中国公路桥梁发展及展望-0605-z

中国桥梁工程技术发展及展望StatusandProspectsofBridgeEngineeringTechnologiesinChina张劲泉JinquanZhangResearchInstituteofHighway,MOT2016-6-6Beijing1交流内容Outlines二、技术发展情况/CurrentStatusofTechnologies三、技术发展展望/Prospectsoftechnologydevelopment一、桥梁建设成就/MainAchievements2一、桥梁建设成就MainAchievements3(一)桥梁建设成就/MainAchievements地形地貌复杂：崇山峻岭，江河湖泊多，海岸线长近海岛屿、江河入海口、海湾、海峡等跨越需求大自新世纪起，桥梁建设进入了跨江越海、跨沟越谷时代2004年—2020年：高速公路：7-9-18，8.5万公里；普通国道：12-28-30，11万公里2013年—2030年：高速公路：7-11-18，11.8万公里；普通国道：12-47-60-81，26.5万公里4(一)桥梁建设成就/MainAchievements山岭重丘地区桥梁建设成就:代表性工程：湖南矮寨大桥：主跨1176m的钢桁加劲梁单跨悬索桥；贵州都格北盘江大桥：主跨720米钢桁梁斜拉桥四川合江长江一桥：主跨530米钢管混凝土拱桥重点解决了：高墩、不对称和弯坡斜结构、峡谷风作用、大跨桥梁选型、连续跨越、施工场地狭窄、生态保护要求高、地形地貌与地质条件复杂等方面的工程技术难题湖南矮寨大桥贵州都格北盘江大桥四川合江长江一桥5(一)桥梁建设成就/MainAchievements山岭重丘地区桥梁建设成就:代表性工程：雅泸干海子特大桥：首次采用钢管混凝土桁架桥梁和钢管格构桥墩，最长的连续梁为1044.7米，最高桥墩107米，最大跨径62.5米贵州六盘水北盘江特大桥：主跨290米空腹式连续刚构陕西三水河大桥：主跨185米预应力混凝土连续刚构桥，主墩高达183米桥梁建设技术发展成就：钢管混凝土拱桥跨径突破了500m矮塔斜拉桥、钢混组合桥等得到广泛应用主要桥型：悬索、斜拉、拱桥和连续刚构，在山区都得到全面应用与发展雅泸干海子特大桥贵州六盘水北盘江特大桥陕西三水河大桥6(一)桥梁建设成就/MainAchievements跨河越江桥梁建设成就：代表性工程：郑州黄河大桥新桥：主跨406米钢梁自锚式悬索桥辽宁丹东鸭绿江大桥：主跨636米钢箱梁斜拉桥重庆朝天门大桥：主跨552米三跨连续钢桁系杆拱上海卢浦大桥：主跨550米全钢结构钢箱中承式拱桥主要解决了：（1）摆动性河床桥位桥型选择、超长桩基础建造、防流冰设计、季节性施工等方面的技术难题（北方水系）（2）深河槽大跨径桥梁选型、宽阔水面连续跨越、厚覆盖层深水基础施工、抗风、抗震和船撞作用等方面的技术难题（南方水系）郑州黄河大桥新桥重庆朝天门大桥上海卢浦大桥7(一)桥梁建设成就/MainAchievements代表性工程：苏通大桥：主跨1088米钢箱梁混凝土塔斜拉桥珠江黄埔大桥：主跨1108米钢箱梁悬索桥南京长江四桥：主跨1418m钢箱梁混合塔悬索桥泰州长江大桥：主跨1080米三塔两连跨钢箱梁悬索桥桥梁建设技术发展成就：斜拉桥：千米级、多塔连跨、混合梁和叠合梁结构悬索桥：三塔两跨、双层桥面、自锚式和塔梁分离结构拱桥：大跨、钢箱、钢桁架跨河越江桥梁建设成就：苏通大桥珠江黄埔大桥泰州长江大桥8(一)桥梁建设成就/MainAchievements跨海桥梁建设成就：代表性工程：舟山连岛工程、杭州湾跨海大桥、青岛海湾大桥、港珠澳大桥、东海大桥、……桥梁建设技术发展成就：设计使用寿命100年和120年的大型桥梁大型预制构件工厂制造、运输、架设和安装复合基础、预制基础着重解决了：风-浪-流耦合作用、海工耐久混凝土、钢结构防腐、大型预制构件架设与安装、钢管复合桩、预制基础和下部结构施工等方面的工程技术难题。舟山连岛工程杭州湾大桥青岛海湾大桥9世界排名国际桥协(IABSE)杰出结构奖（2000年以来，桥梁类共18项，中国6项）2000年以来，建成了一大批结构先进、超大跨径和科技含量突出的现代长大桥梁，使我国桥梁在世界前十排名中的比重显著提升；上海卢浦大桥、泰州长江大桥等获得国际桥协杰出结构奖，提升了我国桥梁的国际地位。桥梁结构占跨径前10的数量悬索桥6斜拉桥5拱桥6梁桥5桥名获奖时间桥型技术特点上海卢浦大桥2008年正奖钢箱拱桥钢箱拱和预应力系杆技术,跨度：550m泰州长江大桥2014年正奖三塔两跨悬索桥中塔主缆抗滑技术跨度：2*1080m苏通长江大桥2010年提名斜拉桥千米级斜拉桥技术跨度：1088m舟山西堠门大桥2012年提名悬索桥分体钢箱梁抗风技术跨度：1650m大胜关长江大桥2015年提名钢桁拱桥三拱桁桥面整体受力技术跨度：336m合江长江大桥2016年中国团组推荐钢管混凝土拱桥大跨度钢管混凝土拱技术,跨度：530m(一)桥梁建设成就/MainAchievements10二、技术发展情况CurrentStatusofTechnologies11(一)技术发展主线/MainFieldsofTechnologies①发展高强、高性能和高耐久性的工程材料High-performanceengineeringmaterials②创新桥梁结构体系和细部构造innovativestructuralsystemsanddetailing③完善作用模型和设计方法Improvingtheoreticalmodelsandcalculationmethods④提升施工能力与装备水平Improvingconstructiontechniquesandequipments“十二五”期间，我国桥梁工程技术领域围绕/Mainfields：⑤提高试验与检测技术水平Improvingtestingandinspectiontechnology⑥革新鉴定与评估方法Innovativeevaluationmethods⑦改进养护与改造技术Modifyingmaintenanceandrebuildtechnology⑧构建运营管理技术体系Establishingoperationandmanagementtechnolgoy12(二)关键技术突破/KeyTechnologies试验与检测TestandInpspection鉴定与评估AppraisalandEvaluation养护与改造MaintenanceandRebuild运营与管理OperationandManagement八个方面的关键技术/8mainfieldsoftechnologies：桥梁工程材料BridgeEngineeringmaterials跨越能力与结构体系BridgeStructures作用与设计ActionsandDesignmethods施工与装备Constructionequipments13(二)关键技术突破/KeyTechnologies桥梁工程材料/BridgeEngineeringMaterials桥梁用混凝土材料/High-performanceConcrete提高强度/Highstrength改进性能（抗裂性/耐腐蚀性/抗冻性/Anti-cracking,corrosion,freezing）桥梁用钢材/Steel高强度/Highstrength低温韧性\耐腐蚀性\焊接性能/Toughness,corrosion,welding疲劳性能/Fatigue桥梁用防护材料/Protectivematerials混凝土桥梁表面涂层体系/Surfacecoatingmaterialsforconcretestructures钢桥长寿命表面涂层体系/Long-lifesurfacecoatingsystemsforsteelstructures14(二)关键技术突破/KeyTechnologies桥梁工程材料/Engineeringtechnologiesofmaterials（1）高性能混凝土制备与工程应用技术/High-performanceconcrete。C60~C100高强混凝土、大体积抗裂混凝土、耐腐蚀混凝土、高寒抗冻混凝土等；（2）功能、智能混凝土制备技术/Smartconcrete。高粘结早强抗扰动混凝土、复合型光催化混凝土、导电型散热混凝土、纳米半导体压电混凝土和碳纤维压敏混凝土等；（3）高强钢板、高强钢丝和不锈钢丝生产工艺和工程应用技术/High-strengthsteel。抗拉强度为500~700MPa桥用钢板、1250MPa不锈钢丝、490MPa不锈钢筋和1860MPa、1960MPa缆索用高强钢丝；（4）桥梁防护材料制备及工程应用技术/Coatingmaterials，渗透型有机硅烷混凝土防护涂料、锌网/电化学活性砂浆、改性树脂乳液砂浆、环境友好型水基脱漆剂、水性氟树脂耐候涂料和快固化喷涂弹性体涂料等。15跨越能力与结构体系/Spancapacityandstructuralsystem①跨径400m以上的多塔连跨斜拉桥Multi-towercable-stayedbridgeswithmainspanlargerthan400m②跨径800m以上的多塔连跨悬索桥Multi-towersuspensionbridgeswithmainspanlargerthan800m③跨径500m以上的山区大跨钢管混凝土拱桥Concrete-filledsteeltubearchbridgewithmainspanlargerthan500m④跨径800m以上的双塔混合梁斜拉桥Cable-stayedbridgeswithmainhybridbeamlargerthan800m⑤跨径1000m以上的钢桁架斜拉桥Cable-stayedbridgeswithsteeltrussbeamlargerthan1000m(二)关键技术突破/KeyTechnologies16跨越能力与结构体系/Spancapacityandstructuralsystem(二)关键技术突破/KeyTechnologies（1）多塔连跨悬索结构、塔梁分离式悬索结构、主缆分布传力锚固等关键技术（2）多塔连跨斜拉桥钢箱梁联接刚性铰、集聚式斜拉索索塔锚固、混合梁结合段连接等关键技术。（3）双层承载钢桁梁斜拉桥设计关键技术。（4）大跨钢管混凝土主拱及横联体系设计等关键技术。（5）梁拱、桁拱和桁梁组合/协作体系及其设计关键技术。17作用与设计/ActionsandDesignMethods①基于性能、风险评估和寿命周期管养策略的设计方法Performance-baseddesignmethodswithconsideringriskassessmentandLCCmaintenancestrategy②大跨径桥梁汽车、疲劳、温度及船撞等荷载标准与作用模型Liveloadmodel,fatigueloadmodel,impactmodelforlarge-spanbridges③桥梁防灾减灾理论与方法；Theoryforbridgedisasterpreventionandreduction④非稳定、非线性、多尺度模拟等分析与建模方法。Non-linear,instableandmulti-scalesimulationmethods(二)关键技术突破/KeyTechnologies18作用与设计/ActionsandDesignMethods（1）桥梁耐久性设计方法、构件合理设计寿命确定方法、构件抗火灾设计方法、基于寿命期与性能的抗震、抗风与船撞设计理论与方法等。（2）公路桥梁设计荷载和安全鉴定汽车荷载模型、方法和标准，研发的“容限脱空”钢管混凝土承载能力计算方法，构建的船撞动力、等效风荷载、风-浪-流耦合