公路桥梁学科发展

中交公路规划设计院有限公司副总工程师中国公路学会桥梁和结构工程分会常务副秘书长茅以升科技教育基金会桥梁委员会副秘书长中国工程建设标准化协会公路分会副秘书长赵君黎二Ｏ一四年十月公路桥梁学科发展报告目录•前言•公路桥梁学科发展现状•国内外对比分析•公路桥梁学科新发展•未来发展趋势、研究重点和对策三•结语一二四五六前言中国公路桥梁发展脉络-区域递进中东部平原区东中部江河湖海西部山区、高原东部沿海海湾海峡前言•四级、三级→二级→一级→高速技术等级•中小规模梁桥、拱桥→斜拉、悬索等建设规模•容许应力→破损阶段→概率极限状态设计理论•手工绘图→软件辅助→智能设计设计手段•建管养分→全寿命建设理念建设理念•国内建设主战场→国际桥梁建设服务范围发展道路-博采众长、自主建设学习和追赶跟踪和提高创新和超越前言1949年-2008年底公路桥梁建设成就概述2008年底，全国公路桥梁达59.46万座、2524.70万延米。其中特大桥梁1457座、250.18万延米，大桥39381座、884.37万延米，一批特大桥享誉国际。西堠门大桥苏通大桥重庆石板坡大桥重庆朝天门大桥杭州湾大桥前言1949年-2008年公路桥梁科技成果-《公路工程技术标准体系》全面执行•高速、一级、二级、三级、四级、农村公路技术等级•特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞规模等级•由容许应力法发展到概率极限状态法设计方法•勘察、设计、施工、监理、养护、加固规范门类内容越来越丰富分工越来越细修编越来越频繁覆盖面越来越广理论不断完善技术不断更新与国际接轨趋势越来越明显前言公路工程结构可靠性设计统一标准公路桥涵设计通用规范基础规范综合规范勘测设计检测施工监理管养加固桥梁管养、检测、加固、评估桥梁施工规范公路工程技术标准公路工程混凝土结构耐久性设计细则公路工程抗震设计规范公路桥梁抗风设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路桥涵地基与基础设计规范公路钢结构桥梁设计规范D10D60D60-01各桥型设计规范（斜拉桥、悬索桥、拱桥）D62D63D64D65建设类标准体系公路桥梁抗震设计细则公路桥梁防撞抗撞设计指南公路钢-混凝土组合结构桥梁设计细则公路钢管混凝土拱桥设计细则公路桥梁景观设计细则前言存在的问题设计创新不足、建设桥梁强国步伐受阻工程施工质量问题比较突出重建设轻管养的问题长期存在标准规范基础理论的更新滞后正常使用桥梁的耐久问题堪忧，超载对桥梁的危害久治不愈非正常因素导致的桥梁安全问题、灾害应对措施不足报告目录•前言•公路桥梁学科发展现状•国内外对比分析•公路桥梁学科新发展•未来发展趋势、研究重点和对策三•结语一二四五六前言2009年-2010年公路桥梁建设成就2009-2010年，公路桥梁以每年3万座的数量增加，至2010年底，桥梁总数已近到达65.8万座，跻身世界桥梁大国！公路桥梁学科发展现状2009-2010年2009、2010年两年期间，新增建成桥梁6.35万座，长523.61万米。其中新建成特大桥梁594座、96.8万延米；大桥10108座、282.67万延米。至2010年底，我国主跨400、600、800、1000米以上的桥梁各共有93、37、20、11座。鄂东长江大桥西堠门大桥朝天门大桥荆岳长江大桥公路桥梁学科发展现状世界上首创了一种新型桥梁结构体系—静力限位与动力阻尼组合的新型桥梁结构体系；提出并发展了内置式钢锚箱组合索塔锚固和钢混组合变截面桩两项新型结构及特殊设计方法；创造四项世界纪录-最大群桩基础、最高桥塔、最大跨径、最长拉索；一举攻克了斜拉桥跨径突破千米的技术瓶颈，代表了当代桥梁建设技术的最高水平。千米级斜拉桥设计技术设计与材料公路桥梁学科发展现状特大跨悬索桥抗风设计技术依托西堠门大桥突破了跨海特大跨径钢箱梁悬索桥结构体系和抗风关键技术。依托四渡河大桥攻克了世界首座跨度达900米以上的山区特大悬索桥抗风技术。依托坝陵河大桥形成了一套确定山区深切峡谷桥梁设计风速的方法。设计与材料公路桥梁学科发展现状桥梁全寿命设计理念设计与材料贯穿于全寿命周期规划设计施工管养拆除寿命给定LifePlanning造型设计AestheticsDesign性能设计PerformanceBasedDesign生态设计EcologicalDesign管养设计MaintenanceDesign全寿命成本分析LifeCycleCostAnalysis风险评估RiskAssessment公路桥梁学科发展现状钢管混凝土和钢纤维混凝土新结构材料设计与材料巫山长江大桥优点：节省钢材应用：拱桥钢管混凝土巫山长江大桥进展：形成了系统的理论和方法应用：前景广阔钢纤维混凝土公路桥梁学科发展现状超大型沉井基础施工技术依托泰州大桥研发了世界首创的“沉井钢锚墩+锚系”半刚性定位系统。我国在超大型深水沉井基础施工技术方面已经达到了国际领先水平，这项技术的成熟进一步提升了我国桥梁建设工程中勘察、设计、施工、监测等领域的技术水平。泰州大桥沉井施工与装备公路桥梁学科发展现状超大“∞”字型地连墙深基础施工技术2010年，我国将“∞”字形地连墙深基坑支护结构成功应用于大跨径悬索桥-南京四桥锚碇基础中，为深基坑基础设计施工创立了一种全新结构形式。通过对该结构及其受力特性研究，我国目前掌握了“∞”字形地连墙深基坑支护结构的力学特性，为今后城市建筑密集区实施大型深基础开辟了一条新途径。施工与装备南京长江四桥地连墙公路桥梁学科发展现状混凝土套箱建造技术水下无封底混凝土套箱施工工艺可避免水下混凝土封底和承台防腐涂装等工序，减少了环境干扰和对海洋的污染，为海上非通航孔桥承台设计和施工提供了新思路和新方案。青岛胶州湾大桥获得2011年度国家技术发明二等奖和2009年公路学会特等奖。施工与装备公路桥梁学科发展现状GIS等计算机技术进入实桥应用香港青马大桥基于二维GIS技术的交通地理信息系统对国内交通规划、建设、管理以及智能运输服务可以提供强大的综合管理服务，该系统已经成为目前国内智能交通行业研究的核心内容。苏通大桥虎门大桥东海大桥评估、监测、养护和加固公路桥梁学科发展现状GIS等计算机技术进入实桥应用将三维GIS技术应用于西堠门大桥的结构监测巡检管理系统。成功研发出集结构监测和巡检养护技术、工业以太网和三维GIS技术于一体的特大跨径悬索桥结构监测巡检管理大型综合软件，其技术领先、开放兼容、功能强大、易于管理、实用经济，极大提升了我国大跨桥梁监管养护信息化水平。基于工业以太网分布式数据采集与传输系统总体架构评估、监测、养护和加固公路桥梁学科发展现状双曲拱桥加固与改造成套技术集成创新形成了双曲拱桥加固与改造成套技术-包括主拱圈、拱上建筑、桥面系、下部构造和基础五大部分的加固和改造技术，已成功应用到江西省三十余座双曲拱桥的加固改造工程中。用于加固改造双曲拱桥的直接工程费用将比拆除老桥、重建新桥节省40～80%，符合我国节能减排、可持续发展的战略方针，社会、经济效益均较大。评估、监测、养护和加固公路桥梁学科发展现状预应力混凝土箱梁桥开裂处治技术明确了导致开裂的主要原因，并提出了开裂区混凝土强度检测与评价技术指南、预应力钢筋的精确定位技术及竖向有效预应力检测成套技术，填补了国内预应力混凝土桥梁关键检测技术的空白。相关研究成果已纳入《大跨径预应力混凝土梁桥设计施工技术指南》、《公路桥梁加固设计规范》、《公路桥梁加固施工技术规范》，并在全国120多座大跨径混凝土连续梁、连续刚构桥的设计与加固改造中得到应用，成功地解决了箱梁开裂问题和保障了桥梁结构安全运营。评估、监测、养护和加固报告目录•前言•公路桥梁学科发展现状•国内外对比分析•公路桥梁学科新发展•未来发展趋势、研究重点和对策三•结语一二四五六公路桥梁学科新发展2011、2012这两年新增建成桥梁6万多座，其中新建成特大桥梁近600座、大桥1万座。其中就包括2011、2012年新建成的嘉绍大桥（斜拉桥）、泰州大桥、南京四桥、矮寨大桥（悬索桥）和青岛海湾大桥（跨海长桥）等跨径跻身世界领先各类大桥。嘉绍大桥泰州大桥青岛海湾大桥矮寨大桥南京四桥2011年-2012年公路桥梁学科新发展2011年-2012年世界排名前10位的大跨悬索桥排序桥名主跨(m)国家建成时间1明石海峡大桥1991日本19982西堠门大桥1650中国20093大海带桥1624丹麦19984光阳大桥1545韩国在建5润扬长江大桥1490中国20056南京长江四桥1418中国20127亨伯尔桥1410英国19818江阴长江大桥1385中国19999香港青马大桥1377中国199710哈丹格大桥1310挪威在建公路桥梁学科新发展2011年-2012年世界排名前10位的大跨斜拉桥桥名主跨(m)国家建成时间1海参崴大桥1104俄罗斯20122苏通大桥108820083昂船洲大桥101820094鄂东长江大桥92620105多多罗大桥89019996诺曼底大桥85619957荆岳大桥81620108Incheon-2800在建9上海长江大桥730200910闵浦大桥7082009公路桥梁学科新发展2011年-2012年排序桥名主跨(m)国家建成时间1朝天门大桥552中国20092卢浦大桥550中国20033新河峡谷大桥518美国19774贝尔桥504美国19315悉尼港大桥503澳大利亚19326巫山长江大桥492中国20057万县长江大桥420中国19978菜园坝长江大桥420中国20079克尔克(KRK)桥390克罗地亚198010弗里芝特桥383美国1973世界排名前10位的大跨拱桥公路桥梁学科新发展2011年-2012年世界排名前10位的大跨梁桥排序桥名主跨(m)国家建成时间1石板坡长江大桥330中国20062斯道玛大桥301挪威19983拉大森德大桥298挪威19984虎门大桥辅航道桥270中国19975巴拉圭河桥270巴拉圭19796苏通长江大桥专用航道桥268中国20087红河大桥265中国20038门道桥260澳大利亚19859瓦洛德二号桥260挪威199410泸州长江大桥252中国2000公路桥梁学科新发展2011年-2012年世界排名前10位的跨海大桥桥名国家总长(km)建成时间1杭州湾大桥中国3620082港珠澳大桥中国35.6在建（2016）3东海大桥中国32.520054青岛海湾大桥中国2720115KingFahdCauseway巴林2519866舟山大陆连岛工程中国2520097GreatBeltBridge丹麦17.519978OresundStraitBridge丹麦1620009Rio-NiteróiBridge巴西13.3197410杭州湾嘉绍大桥浙江10.12013公路桥梁学科新发展超大跨混合梁斜拉桥设计技术依托超大跨钢-混凝土混合梁斜拉桥-湖北鄂东长江大桥的建设，我国成功解决了超大跨混合梁斜拉桥建设中特有的技术问题-设置复合连接件的有格室-承压板新型钢-混结合部关键技术，提出了超大跨混合梁斜拉桥结构行为及总体设计方法，解决了超大跨混合梁斜拉桥钢-混结合部承受巨大轴力的技术难题等，全面提升了我国钢－混凝土组合结构桥梁建设水平。武汉白沙洲长江大桥上海徐浦大桥舟山桃夭门大桥湖北鄂东长江大桥香港昂船洲大桥设计与材料公路桥梁学科新发展桥梁智能化设计技术2011年首次开发了适用于中（国）、欧（盟）双标准、多规范的弯斜变宽箱梁绘图软件—“桥易弯斜变宽箱梁设计绘图CAD系统”，可以实现各类复杂异型钢筋砼或预应力砼现浇箱梁的全过程参数化设计和智能化绘图；2011年开发了“桥易桥梁下部结构计算分析CAE系统”可对几十种墩、台类型进行独立计算分析，属国内首次开发；2011年成功开发了“桥易大跨度变截面箱梁设计绘图CAD系统”为国内首创。2012年我国又研究开发了桥梁智能设计专家系统。设计与材料公路桥梁学科新发展高强度主缆索股成功研发在Φ5.0mm系列1770MPa悬索桥主缆用高强度镀锌钢丝的基础上进一步研发了Φ5.