我国钢桥事业新进展_侯文葳

侯文葳:我国钢桥事业新进展SteelConstruction.2007(5),Vol.22,No.951编者按:中国钢结构协会桥梁钢结构分会于2006年10月19日至22日在江苏省南京市解放军理工大学工程兵学院隆重召开第五次学术年会。大会吸引了国内从事桥梁钢结构的设计、施工、钢材制造企业、大专院校、科研单位等80多名代表出席会议。大会共交流学术论文45篇,内容包括重大工程关键技术、钢-混结合接头分析、大型拱桥架设技术、斜拉桥索梁锚固模型试验、桥梁钢焊接试验工艺、公铁两用桥正交异性板计算分析与疲劳性能检验、自锚式悬索桥钢加劲梁的设计、疲劳、施工监测、极限承载力试验、装配式公路钢桥整体稳定性试验、快速切割技术等。展现了我国近年来钢桥事业重大工程的设计计算、试验研究与评估、施工与制造技术的蓬勃发展。本刊从中选取部分论文集中刊出,以飨读者。综述我国钢桥事业新进展侯文葳(铁道科学研究院北京100081)摘要概述我国钢桥建设的新成就和发展趋势。关键词钢桥拱桥斜拉桥悬索桥梁式桥综述THEACHIEVEMENTANDTRENDOFSTEELBRIDGESINCHINAHouWenwei(ChinaAcademyofRailwayScienceBeijing100081)ABSTRACTTheachievementandtrendofsteelbridgesisintroducedinChina.KEYWORDSsteelbridgearchbridgecable-stayedbridgesuspensionbridgebeambridgesummarization1近年我国钢桥建设新成就从上届中国钢结构协会桥梁分会年会在福建厦门召开以来,我国钢桥事业又有了许多新的进展。2003年主跨550m的上海卢浦大桥建成通车(图1);2004年建成的渝怀铁路长寿桥为4跨连续钢桁梁桥(图2),中间两跨192m,成为我国目前最大跨度的铁路钢梁式桥;2005年主跨648m的南京长江三桥(图3)建成通车,这是我国第一座钢塔斜拉桥。2005年主跨1490m的润扬长江南汊悬索桥和主跨406m的北汊桥(图4)建成通车,刷新了我国悬索桥的跨度纪录。2005年建成巫山长江公路大桥(图5)主跨492m,刷新了由广东丫髻沙桥保持的我国最大跨度的钢管混凝土拱桥的纪录。2005年还建成了安庆长江大桥。2006年合拢的宜万铁路万州长江大桥(图6),主跨360m,刷新了我国铁路钢拱桥的记录。可以说,近几年,我国钢斜拉桥、拱桥、悬索桥的建设又提高到一个新水平。在桥式创意方面,也有了可喜的进展,例如:2004年竣工的杭州钱塘江四桥(图7),设计者将传图1上海卢浦大桥图2渝怀铁路长寿桥作者:侯文葳女1948年11月出生工学硕士研究员Email:[e-mail]收稿日期:2006-12-12科研开发钢结构2007年第5期第22卷总第95期2图3南京长江三桥图4润扬长江大桥北汊桥图6宜万铁路万州长江大桥图7浙江钱塘江复兴桥统的拱桥桥式与现代化精神结合起来,设计了由2个大拱、9个小拱组合的上承式,中承式和下承式的双层桥梁体系,上层设双向6条机动车快速行车道,下层设地铁、公交车专用道及行人、非机动车通道,不但承担起交通的重任,而且成为人们旅游的新景观。图5巫山长江公路大桥广东佛山东平大桥是主梁结构形式为连续梁-自锚式钢箱拱协作体系拱桥,主跨采用中承式三肋图8广东佛山东平大桥悬链线无铰拱,计算跨径为292.9m,三片拱肋由主副拱组合而成,该桥采用专体法施工,拱肋合拢以后,拱产生的水平力由弦位的拉杆平衡,形成自锚式结构。该桥已于2006年9月18日竣工(图8)。图9为湖北孝襄高速公路孝南互通匝道桥,是一座单跨独塔钢箱梁斜拉桥,主塔采用斜塔以平衡梁体受力。在我国高速公路的匝道上采用这样的桥式,尚属首次,这意味着,索桥桥式正在向中小跨度图9湖北孝襄高速公路互通匝道桥侯文葳:我国钢桥事业新进展SteelConstruction.2007(5),Vol.22,No.953的公路桥梁延伸。悬索桥不建设巨大的锚碇,主缆锚在桥面或加劲梁的梁端,称为自锚式悬索桥,这种桥式的悬索桥适合于中等跨度,浅水河流施工的环境。2006年9月通车的湘江三汊矶大桥主跨328m,就是这种自锚式悬索桥(图10)。2我国在建的钢桥工程已经开工正在建设的苏通长江大桥(图11)为主跨1088m的斜拉桥,香港昂船洲大桥为主跨1018m,这两座大桥预计在2009～2010年建成,届时,将刷新由日本多多罗大桥保持的斜拉桥跨度890m的世界纪录。专家经过计算,曾经认为钢斜拉桥的适用跨度在200～600m范围内,极限跨度大约1000m。苏通和昂船洲两座大桥,已经达到专家预测的极限跨度。上海闵浦大桥为双塔双索面钢桁架双层斜拉桥,主跨708m,2005年开工,预计2008年建成(图12),建成后将是世界上跨径最大的双层公路斜拉桥。待上述三座桥建成后,在世界斜拉桥跨度前10名中,中国的斜拉桥将占有7席。图10正在建设的长沙湘江三汊矶大桥图11苏通长江大桥图12上海闵浦大桥重庆朝天门长江大桥为主跨552m的钢桁架拱桥,已经于2004年底开工建设,预计2007年完工,建成后将成为世界最大跨度的钢拱桥(图13)。正在建设的广州珠江黄埔桥,分为南汊桥和北汊桥,南汊桥为主跨383m的独塔斜拉桥,是我国目前最大跨度的独塔斜拉桥,北汊桥为跨度1018m的悬索桥,该桥预计2007年通车。我国目前在建的悬索桥不多,主要是武汉阳逻长江大桥(图14),主跨1280m,目前正在架索,预图13重庆朝天门长江大桥计2007年建成通车。我国最大跨度的自锚式悬索桥是广东佛山平胜大桥(图15)正在施工中,该桥主跨350m,桥面为双向10车道,宽41m,主塔采用三柱式矩形塔,4索面,桥梁跨度虽然不大,钢箱梁总质重达13000t。舟山连岛跨海桥西堠门大桥已经批准立项,为跨度1650m悬索桥,如果建成将成为我国最大跨度的悬索桥。图14武汉阳逻长江大桥科研开发钢结构2007年第5期第22卷总第95期4图15广东佛山平胜大桥铁路桥方面,主跨360m的万州长江铁路桥(图16)已经于2006年合拢,是我国最大跨度的铁路拱桥。武广铁路客运专线在武汉跨越长江的天兴州大桥,2005年开工建设,预计2009年建成,该桥4线铁路,6车道公路,主跨504m,采用三索面斜拉桥体系,建成后将改写世界公铁两用桥跨度的纪录,也是我国第一座三索面公铁两用桥。2006年在南京开工的大胜关长江大桥,是京沪高速铁路跨越长江的关键工程,该桥4线铁路,2线轻轨,主跨为2跨336m连续钢桁架拱桥,是我国第一座铁路、轻轨两用桥。图16万州长江铁路桥3我国已建钢桥跨度排行榜表1、表2、表3分别列出我国已建成钢桥跨度排名,这些排名,在几年之内将被改写。表1我国钢拱和钢管混凝土拱桥跨度前10名序号桥名跨度/m主梁特点建成年代1上海卢浦桥100+550+100中承式系杆拱桥,拱梁组合体系20042重庆巫山长江大桥492钢管混凝土中承式拱桥20053广州丫髻沙桥360钢管混凝土系杆拱20014广东佛山东平大桥300钢箱拱协作体系20065武汉晴川大桥280下承式桁架系杆无铰拱20016广东佛山东平大桥300钢箱拱20067广东东莞水道桥280中承式钢管拱桥梁20048象山县三门口大桥270提篮式拱20059广西三岸邑江桥270中承式双肋拱,哑铃型199810青甘河大桥256无铰拱2000表2我国钢斜拉桥跨度前10名序号桥梁名称主跨长/m主梁特点建成年代1南京长江三桥320+648+3203跨连续钢箱梁20052南京长江二桥305+628+3053跨连续钢箱梁20003武汉长江三桥230+618+2303跨连续混合加劲梁20004福建青州闽江大桥290+605+2903跨组合梁20025上海杨浦大桥243+602+243叠合梁19936上海徐浦大桥242+590+2423跨组合钢箱梁19967舟山桃夭门146+580+146钢箱梁长546.6m,其余为混凝土梁20058汕头石大桥194+518+194混合加劲梁,栓焊19989安庆长江大桥265+510+2653跨扁平流线形封闭薄壁钢箱梁钢箱200510军山长江大桥252+460+2523跨连续全焊扁平钢箱梁20014我国钢桥发展的新特点1)我国新建和在建的钢桥在世界桥梁中占有重要地位对我国20世纪90年代以后已经建成和正在建设的300m以上跨度的钢桥作个统计(表4),可以看到,1995年以前,我国超过300m跨度的钢桥只有2座,1995年以后的11年间,共建设了29座跨度超过300m的大跨度钢桥,还有16座大桥将于2010年以前建成。其中跨越长江的大桥就有19座,跨海桥有11座,跨越上海黄浦江的大桥有6座,还有跨越珠江、闽江等水量丰富的大江、大河。侯文葳:我国钢桥事业新进展SteelConstruction.2007(5),Vol.22,No.955表3我国悬索桥跨度前10名序号桥名主梁跨度/m主梁竣工年度1润杨长江大桥南汊桥1490单跨双索面钢箱20052江阴长江大桥1385单跨扁平全焊箱梁19993香港青马大桥1377双层公铁两用(含轻轨铁路)19974宜昌长江大桥960单跨全焊箱梁20015西陵长江大桥900单跨全焊箱梁19966虎门珠江大桥888单跨全焊箱梁19977厦门海沧大桥230+648+2303跨全焊箱梁19998重庆鹅公岩长江大桥210+600+2103跨全焊箱梁20009忠县长江大桥560单跨钢桁架悬索桥200110长沙湘江三汊矶大桥328自锚式独塔悬索2006表4我国不同年代建造的跨度大于300m的钢桥建成年代拱桥斜拉桥悬索桥合计1995年以前南浦大桥、杨浦大桥21995～2000南京长江二桥、武汉长江三桥、芜湖长江大桥、徐浦大桥、汕头石桥、丁九桥、汲水门桥江阴长江大桥、西陵长江大桥、鹅公岩长江大13桥、厦门海沧桥、虎门大桥、香港青马桥2001～2005丫髻沙桥、卢浦大桥南京长江三桥、军山长江大桥、闽江青州桥、四方台松宜昌长江大桥、忠县长8花江桥、天津塘沽大桥江大桥2005～2010巫山长江大桥、朝天门长江大苏通长江大桥、润扬长江大桥北汊桥、安庆长江大桥、润扬长江大桥、长沙湘24桥、菜园坝长江大桥、万洲长江天兴洲长江大桥、闵浦大桥、舟山桃夭门大桥、东海大江三汊矶桥、阳逻长江铁路桥、大胜关长江大桥、广州桥主、副通航孔,杭州湾跨海桥南、北通道,湛江海湾大大桥、广东黄埔南汊桥、新光大桥、佛山东平大桥桥,广州黄埔北汊桥,香港昂船洲佛山平胜桥注:黑体字为在建桥梁。日本在本四联络桥三条线建成以后,大跨度桥梁的建设已经进入低潮。美国桥梁建设有2次高潮,一次在20世纪30～40年代,一次在50年代,欧美国家近年来建设的大跨度桥梁数量也非常有限。而近10年,中国的大跨度钢桥建设不断地刷新纪录,也不断在世界桥梁中书写着新的篇章,凸显出我国大跨度钢桥的建设与综合国力、技术经济发展相协调。2)我国跨海桥的建设刚刚兴起建设跨海大桥,对于充分利用海洋资源、岛屿资源,提高我国的海域利用水平和加强国防建设具有重要意义。东海大桥的通车拉开我国从陆路伸向大海建设桥梁的序幕。已经建成的东海跨海大桥,将上海与浙江的小洋山岛连接起来,为洋山深水港区集装箱提供了陆路运输,并为供水、供电、通信等需求提供了服务。正在建设的杭州湾跨海大桥,连接浙江宁波和嘉兴,可以使宁波到上海的距离缩短120km。舟山连岛工程,包含5座大桥,已经建成了3座,计划建设的西堠门大桥以及正在进行钢管桩试验的金塘大桥完成以后,舟山本岛和其他主要岛屿将与大陆全面连接。深圳湾大桥连接深圳与香港,湛江海湾大桥、青岛海湾大桥等都是2006年开工建设的跨海桥梁工程。跨海桥的建设将继续成为未来桥梁建设的重点。为了发展珠江三角洲的经济,香港财团近年来一直在策划港澳珠大桥。3)跨越大江大河的桥梁建设方兴未艾近年来,长江桥在中国的建桥史上,每年都加入新的篇章。表5列出我国长江上桥梁建设的发展历程。从表中可以看到,由于经济实力和桥梁的设计