
编者:“十五五”规划提出,完善现代综合交通运输体系,加强各地区统筹设计、交通运输方式一体化互联互通,强化脆弱地区覆盖和通达保障。经过多年的积累和创新,中国桥梁已经开发出了能够满足“翻山越岭、跨江越洋”需求的成套技术装备。无论是项目规模还是技术水平均达到世界领先水平之一。如今,多地桥梁仍在更新施工“进度条”,继续书写更多创新、连接、共享的发展故事。
本届《看前沿》邀请桥梁设计与施工领域的专家,呈现我国桥梁技术的新进展、新趋势。
结构创新
提高振幅,适应环境,优化性能
长江中游碧波汹涌,一座红黑色的钢桥拔地而起。 2025年11月,湖北延吉长江大桥正式合龙。
与传统悬索桥的双主缆设计不同,延吉长江大桥两座低矮的主塔之间悬挂着四根不同高度的主缆,作为坚固的手臂,将重达5.6万吨的钢梁悬在江上。
“该桥通过‘不同垂度四主索系悬索桥’结构体系的创新,巧妙地解决了特大桥梁跨度和承载能力的双重限制。航空高度限制。”中交二工院二桥设计部部长李志刚说。
结构体系相当于桥梁的“骨架”。近年来,一些桥梁结构取得了新的进展,重点是加宽跨度、适应复杂环境、优化受力性能。
首先,我们先来看看这座桥。通过将具有更高承载能力的结构形状融入到梁结构中,并优化梁结构的减重,新型梁桥结构相继诞生。
再看看拱桥。机械设备和施工技术迅速发展。在此基础上,弧形环断面传统和结构形式不断创新和改造,拱桥跨度上限不断提高。计划2024年2月通车 广西天安龙潭大桥将优化单箱三室弧H环改为双箱肋结构,首次将拱桥跨度扩大至600米。
计划于2025年9月通车的江苏长泰长江大桥,创新性地采用了“钢与混凝土”混合结构的菱形空间桥塔,提高了结构强度,打破了斜拉桥最长跨度的世界纪录。悬索桥对主缆支撑系统进行了创新和重组。最近关闭的延吉长江大桥就是一个典型的例子。
“智能技术驱动的三维数字孪生模型”李志刚表示,未来桥梁建设将采用新结构、新材料作为“骨骼和肌肉”,以数字智能平台和贯穿全生命周期的数字孪生作为“神经系统”,迈向更智能、更耐用、更绿色、更有韧性的未来。
材料创新
探索轻质产品呃,更环保更安全
轻质电缆安装座可将性能提高 30% 以上。高强度电缆绞线,耐腐蚀,经久耐用。绿色混凝土,单面成本降低30元左右……通过一系列创新和材料应用,贵州花江峡大桥在“水平和垂直方向上都成为了世界上最好的山区悬索桥”。
“交通流量持续增加,服务环境日趋复杂。传统的钢材和混凝土无法满足大跨度、超长寿命桥梁的力学和耐久性要求。 “材料创新和性能提升非常有必要。”贵州省交通规划勘察设计研究院桥梁设计部主任叶红平表示,轻质、高强、环保、低碳排放已成为桥梁材料的创新方向。
从从减重的角度来看,高性能复合材料是通过物理或化学方法将不同性能的材料结合在一起,具有优异的韧性和抗冲击性。目前正在建设中的湖北观音矶长江大桥将采用由“超高性能钢材和混凝土”制成的组合梁。由于材料密度较低,组合梁重量减轻20%以上,承载能力显着提高。
从生态角度来看,环保节能材料在制造和使用过程中对环境的影响较小,并且可以有效利用资源。花江峡大桥建设过程中开发的高性能岩粉搅拌技术,将岩粉破碎、改性,用作混凝土添加剂。可替代20%的水泥,有效减少碳排放。
“桥梁的本质是叶红平说,随着全国统一市场建设加快,各类货物运输更加频繁,桥梁的安全显得尤为重要。为了建设花江峡大桥,研究团队经过试验和多种材料的组合,选择了玄武岩纤维作为主要耐火材料,将玄武岩烧制开采,然后用其他材料替代,熔点可达1450摄氏度。
装备创新
工业化、智能化、绿色化转型
在福建省厦门湾东南岸,可以看到一座雄伟的跨海大桥。经过两年多的建设,国家重要战略工程厦门锦江大桥主塔竣工。
大桥“合作增长”的背后,是大国的大力支持。隧道段,定制的“夏津”盾构机全速奔跑,突破穿过地下24米的地面。桥段主航道上出现了5500吨级“杭州二优”双臂起重机拉达,保证了主要构件的准确标高。
“现代桥梁工程基本上是在设备能力上竞争。”中国电信建设二港工程有限公司技术中心副总经理潘桂林表示,桥梁装备的创新将推动桥梁建设的工业化、智能化和生态化转型,从而克服各种施工难题。
在工业化建造领域,传统建筑工地正在向“空中工厂”和“柔性生产线”转变,实现工厂内精益生产和现场高效组装。
例如,一体化智能塔架施工机械可进行数百吨的低空吊装、钢筋快速安装、分配自动混凝土振动,智能维护和应急。集成突然避让功能,将施工效率从0.6m/天提高到1.2m/天。通过桥墩梁一体化组装机,桥梁施工就像“搭积木”一样,将预制的桥墩和桥面模块精确组装起来,提高了施工效率,减少了占地面积。
在智慧建造领域,装备创新正在为大型工程带来“数字神经”和“智慧大脑”,助力桥梁建设向数据驱动建设转变。 QMD-2000“空中搬运工”桥面起重机配备自调心装置,可在空中自动旋转校准2000吨钢桁架,提高拉桥施工效率50%。深水沉箱基础沉降群设备配备了整个施工过程的智能监控系统ess,允许测量、可视化和控制整个沉箱施工过程。
在生态发展领域,环保理念也存在于设备研发、建设的全周期。以“卓越二航”为例。该船采用了光伏太阳能存储系统,以减少对传统化石燃料作为能源的依赖。
“面对跨越海洋、连接岛屿、跨越高山峡谷的巨大工程挑战,桥梁团队的创新正在迈向系统化提升的新阶段。”潘桂林表示,目前技术装备引导主要有三个发展趋势。一是不断突破产能极限,研发适应超深海、强台风、超高载荷、极寒高海拔等极端环境的新一代超级装备。支持未来的超级项目,如海峡和高地铁路。二是深化智能生态,进一步融合人工智能和物联网技术,实现施工过程自动控制和实时监控,将绿色低碳理念融入整个装备创新周期。第三,通过模块化、标准化设计,从单体设备到平台,可以快速组合,形成适应不同场景的模块化解决方案,提高桥梁施工的响应速度和竞争力。 (人民日报记者 韩鑫苏斌)【编辑:曹子健】从文本到生态,中国海外网络出版史上续写新篇章
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