国内外桥梁设计施工新技术展示技术开发研究系别交通工程系专业道路桥梁与渡河工程姓名为提升我国桥梁设计施工新技术水平，快速、及时、准确的了解桥梁施工技术状况，提高桥梁施工管理水平和效率，建设创新型施工体系，我们进行了国内外桥梁设计施工新技术展示技术开发研究。
全文围绕国内外桥梁设计施工新技术展开思路，重点研究桥梁施工、设计过程中所用的新技术材料等，主要包括超大跨径桥梁设计施工的关键技术问题、中小跨径桥梁的目前设计需求、新技术材料的介绍与应用、国内桥梁设计存在的问题以及我国所面临的机遇与挑战五部分。
第一部分：超大跨径桥梁设计施工的关键技术问题主要包括斜拉桥和悬索桥目前国内外的发展水平以及根据目前现有的技术和材料的发展水平，桥梁的可能极限跨径，以及对于超大跨径桥梁以后我们还需要进一步加大研究，需要突破的一些关键技术问题。
从世界桥梁的发展来看，桥梁在向跨度更长、规模更大，向跨越海峡工程、外海海洋工程的方向发展。
目前世界上已经建成的斜拉桥跨径的世界记录里，前六名中包括了我国的四座大桥，并且前四名分别是我国的苏通大桥、昂船洲大桥、鄂东长江大桥和荆越的长江大桥（后三座桥梁目前正在建设）。
有的专家曾经说过，二十世纪三、四十年代是欧美的桥梁时代，八、九十年代是日本的桥梁时代，二十一世纪则是中国的桥梁时代。
欧美国家和日本，他们在上世纪五十年代就开展了斜拉桥的研究，从美国跨径504m的贝尔桥到法国的诺曼底大桥856m跨径,一直到日本的多多罗大桥890m跨径。
我国虽然起步比较晚，从上世纪七十年代中期开始研究，到90年代初杨浦大桥建成突破了600m 的跨径。
进入二十一世纪，我们从600m一步跨越到了1088m。
我国斜拉桥的发展历程虽然起步较晚，但发展比较迅速，当然这也是在借鉴其它国家经验的基础上，继承创新，博采众长，取得的成果。
在斜拉桥方面我国也做出了突出贡献，我们首次突破了千米跨径建成了苏通大桥。
苏通大桥的关键技术研究得到了国家科技部科技攻关项目的支持，被列入国家科技支撑计划项目，目前该项目正在进行，共进行了6个课题的研究：第一个是千米级斜拉桥技术标准和关键结构及特性研究：主要对千米级斜拉桥技术标准、千米级斜拉桥结构特性及合理体系、千米级斜拉桥关键结构及设计方法、超长大直径群桩基础受力机理与实用计算方法、钢混组合索塔锚固结构与构造、千米级斜拉桥设计指南与典型设计示例等进行研究。
通过研究，将拓展千米级斜拉桥研究手段和方法，探索千米级斜拉桥结构特性，解决千米级斜拉桥技术标准、结构体系和关键构件设计方法等问题。
；第二个是长索制作、架设及减振技术研究与示范：主要对高强镀锌钢丝材料、耐久性拉索体系、高强耐久性超长斜拉索制作工艺和控制技术、长索安装成套工艺及专用设备、长索减振技术研究及阻尼器等进行研究。
通过研究，将开发具有自主知识产权高强耐久斜拉索，解决长索制作、架设与减振关键技术难题。
；第三个是大跨钢箱梁制作、架设与施工控制技术研究与示范：主要对复杂建设条件下大节段宽幅钢箱梁组拼及吊装工艺、复杂梁段匹配施工工艺、桥面吊机系统及设备、塔梁临时固结体系、施工控制体系及方法等进行研究。
通过研究，将研发大节段钢箱梁制作、架设成套技术，攻克大节段、长悬臂宽幅钢箱梁架设与施工控制技术难题；第四个是300米索塔监测与控制技术研究：主要对索塔形态测控技术、索塔变形自动监测技术、复杂环境对索塔施工影响、索塔线形控制方法与分析手段等进行研究。
通过研究，将攻克大风、多雾、温变等复杂条件下钢混桥塔施工与控制技术难题，形成高塔监测与施工控制成套技术；第五个是深水群桩基础施工与冲刷防护成套集成技术研究：主要对潮汐河段深水大流速条件下钻孔平台搭设技术、超长大直径钻孔灌注桩施工工艺、超长大直径钻孔灌注桩压浆施工技术、超大型钢吊箱整体同步沉放技术及施工工艺、复杂流场下特大型群桩基础冲刷机理和永久防护技术、信息化施工技术等进行研究。
通过研究，将解决深水潮汐河段超大群桩基础平台搭设、超长大直径钻孔灌注桩质量控制、超大钢吊箱整体沉放和永久冲刷防护技术难题，形成成套技术；第六个是针对大型复杂的交通工程如何进行建设管理和安全减灾的研究：主要开展大型复杂交通工程建设系统分析与综合研究、大型复杂交通工程建设系统决策方法研究、大型复杂交通工程建设合作—冲突分析研究、大型复杂交通工程建设知识创新与管理体系研究、大型复杂交通工程文化建设研究、大型复杂工程建设信息管理系统研究、施工期桥位气象环境监测及预警系统研究、施工期水情预报系统研究、复杂通航水域施工安全应急系统研究等。
通过研究，将建立高效的大型复杂工程建设管理体系和项目管理信息平台；开发施工气象、水情监测及预警系统和施工与通航安全应急系统，合理规避工程风险。
苏通大桥在设计过程中面临了很多关键技术问题，第一个关键难题是千米级大跨径的结构体系问题。
众所周知，不同的结构物体系它的受力性能是不一样的，通过结构体系的优化，来解决整个桥梁的抗风、抗震、温度等各种荷载的作用。
苏通大桥的索塔和主梁之间安装了一个大型阻尼器，一方面是解决抗风抗震的问题，另一方面是静力限位的作用，相当于在梁上设了一个挡块，在一定的条件下限制梁的纵向位移，这个设备也是在世界上首次采用。
第二个关键难题就是针对刚度比较小又长、又柔、又大这样的一个构件它的抗风问题是我们设计能否成功的一个关键。
第三个关键难题就是长索的减震和设计问题，因为苏通大桥的拉索长度达到了580m，这么长的拉索它的震动如何控制目前仍是世界上普遍存在的难题。
第四个关键难题就是抗震设计，因为苏通大桥的基础是建立在一个深厚的软土层上面，从河床底面到岩石大概有300～400m的距离，所以地震力的作用经过深厚的土层放射以后反映到地震的加速度上很大，是抗震设计需要解决的问题。
第五个关键难题是钢箱梁的构造、设计与优化问题，还有超长群桩基础的设计和施工问题。
苏通大桥每个索塔的基础有131根桩，每根桩长121m，桩的直径是从2.5m到2.8m，在这个特殊的地层条件下基础的安全非常重要。
昂船洲大桥是跨径1018m的一个斜拉桥，采用独特的造型，索塔是一个独柱型的，它的静力和动力的稳定性是一个需要解决的问题。
索塔的上半部是一个外包钢板的砼结构，是一个组合结构，而斜拉索锚固是钢锚箱结构，是一个混合结构，它的设计和施工也是这座大桥的一个亮点。
此外昂船洲大桥的设计周期是120年，如何实现120年的使用寿命，这从耐久性和管理维护方面也需要重点的研究。
另外，为了适合这个索塔的造型，钢箱梁采用的是两个分离箱。
在建的鄂东长江大桥跨径是926m，它解决的技术难题主要是：第一、大直径长嵌岩桩的施工技术。
第二、它是一个混合梁的斜拉桥，边跨采用的是砼结构，所以存在一个钢、混两种不同刚度的桥梁的连接，它的施工控制的问题也是需要解决的。
第三、主桥的边跨砼箱梁防裂和耐久性以及施工技术。
第四、钢梁和砼混合梁怎么连接，保证它安全可靠。
法国的米洛桥采用的是七塔八跨的全漂浮连续斜拉桥，跨径342m，总长2460m，这个桥是建在高山峡谷的典型桥梁，和当地的风景结合非常优美，采用现代化的顶推施工，技术含量非常高。
它的方案是索塔上半截采用钢塔，钢塔和钢箱梁是固结的，墩和梁之间设支座，采用滑动支座来解决温度力和位移的问题。
另外，因为特殊的地形，是在高山峡谷里面，经常有风的作用，所以梁上设置了防风罩来解决行车的舒适和抗风问题。
目前斜拉桥的跨径已经突破了1000m，专家学者都在研究斜拉桥的极限跨径到底有多少，跨径的极限是和我们的材料、技术水平紧密相关的。
在悬索桥的跨径记录里，前六名中我国占3座，其中西侯门大桥排在第二位，是1650m。
我国在上世纪90年代开始大跨径悬索桥的研究，都采用钢箱梁悬索桥，钢箱梁悬索桥里面跨径最大的就是舟山的西侯门大桥，钢桁梁里面是日本的明石海峡大桥。
舟山西侯门大桥的关键技术研究也得到了国家科技支撑项目的支持，它重点解决了三个关键技术方面的难题：第一、它采用一个两跨连续的钢箱梁悬索桥，因为目前我们见到的要么是一跨要么是简支状态，再不然就是三跨连续的悬索桥，舟山桥为了适应地形条件，边跨和中跨采用的都是有吊索的，而到了另一岸，上岸后呈简支状态，没有采用连续结构。
第二、舟山地区每年都要遭受台风的侵袭，所以抗风的要求非常高。
舟山桥由于交通量不大，只有四车道，很窄的桥抗风能力比较弱，为解决这个难题，采用了分离钢箱这种结构。
泰州长江大桥，采用的是三塔悬索桥，跨径1080m，它的技术挑战就是三塔体系，跨径得到了明显的提升。
以往三塔的悬索桥也就是在400～500m，在建的泰州大桥提高到1080m这样一个跨径。
另外三塔悬索桥的结构体系和双塔还是不一样，尤其是中塔的受力比较复杂，所以需要对这部分受力特性进行研究。
第三，中塔的基础采用沉井基础，水中施工，沉井的设计都是面临的关键难题。
第二部分：中小跨径桥梁的设计施工现状中小跨径桥梁的设计主要体现在二个方面：集成设计和多元需求。
集成设计，就是充分考虑桥位处建设条件的要求，把设计和施工紧密结合起来，转变我们的设计理念。
目前对于规模比较大的中小跨径的桥梁，都是采用了构件在工厂加工制作，现场大型机械施工，在施工过程或者建成以后通过自动化技术进行检测，从而形成一个运营过程中一种系统化的管养技术。
如杭州湾大桥，全长36km，水文气象条件非常复杂，有的地方是滩涂，施工非常困难。
其50m 跨径的连续梁采用整孔预制、整孔吊装，运输是在已经建成的桥梁上通过设备滑移到现场安装位置。
70m跨径的连续箱梁采用整孔的预制吊装，而且是运架一体化的工艺，体现了现代桥梁发展的一种机械大型化的发展趋势。
正在建设的京沪高速铁路，全长1318km，80%都是预制梁段进行安装，这样能够保证质量，快速安装，体现了大跨径桥梁规模化制作、施工的发展方向。
我们现在正在进行的城市化的进程非常快，很多环线、高架桥包括轻型轨道都要建设，如果采用常规的支架现浇工艺的话，就很难解决城市桥梁建设需要面对的比如一要快速运转二要不中断交通三要减少城市占地四要环境保护五要消除噪声六要保证运营安全。
传统的一些施工工艺或者我们的设计理念可能跟不上现在的社会发展进程。
多元需求即设计时充分考虑技术因素，在确保安全的基础上融入文化理念。
在多元需求里面，可能以后会用到的比较多的结构就是钢结构和组合结构，而钢结构和组合结构可以说在我国尤其是在公路行业起步是比较晚的，比如说我们的设计规范是比较滞后的。
意大利佛罗伦萨某一个桥，其实这个桥是一个异型的斜拉桥结构，它的设计过程中就考虑了四个方面的因素：一是当地的文化、二是保护环境、三是斜拉桥受力的原理、四是斜拉桥的结构在发展过程中的演变，可以说是融合了技术、文化、理念，是一个精品的创作。
另外一个突破点是异型结构，因为现在大家都在追求桥梁的造型，造型的要求多了，相应的很多非常规的结构、形状就出来了，这样的话就对设计人员在设计和计算方面提出了很高的要求，另外在施工图的加工方面、设计方面也提出了很高的要求。
