引導(dǎo)、協(xié)作、共贏”的宗旨，立足鋼結(jié)構(gòu)橋梁行業(yè)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的技術(shù)合作，遵循“了解會員訴求，助推企業(yè)發(fā)展，維護(hù)會員權(quán)益，引導(dǎo)行業(yè)自律”的服務(wù)理念，使鋼結(jié)構(gòu)橋梁分會成為政府的助手、行業(yè)的陣營、專家的平臺，努力推動實現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)橋梁技術(shù)的快速發(fā)展。

我們相信，在國家頂層設(shè)計及宏觀政策的支持下，經(jīng)過橋梁建設(shè)者的積極努力，我國的鋼結(jié)構(gòu)橋梁事業(yè)前景會越來越好！

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】D

【文章編號】1671-3362（2019）10-0028-03