English|网站地图|旧版主站
您现在的位置:广西大学>> 新闻中心>> 媒体西大
媒体西大

【广西发展战略研究会】:专访中国工程院院士、广西发展战略研究会专家郑皆连

来源: 作者: 发布时间:2017年12月19日 浏览次数: 【字体:

时间:2017年12年19日       来源:广西发展战略研究会

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4OTMzNjIyOQ==&mid=2247483707&idx=1&sn=e6b318faeec699cf743eb0b19ac26bf5&chksm=fdce5af1cab9d3e74007de2cac76b68c71116df2327bc7cf8e5dbd7d057fdfc830714ff211cf&mpshare=1&scene=1&srcid=1216acchznuZuTeZD0vm6j1f#rd

 

   

 

引领拱桥建设发展方向  

推动拱桥建设跨越发展  

                                 ——访中国工程院院士、广西发展战略研究会专家郑皆连  

   

在中国,说起拱桥,人们首先就会想到他;在广西,说起院士,人们也是首先就会想到他。  

作为一位备受广西人民崇敬和爱戴的桥梁专家,他全心全意专注于路桥建设,用他的聪明才智和刻苦钻研,在几十年的广西公路桥梁建设中,破解了一个个拱桥建设难题,引领着拱桥建设发展的新方向,带领广西拱桥建设在中国拱桥王国中崛起。  

1968年,他首创中国双曲拱桥无支架施工的新工艺,解决了不立拱架修建拱桥的难题;1976年,主持设计广西第一座钢筋混凝土箱型拱桥——跨径组合为90+105+90 米的来宾红水河桥,是中国当时规模最大的无支架施工钢筋混凝土薄壁组合箱型拱桥,之后的十多年中,他共修建此类大桥40多座,占当时广西公路大桥总数的7%左右,节省了上亿元的资金。他提出的千斤顶斜拉扣挂连续浇注拱肋外包混凝土等技术,为世界拱桥建设史上的首创。  

1999 年,他当选为中国工程院院士,面对巨大的荣誉,他只是平静地说,自己非名牌学校毕业,没有国外学习经历,没有在黄河、长江修过桥,自己只是个普通工匠……  

    他就是中国工程院院士、《“孔雀西南飞”人才战略研究——以广西壮族自治区为例》课题组院士专家、广西发展战略研究会专家、路桥工程专家、广西大学教授郑皆连。近日,围绕路桥工程等话题,科技日报广西站站长、海南站站长江东洲与郑皆连院士展开了全方位对话。

   

   

中国工程院院士、《“孔雀西南飞”人才战略研究——以广西壮族自治区为例》课题组院士专家、广西发展战略研究会专家、路桥工程专家、广西大学教授郑皆连

   

   

    推动拱桥技术跨越发展

    江东洲:您是我国桥梁工程专家,首创我国双曲拱桥无支架施工新工艺,解决了不立拱架修建拱桥的难题;主持设计了广西第一座无支架施工钢筋混凝土箱拱桥;建成了当时世界最大跨径的钢筋混凝土肋拱桥,提出了千斤顶斜拉扣挂悬拼架设拱骨架技术和连续浇注拱肋外包混凝土技术,国内首创,广泛推广。可以说,您把一生都奉献给了桥梁事业。  

    郑皆连:我出生在四川省内江市一个普通农民的家庭,家里很贫穷。1960年,我考上了四川冶金学院。两年后,因学校撤并,转到重庆交通学院桥梁与隧道专业学习。这次转学,成为我与拱桥结缘的开始。

    1965年,我毕业后被分配到广西百色公路总段,第二年,被调到广西公路工程局,担任双曲拱桥“推先”工作组副组长,推广双曲拱桥新工艺。率先对正在建设的广西灵山县三里江大桥提出了“双曲拱桥无支架施工”的方案,通过攻关试验,收集资料,计算数据,绘制施工图,设计了拱桥无支架施工的各个工序,准备了详细的应急方案,摸索出拱肋分段预制、缆索起重机吊运、钢丝绳扣挂、滑轮组减力、手摇绞车收放、松索合龙的无支架施工新工艺,成功建成跨径46米的三里江大桥。三里江大桥比交通部在湖北成功攻关的50米跨径无支架施工桥梁提早了两个月,交通部双曲拱桥施工定稿工作会议给广西发来贺电称“首创了我国较大跨径双曲拱桥无支架吊装施工新工艺,为双曲拱桥的发展作出了卓越的贡献”。三里江大桥建成后,全国先后有 20 多个省区的桥梁专家前来参观,三里江大桥双曲拱桥无支架吊装施工新工艺在全国迅速推广开来。

1976年,我吸取了75米跨径的福建闽清大桥建设的成功经验并加以改进,成功设计了跨径组合为 90+105+90米、重量轻、经济美观的来宾红水河大桥。这是我国当时规模最大的一座无支架施工钢筋砼薄壁组合箱型拱桥,也是广西第一座钢筋砼箱型拱桥,获国家优质工程银质奖、广西优秀设计一等奖。我和其他技术人员一起,设计了一套吊重 400KN、索跨 400 米的缆索起重机,解决了质量约 40 吨、长 33 米的钢筋砼拱箱在空中没有支架的条件下准确地栓接及合龙成拱的难题。同时,还编制了广西第一个拱桥静力电算程序。  

199212月,邕宁邕江大桥开工建设,这座中承式特大跨径拱桥跨径达 312 米,比当时世界上跨径最大的同类桥梁多72米,其设计与施工研究被列入交通部“八五”联合科技攻关项目,我担任大桥设计与施工技术研究课题组组长和专家组组长,提出了千斤顶施力、钢绞线斜拉扣挂、悬拼架设拱肋合龙后松索和千斤顶斜拉、扣索调载连续浇注拱肋外包砼两项新技术,用了24天就完成了18段质量上千吨的钢拱骨架悬拼吊装合龙,仅用40小时就完成了拱肋底板从两边拱脚直到拱顶混凝土连续浇注。新的拱桥施工技术取得了可喜的经济效益,300 米左右跨径拱桥每平方米实际造价约为5000元,仅为同跨径悬索桥的 1/4、斜拉桥的 1/2。经交通部组织鉴定,这一系列研究成果总体达到世界先进水平,其中两项施工技术在国内外均属首创,居国际领先水平,用此技术可望悬拼 500 米跨径的特大拱桥。由于取得突出的经济效益和社会效益,该项目获国家科技进步二等奖。邕宁邕江大桥的成功修建,为建设更大跨径的拱桥开发出了成套技术,在全国范围内掀起了修建大跨径拱桥的热潮。在长江、黄浦江等大江大河上,建设者们先后建成了世界最大的钢筋砼拱桥——跨径 420 米的万县长江大桥,世界最大的钢管砼拱桥——跨径 460 米的巫山长江大桥,世界最大的钢拱桥——跨径 550 米的上海卢浦大桥。  

2009年,广西路桥总公司拿到了四川合江第一长江大桥的施工权,这是一座净跨径500米,跨径世界第一的钢管混凝土拱桥。我担任大桥专家组长,指导广西路桥总公司成功完成了钢拱骨架的悬拼合拢施工,提出了真空灌管内混凝土的设想,安排了大型试验并首次成功应用到特大型钢管混凝土拱桥施工中,此技术使钢管混凝土拱桥施工质量上一个大台阶。  

   

   坚持桥梁技术创新健康发展  

    江东洲:交通的发展应是可持续的发展,要有持久的动力,而这个持久的动力来自于创新。桥梁是在露天环境下长期承受环境力和汽车、人群重载的人工构造物,它耗资巨大为世人所瞩目。在桥梁建设中应该如何开展技术创新?  

    郑皆连:桥梁技术创新的目的是在满足使用功能条件下,在桥梁建设中确保建设质量、节省费用、确保工期,做到安全、耐久、美观。创新是根据桥梁建设实践的需要而提出来的,创新是针对现有技术存在的弊病进行改造的过程,不能为创新而创新。桥梁技术创新要能健康发展,必须开展经常性的学术讨论,建立正确的评价标准,批评错误倾向,使桥梁技术创新成为推动桥梁技术进步的重要手段。  

二十世纪六十年代,无锡县苏松源等同志创新建造了双曲拱桥,该桥型以其节省钢材、造价低、施工简单等优势在全国得以推广开来,几年内所建的双曲拱桥总长度达数十万米。虽然双曲拱桥耐久性差一点,现在也不会再建双曲拱桥,但双曲拱桥技术创新的历史功绩不可低估。1963年,河南省把打井的方法用在桥梁钻孔灌注桩上,经交通部组织专家鉴定、系统研究后,向全国推广,从此这一技术风靡全国,钻孔灌注桩基础遍布了我国江、河、湖、海,桩径从1米至5米,桩长从10多米至100多米,目前技术和规模还在不断发展,这是一项重大的技术创新,它几乎达到了创新的全部目的。当然不是每项技术创新都能实现创新的全部目的,它可能针对某几项创新目的而进行,但毫无疑问,离开创新目的,技术创新是不存在的。  

    桥梁技术创新不允许失败。科学研究可以数百次失败,只要最后成功就行了,但桥梁建设不允许失败,用在桥梁建设上的技术创新也不允许失败。一方面我们在采用技术创新成果上必须十分慎重,这就是常说的要采用成熟技术;另一方面,如果我们对一项技术不能精确评价,而又不得不用时,则要设大包围圈;要能框住它,也就是要加大安全贮备,确保万无一失。1981年,贵州交通系统创造了析式组合拱桥,建设者用一对钢人字桅杆就完成大桥的悬拼,其工具之简单,施工费用之低廉是其他任何桥型都比不上的。20多年来,全国建成该类型拱桥40座,跨径330米的江界河大桥曾两次荣获国家科技进步奖,在国内外产生了重大影响。而近年来,贵州省已不在重要公路上建析式组合拱桥了。2005年,贵州省交通科研所对贵州境内的30座析式组合拱桥进行了调查,对目前仍在使用中的析式组合拱桥进行了专题立项研究,这批组合拱桥多数跨径超过100米,但目前30座都不同程度的存在病害,其中有11座析式组合拱桥总体状况很差,病害严重,有的已经拆除或即将废弃。从调查结果看来,这批析式组合拱桥使用20年左右就大面积出现严重病害,原因是多方面的,有计算不细、结构细节处理欠妥、施工质量不好、缺乏及时养护、超载车多等等原因。尤其是在建设中普遍存在过分追求经济指标,截面尺寸偏小、钢筋偏少、节点及构件联结不强,安全贮备不够,不重视耐久性等因素。析式组合拱桥的构思是成功的,但作为一项技术创新是不成功的,因为桥梁技术创新不允许失败。  

精心设计、精心施工也是技术创新。桥梁设计要尽可能减少施工风险。桥梁技术创新中,设计是首要的,但规避施工风险也是设计要遵循的一个重要原则,施工风险常常决定着结构方案的取舍。苏通长江大桥斜拉桥主塔墩采用钻孔灌注桩群桩基础,一放弃沉井方案的主要原因是前者比后者施工风险小,既使群桩基础一根桩失败,也可以补桩。但是78X 40X 85米的巨形沉井在局部冲刷严重的长江中就位时,如果发生倾斜、移位就很难处理,显然选择桩基是正确的,主塔墩基础的施工实践也证明了这种选择是成功的。润阳桥南锚基坑支护采用冷冻排桩方案,比冷冻法方案降低了施工风险,所以是明智的选择。设计是一种创造性的劳动,它博采众长,紧密结合桥址实际,推选出最优方案,也是技术创新。因为受设计周期、经费的限制和设计必须采用成熟技术的原则,一般情况下,不能要求一个设计项目产生一种新结构、新工艺。精心施工就是要用最少的物耗,合理的工期,安全、高质量按设计图纸建成大桥,这必然会有许多技术创新。我认为,我国已经是一个桥梁强国,无论从桥梁的数量、跨径的大小、建设规模都进入了世界先进行列,在桥梁的计算水平上、经济指标上、建设速度上与国外无多大的差异,我们与国外桥梁建设技术水平的差距主要表现在施工质量以及桥梁的耐久性、桥梁美学设计上,桥梁技术创新活动应该在这些方面展开。  

超前开展研究工作,是桥梁技术创新新必须的。一个待建的工程项目,因为受时间、经费的限制,一般不可能开展大的项目研究,但是针对一些重大工程,提早安排研究工作是应该的,更是必须的。比如琼州海峡大桥工程,用现有技术还不能完全有把握建设,世界上还没有一座桥梁在这样大水深及土质床面上建墩和锚锭,这就需要提前研究,突破了这项技术,才能谈得上建设。海峡建桥需要更大跨径,因此对新材料的讲究也是十分迫切的,所以我们对特定目标的技术创新必须超前开展研究工作。  

追求新奇、怪异绝不是技术创新。近几年来,无背扣斜拉桥、自锚式悬索桥建得比较多,结果是多花钱、工期长。斜拉桥桥面梁可以悬臂浇注或悬臂拼装,这种施工优势正是斜拉桥得以大发展的原因,但无背扣斜拉桥完全丧失了这种优势,它需要先在支架上施工桥面梁,而后施工斜塔,用斜塔的自重来平衡桥面梁,用桥面梁的自重来稳定斜塔,为了减轻自重,无背扣斜拉桥跨径不大,桥面梁也只能采用昂贵的钢梁。悬索桥的优势可以先架悬索,利用悬索安装加劲梁。而自锚式悬索桥,主缆锚在梁端,因此要先梁后主缆,梁在支架上拼装或者在支架上顶推。在锚锭不困难的地方建自锚式悬索桥造价是其他桥型造价的1.52倍。某市在400米跨径的中承式钢管硅拱桥上画蛇添足的加几索斜拉索,这不但增加投资,还增加后期养护难度和费用,而且换斜拉索时,必然影响交通。更有甚者,某市建设一座拱肋外倾的钢箱肋拱桥,名曰非对称肋拱桥,六车道,因为结构受力不合理,300米跨径钢箱截面尺寸7.6X11米。该桥施工中的标价为在同一河流下游2公里同时期建设的连续刚构桥中标价的6倍。这些桥梁存在追求新奇、怪异之嫌,违背了桥梁技术创新的目的,显然绝不能算技术创新。

   

解决桥梁安全问题要各司其职  

江东洲:众所周知,桥梁建设的规模和能力是一个国家综合实力与科技进步乃至现代文明的标志。桥梁作为公路的重要组成部分,直接关系着行车的安全与畅通,以及公众的人身安全。作为路桥工程专家,您认为应该从哪些方面着手,确保桥梁安全?  

郑皆连:我国是世界桥梁大国,在各种桥型桥梁领域中,我国在世界上占据着重要的位置。我国跨大江大河、跨海大桥的质量和安全性是毋庸质疑的,但是从总体而言我国公路桥梁安全状况不容乐观,存在较多安全隐患问题,需进行深入的探讨。  

我国跨大江大河、跨海大桥的质量和安全性较好,但在施工和使用中,时有桥梁坍塌的事故发生。施工过程中造成桥梁跨塌的例子亦比比皆是,在役的桥梁发生垮塌的事故也屡见不鲜。近二十年来大量修建的预应力混凝土连续刚构桥,普遍出现在收缩徐变完成后,跨中仍然持续下挠,腹板底板开裂,而且到目前为止真正的原因没有完全找到。近十多年发展起来的钢管混凝土拱桥,以其优异的施工性、经济性、造型美而风靡全国,但实践的事实反映这一组合结构的计算方法并不成熟,管节点焊缝疲劳没能够很好解决,吊杆寿命难于估计;近三十年大量修建的钢筋混凝土箱型拱桥,桥道系病害多;诞生在20世纪60年代初的双曲拱桥,以它耗钢材少、造价低、施工方便的优点而风靡全国。到1979年全国建双曲拱桥4 085座总长35万延米,占全国当时大中型公路桥梁的25. 700。双曲拱桥施工中突出优点是化整为零,施工完成后聚零为整,这又是它的突出缺点。因为大量的接缝形成了结构中的薄弱环节,加上当时人们认识局限,钢材投资又严重不足,过分强调浅基薄面,建成的双曲拱桥,经短期通车,少数垮塌,部分弃而不用,部分已经加固,部分正在或等待加固,正常使用的甚少;贵州省交通厅在1979年提出的析式组合拱桥,悬拼施工设备极为简单,只是两台钢人字桅杆,经济指标好,短短时间在贵州等地修建了40座,跨径绝大多数在100 m以上,最大跨径达330 m,在国内甚至国际上都有影响,曾经两次获得国家科技进步二等奖。随着时间的检验,多数析式组合拱桥存在较严重的病害,为了查明原因,研究对这批大桥加固的可能性和改进此类桥的设计,交通部西部办立题研究后,对贵州省内30座桥进行调查。其中三类桥占36. 7%,有的已废弃,或者准备废弃,即使加固也只能降载使用,有16.6%属二类桥须及时加固维修,二、三类桥相加超过50%;再加上部分桥梁设计施工不当,存在结构性质量缺陷,函待加固的桥梁估计在1/3以上。如果改建或加固速度跟不上,垮桥的事故还会发生。

桥梁安全事故原因通常是多方面的,涉及到政府主管部门、工程参建各方、使用管理部门等等的各方各面;涉及到对安全的认识,规范的科学性,研究工作的开展等问题。施工事故,设计可能有责,但施工承包人有责的可能性更大。很多事故桥的垮塌都与拆支架有关。支架是临时工程,常被忽视,实际它承受的重量,大大超过拱桥承受的汽车荷载。拆拱架是拱桥完成体系转换过程,是拱桥施工最危险的工序,拱桥施工失败几率比其它桥高,其它桥因支架不当垮塌的也不少。因施工计算不当,施工控制不好,施工质量低都可能造成严重的安全事故。我们不能只关注施工难度大、工艺复杂的大桥,而忽略了规模或难度不大的一般工程。这些工程不注意安全工作,仍然可能发生特大事故。在役桥梁出现大量病害往往设计是主要原因,施工质量不好,养护不到位也是原因。压塌桥与大量超载车行驶关系重大,山西交通厅在“治超”行动开始时,曾经公布一组数:山西运煤车辆90%超载,超载车辆中60%超载幅度在 100%以上。质量183.2t货车,压塌柳林桥前,在公路上行驶了200 km  

解决桥梁安全问题,是一个系统的工程。必须由政府部门、建设各方、养护管理部门、使用单位共同努力,各司其职才能奏效。一是政府部门真正树立质量安全第一理念。国务院出台的“建设工程安全生产管理条例”规定,建设单位、设计单位、施工单位、工程监理单位及其它与建设工程安全生产有关的单位,依法承担建设工程安全责任。政府主管部门要进行严格的监督检查,出台细则,提高安全第一的认识,除战争、抢险工程外,在安全与投资、工期发生矛盾时要坚持安全第一的原则。二是工程建设各方要始终坚持质量安全第一。建设单位是国家规定的工程责任单位之一,对整个工程进行总体控制,应该给于选择设计、施工、监理单位的权利。为了防止腐败而采用最低价中标,或者对业主削权的做法是不可取的,因为业主腐败更易发生在长时间的建设过程中,且不易监控。业主要清醒的认识到一个处于亏损的施工企业是无法保证施工质量、安全和进度的。业主要为设计、施工、监理单位服务,让他们全心全意保证质量安全。设计单位是决定工程成败的关键单位,要有足够的时间,进行精心设计,要遵守设计必须采用成熟技术的原则。对科学家失误要宽容,但对桥梁工程、工程师是不容许失败的。桥梁工程师要处理好采用成熟技术与创新的关系,不提倡为创新而冒险,希望国家尽快出台桥梁创新评价标准。桥梁工程师要熟悉施工,注意选择施工风险小、质量易检查控制的结构和施工方法。对于质量主要掌握在重体力劳动的操作者手里,难于检测和控制的片块石砌体要避免采用在主受力部位。对一些重大工程或者工程的关键部位,最好采用多个软件计算,从而有效地防止因建模或者输入数据有误而使计算结果出错的事故发生,同时还要注意与相似工程作对比,以求万无一失。要注意细部结构设计,往往细部决定成败。施工单位对施工质量安全负有最大的责任,质量安全好坏直接影响企业兴衰。要编好施工组织设计,找出施工难点和容易出安全事故的环节,作好充分防范。要管理好劳务队伍,劳务队伍出了安全事故,从合同上、法律上毫无疑问责任是施工单位的,甚至监理的错误也不能减轻施工单位的责任。出了安全、质量事故,第一责任人首先是项目经理,因此,必须把更多精力放在抓安全和质量上。监理单位。监理受聘于业主单位,必须为业主单位把关,要兢兢业业,如履薄冰。因此,监理必须清楚自己的神圣职责,要全天候、全过程监理,该旁站的要旁站,该巡检的要巡检,该做的试验要做试验,不能处处依赖承包商,不能认为承包商做了,监理签字就可以。如果因为监理失误引发了质量和安全事故,也足以让监理公司破产。监理又是一个有权力的企业,但是有了权力就可能发生权钱交易,如果没有把好廉政这一关,监理企业就可能会遭受灭顶之灾。三是养护单位要严防工程安全事故的发生。在役的公路桥的安危取决于养护单位的工作质量,养护单位要通过经常性的维护,使状态优良桥梁延长寿命,按危险程度,排出改建、加固桥梁次序或汽车限重、限速通行,甚至中断交通。加强治超力度,严格按照交通部的要求,坚决禁止超过55 t的汽车在公路上行驶。四是加强科研及时修改规范,满足安全的急需。我国桥梁规范修改间隔时间太长,至今尚无桥梁寿命的规定,无法进行全寿命设计,也难于执行终身责任制。而修改规范是要实践经验和科研工作的支撑,如桥梁寿命问题,钢管混凝土拱桥问题,连续梁、连续刚构病害问题,桥梁施工工艺,旧桥评价、加固技术等都急需研究。我们相信只要桥梁工程有关各方,认识到我国公路桥梁安全问题的严重性,认识到安全、质量第一是不能动摇的原则,齐抓共管,我国桥梁安全状况一定会好转。

   

发展大跨径钢拱桥前途无量  

江东洲:随着世界经济的快速发展,大跨径桥梁的建设在20世纪末进入了一个高潮时期。目前的桥梁技术已经能较好的解决现存问题,但是桥梁跨度不断增大,向着更长、更大和更柔方向发展,为了保证桥梁的可靠性、耐久性、行车舒适性和施工简易性还有大量的工作要做。您觉得大跨径拱桥未来的发展方向是什么样的?  

郑皆连:合理、耐久、极限与超越,是拱桥的突出特点,赵州桥和卢沟桥充分证明了这些特性。有800多年历史的卢沟桥,承受了400吨平板车的极限考验。山西丹河桥是我国跨径最大的石拱桥,理论上跨径还能做得更大,只是经济性上已经做到了极限。  

拱桥施工有两个比较成熟的工法:钢丝绳斜拉扣挂送索合龙和钢绞丝扣挂合龙松索成拱。1999年建成的广西来宾磨东红水河大桥跨径180米,总投资只有3000多万元。钢丝绳斜拉扣挂松索合龙工法,使100米左右跨径的混凝土箱拱单位造价与简支梁桥相当。我国使用斜拉扣挂技术建设的桥梁有重庆万县长江大桥、重庆朝天门桥、上海卢浦大桥和四川沪州合江长江一桥,它们都曾是“世界冠军”。1977年以来,在国内使用转体施工法建设的桥梁有上百座,第一次混凝土工程突破200米跨径的是重庆涪陵乌江桥。1999年建成的广州丫髻沙大桥,跨径360米,平转质量达13685吨。2008年国内才建成第一座挂篮悬浇拱桥—四川攀西高速公路白沙沟1号桥,跨径没有超过200米。国外使用该技术建造的拱桥跨径比较大,如2016年建成的、跨径384米的西班牙阿尔蒙特桥,2010年建成的、跨径323米的美国胡佛水坝桥。颈性骨架混凝土拱桥,是工程师约瑟夫·米兰在1898年发明的,又称米兰拱。全世界跨径大于300米的混凝土拱桥只有13座,混凝土拱桥的跨度增大是非常非常难的,中国仅有9座混凝土拱桥,而且这9座桥都是颈性骨架混凝土拱桥。颈性骨架是建桥花费最高的部分,但是也只需总造价的十四分之一便可以把大拱桥建成,所以这种桥梁在我国有很大的发展和进步。中国有几座超过300米的颈性骨架桥,而且都是前世界冠军。为什么中国会把颈性骨架成为大跨径拱桥的主要发展发展方向呢?不是不能把跨径做到400米,而是通过比较,认为用颈性骨架更为经济实用。比较能说明问题的是,四川广元昭化嘉陵江大桥和美国胡佛水坝桥相比,嘉陵江大桥耗资是美国胡佛水坝桥的四分之一,造价低,风险小。从1875年世界第一座混凝土拱桥到1997年万县长江大桥,跨径超过300米的混凝土拱桥只有4座。近7年,跨径超过300米的混凝土拱桥仅有7座,其中2座在国外,5座在中国。也就是说,近7年中国诞生了5座跨径超过300米的混凝土拱桥,原因就是需求是最大的推动力,并且有2座超过了万县长江大桥,打破了万县长江大桥保持了19年的世界纪录,这两座都是高铁桥。为什么中国颈性骨架会发展那么快?颈性骨架原创在国外,大发展在中国,主要是应力变形控制技术、真空灌混凝土技术、斜拉扣挂悬拼技术、转体技术、钢管劲性骨架这五个技术起了作用,斜拉扣挂悬拼解决了骨架悬拼的问题。我国使用的钢管颈性骨架把用钢量节省了一半,施工量也随之降低。我国有一项混凝土的专利—真空灌注,灌满以后再使用钢骨架,灌注混凝土非常容易。中国还有一项独创的技术,就是引力控制。在进行骨架浇铸过程中如何控制好它,浇铸的重量是骨架本身的15倍左右,重量很大,这个过程中产生的引力非常大。我国的独创的技术和两个发明专利支撑,能够控制引力。云南昆明南盘江桥跨径416米,设计时速是250公里,它的最新设计方案与米兰桥相似。贵州南盘江桥也使用悬浇技术,这个方案的最大问题是,悬浇65米需要混凝土一万多吨,单靠斜拉索控制它,总引力为13.4万千牛,风险大、投人多。改造以后,就可以把颈性骨架做到4000千牛。它的刚度不断提高,能力不断加强,再加上用两个索来调载,这样桥梁就建成了。南盘江桥的混凝土工程分24次浇完,每次都做了观察,最大的误差只有一厘米。这说明理论和计算是非常接近的,作为一个混凝土结构,计算度和观测度仅差一厘米。  

上世纪三十年代,苏联人建设了两座钢管拱桥,但是他们没有发挥钢管拱桥的结构优势和施工优势,所以两座钢管拱桥之后再无人继续研究建设。在中国,从二十世纪九十年代到现在,已经建设了400多座钢管拱桥,超过了国内悬索桥和斜拉桥的总合。它为什么发展那么快?因为受力性能好,施工性能好。随着技术进步,钢管拱桥的造价大幅降低,这里的造价绝没有偷工减料。合江长江一桥是跨径530米的钢管混凝土拱桥,竣工造价只有2.6亿元。目前,我国跨径大于400米的钢管混凝土拱桥已经有7座,未来还要建设几座,钢管拱桥发展之快,跨径之大令人震惊。钢管混凝土拱桥的发展,经济价值非常显著,1176米的悬索桥,用615米的钢管混凝土拱桥可以配合上去,如果地质没有大问题,造价只是悬索桥的二分之一,也就是一座桥可以节省7亿元。同时,钢管混凝土拱桥已经成熟地用于铁路建设上,西藏拉林铁路(拉萨到林芝)预计7月份开始安装。更大跨径的钢管混凝土拱桥正在研究之中。使用大节段提升钢拱肋的施工方法,可以大幅度提升钢拱桥的跨径,克服施工引力。大节段提升钢拱肋施工的基本程序是:在岸上做好大节段,然后推至船上,运到桥下用千斤顶提升起来。广东星光大桥使用了36个千斤顶,在计算机的统一指挥下完成了2860吨中段提升,用时57个小时。虽然珠江上的通航密度很大,但也只用了57个小时。希望更多的设计单位在跨海大桥建设时,可以弃大浮吊改用千斤顶,价格便宜,造型美观,应用经验也很丰富。  

我国石拱桥、混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥,跨径世界第一,建造技术世界领先。斜拉扣挂悬拼、挂篮悬浇用于200米跨径内的混凝土拱桥已经有几百座,我国首创的钢管混凝土颈性骨架,提高了桥梁的安全性,已成功建造了4座超400米跨径的混凝土拱桥。钢管不发生局部失稳,管内混凝土韧性和强度提高,管内混凝土真空辅助顶压灌注及混凝土膨胀收缩可控,能保证混凝土密实及与钢管紧密结合,造价低、施工易。把跨径提高到600米是可以实现的,向更大跨径冲击也非常有可能。我们曾经对650米做了可能性研究,从受力研究到安装制造都没有问题,钢管拱桥要修到700米已无太多技术门坎,跨越山谷替代千米级悬索桥成为现实,大规模推广必将获得巨大的经济效益。钢拱桥大阶段的成功,特别是千斤顶、计算机技术、液压技术、测试技术等综合起来,可以整体提升大节段钢拱的安全性。