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选材指南The microscopic world

道路桥梁材料

【导读】

   近十几年来,我国公路建设事业迅猛发展,不管是高速公路还是高铁的发展都让世界侧目。作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到了相应发展,跨越大江、海峡的大桥梁随处可见。一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥,也形式多样。桥梁工程质量不断提高,为公路运输提供了舒适的服务和安全的保障。

本期《选材指南》即从全国范围内精选北京潮白环保、上海瑶井、重庆凤腾三家优秀厂商或代理商,向读者展示我国道路桥梁行业的新发展。亦配合相关文章,了解道路桥梁专用材料的发展趋势,希望在此类建材的选材上,可以给读者带去有益的参考。

中国桥梁的未来发展趋势

现在桥梁建筑已不单纯地被视为交通线上重要的工程实体,同时也是一个国家科学技术、综合国力的综合体现。本文具体介绍我国各种桥梁的发展现状及发展趋势。

材料结构不断轻型化

当桥梁向大跨度方向发展的同时,未来桥梁新材料应具有高强、高弹模、轻质的特点。与此同时,需要高强、轻质和多功能建桥材料。新型材料不断出现,唯一受限的是他们的实用寿命。初期验证阶段,大多采用保守的方式使用新型材料建模。

钢管混凝土拱桥具有其独特的优越性,钢管混凝土拱桥的跨度将会达到甚至超过斜拉桥。拱桥的拱肋是以受压为主的构件,除需要改进桥梁设计计算的理论和方法外,其稳定性问题较为突出,轴压承载力和抗剪承载力高;在大跨度桥梁中,具有良好的抗震性能;灌注混凝土阶段的模板和钢筋,耐火极限比钢材强;高强轻质且便于施工的高效结构材料,还可以很大程度上改善大跨度拱桥中的抗风能力和抗震能力;钢管混凝土具有良好的经济效益。

我国对钢管混凝土的研究,虽然起步较晚,但在我国,钢管混凝土具有很灵活的造型能力,发展迅速。我国已建和在建大跨度钢管混凝土拱桥,制定了多种应用规范。主要形式有下承式、中承式、上承式,已处于世界领先地位。无铰拱桥分为钢管混凝土拱桥和带钢管混凝土劲性骨架的混凝土拱桥。这种坚实的理论基础和丰富的工程实践经验为钢管混凝土拱桥的发展奠定了基础。为了使拱桥的发展充满活力,拱肋构造,大都采用双管组合肋(“哑铃”型截面)或4管组合肋。在我国钢管混凝土拱桥建设中,也有采用2管和6管组合肋的;缀件则采用钢板或较细的空钢管,无论是数量和跨度、结构和类型、施工技术等均为世界领先水平。其造型千姿百态,为好多城市平添了一道绚丽壮观的风景线。随着我国交通事业的不断发展,钢管混凝土拱桥将成为我国路桥建设中不可缺少的一部分。

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桥梁美学研究更受重视

桥梁建筑是建筑艺术的一个分支,属于艺术门类。桥梁通常是社会大型公用设施,与其他土木建筑相比,它具有土木工程建筑的一般属性,桥梁建筑还具有自身的特点,有使用和观赏两重功能。其主要功能是给人们提供跨越障碍的通道,具有形体庞大、位置固定、建造具有不可逆性且耗资巨大等特点。由桥梁的特殊功能决定了桥梁必须是一个开放的体系,结构散布在社会各处,何人在任何时间都可以使用它。与人类的活动密切相关,具有开放性,使用寿命也比较长。因此,公共性、公平性、安全、适用、经济必然是桥梁设计的原则。

桥梁规模越大,越能激发公众参与的热情,经济因素在桥梁建设中所占的分量也就越大,人们对其建造也非常关心,这一点在现代桥梁设计实践中已得到足够重视,这就是推动桥梁美学研究的直接动力。创新便是桥梁建筑艺术的灵魂,通过总结前人的创新经验,终究会走向桥梁的艺术范畴。桥梁建筑属于结构,创新必须以实践为基础,其存在的基础是其适用性,也需要用理论来指导。

桥梁绿色设计成为趋势

桥梁从设计建造到使用,直到服役期满,都以利用绿色设计为骄傲。绿色设计包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、重用及处置的各个阶段,既实现社会价值又保护环境价值,因此对环境问题的考虑不仅仅指施工建造期内对环境的影响,促进人与自然的共同繁荣,也是桥梁设计考虑的重要因素之一。

桥梁绿色设计,要求在使用过程中一般不会产生对环境有害的垃圾,这一点非常重要。未雨绸缪防患于未然,常规的桥梁设计很难做到这一点。常常是已经造成了对环境的危害,才开始想办法补救,但是桥梁工程的不可逆,直接导致资源的浪费和改造难度的加大。亡羊补牢为时晚矣。所以说预先设法防止产品及工艺对环境产生的负作用,至关重要。这就是绿色设计的基本思想。此外,桥梁达到使用寿命后,该如何利用桥梁高架的优势保持生命流通,也是个不能忽视的问题。这时就必须考虑生态连续,这是未来桥梁设计必须考虑的课题,也是绿色桥梁设计的基本要求。

陆路交通网是世界桥梁工程界的目标和梦想。年轻一代桥梁工程师要以报国为己任,勤奋学习、努力创新、勇于实践,让中国的桥梁成为世界桥梁史上的里程碑,使中国成为世界桥梁强国中的一员,重现中国古代桥梁的辉煌。

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