阮欣

橋梁，跨越道路、江河、山谷，甚至海洋，是現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)中不可或缺的部分。橋梁設(shè)計、建造技術(shù)，也是一個國家基礎(chǔ)設(shè)施建造水平的重要標(biāo)志之一。面對不同的跨越需求，橋梁往往以不同的形式呈現(xiàn)，時而雄偉、時而壯麗、時而優(yōu)雅，時而令人感覺不可思議。

根據(jù)基本受力特征，橋梁可分為梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋四種主要的橋型。每種橋型都有其主要的適用跨徑范圍，例如，梁橋適用于中小跨徑，因此日常生活中看到的大多數(shù)城市高架橋都采用了梁橋的形式;而斜拉橋、懸索橋則更多地使用在跨度較大的場合，例如跨越大江、大河等。不同橋梁的設(shè)計、建造和運(yùn)營維護(hù)的特點(diǎn)也不相同。

設(shè)計試驗保安全

每一項橋梁工程，從規(guī)劃論證開始，都需要經(jīng)歷設(shè)計、施工、運(yùn)營、維護(hù)，直至最終的拆除或改建。設(shè)計是其中最為重要的環(huán)節(jié)。設(shè)計階段需要先對橋梁在未來使用過程中可能面臨的各種情況進(jìn)行全面地計算分析，再確定橋位、橋型以及結(jié)構(gòu)的全部細(xì)節(jié)，形成設(shè)計圖紙和指導(dǎo)性的施工方案，然后交付施工單位進(jìn)行建造。

使用環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)各種復(fù)雜情況，這也使得橋梁設(shè)計過程變得非常復(fù)雜。設(shè)計過程中，首先需要考慮橋梁結(jié)構(gòu)自身的重量;同時要考慮正常使用階段過程中，可能作用在橋梁上的各種作用，例如車輛、人群;還要考慮自然條件對它的影響，例如溫度、水流沖刷等;當(dāng)然，還需要考慮一些可能出現(xiàn)的意外情況，例如船舶撞擊、地震、大風(fēng)等。對于常規(guī)橋梁，工程師可以參考設(shè)計規(guī)范，找到大多數(shù)問題的解決對策;而對于一些超出現(xiàn)有經(jīng)驗的特殊橋梁，則還需要進(jìn)行一些特殊的試驗才能保證結(jié)構(gòu)在極端情況下的安全。例如，設(shè)計超大跨徑橋梁時，往往需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震和抗風(fēng)試驗。

目前，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)飛速發(fā)展，工程師在借助傳統(tǒng)的規(guī)范經(jīng)驗和試驗室方法的基礎(chǔ)上，也在大量地應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計方法，進(jìn)一步驗證設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)安全。計算機(jī)輔助設(shè)計中可根據(jù)不同的問題，運(yùn)用各種不同功能的分析軟件。例如，靜力分析軟件可以模擬結(jié)構(gòu)在施工或使用過程中的大部分問題;而動力分析軟件，則可以分析風(fēng)、地震等動態(tài)作用對結(jié)構(gòu)的影響;甚至風(fēng)、水流等流體對橋梁的作用，也有軟件可以模擬。借助于軟件的幫助，讓我們工程設(shè)計中的不確定性大大降低，提高了橋梁建造和使用過程中的安全性。

橋梁檢測車

造橋技術(shù)顯創(chuàng)意

建成橋梁本是為了幫助人們跨越障礙，但橋梁自身如何首先跨越障礙，這既是橋梁設(shè)計過程中必須考慮的問題，也是橋梁工程的核心技術(shù)之一。

橋梁建造方案的設(shè)計需要充分考慮橋梁結(jié)構(gòu)，以及橋址當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)。在橋下搭設(shè)支架是最為容易的方法，但是因為施工效率較低，安全保障的難度大，目前該方法的采用越來越少。取而代之的是借助工廠化制造和機(jī)械化安裝的現(xiàn)代工業(yè)化建造方法。例如，公路橋梁中常用梁橋的預(yù)制拼裝施工方法，鐵路中常用的整孔架設(shè)方法，城市中常用的預(yù)制安裝施工方法等。

對于大跨徑橋梁，施工方法的選擇不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全，同時也對總體造價有顯著影響。例如斜拉橋常用的懸臂拼裝（或澆筑）方法，就是利用已建成的橋塔，逐步拼裝主梁，最終合龍成橋，讓施工過程中的臨時性結(jié)構(gòu)最少。大跨徑拱橋在拱類合龍之前，缺乏支撐結(jié)構(gòu)，常常采用臨時塔扣掛拱肋的施工方法。

在一些特殊情況下，還有一些充滿想象力的施工方法。拱橋采用轉(zhuǎn)體施工方法：先在河的兩側(cè)沿河分別建造半幅拱肋，然后將修建好的拱肋轉(zhuǎn)向河面，兩側(cè)拱肋在河面的上空合龍后成橋。還有頂推施工法：先在岸邊修建橋面結(jié)構(gòu)、在水中修建橋墩;橋面結(jié)構(gòu)基本完成后，將橋面沿跨越方向在墩頂之上水平推向河面，最終實(shí)現(xiàn)跨越。杭州錢江八橋就是利用頂推施工方法完成的。

運(yùn)營維護(hù)見真功

橋梁建成后的運(yùn)營維護(hù)也是橋梁工程技術(shù)中的重要組成部分。橋梁要承受行人、車輛作用，同時還要經(jīng)受長年累月的日曬、風(fēng)吹、雨淋，甚至是地動山搖的考驗。為了保證橋梁運(yùn)營安全，除了精心設(shè)計、精心施工外，還需要進(jìn)行科學(xué)的管理，包括養(yǎng)護(hù)、檢測、監(jiān)測、維修等。

養(yǎng)護(hù)是根據(jù)橋梁的使用特點(diǎn)進(jìn)行的各種保養(yǎng)工作，例如清潔、修補(bǔ)、涂裝等。檢測是對大橋的材料、構(gòu)件等進(jìn)行專門的小型測試或試驗，以確認(rèn)材料和構(gòu)件的使用和安全狀態(tài)。監(jiān)測是對橋梁的一些敏感部位、使用條件進(jìn)行連續(xù)測試，獲得長期數(shù)據(jù)。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，可以對橋梁結(jié)構(gòu)性態(tài)變化過程作出判斷，進(jìn)而制定更加有針對性的管理和養(yǎng)護(hù)措施。維修則是對損壞的構(gòu)件或者位置進(jìn)行修補(bǔ)。如果把橋梁比作人，那么養(yǎng)護(hù)就像我們每天進(jìn)行的個人衛(wèi)生，是保證儀容必不可少的工作;檢測就像定期體檢，需要專門機(jī)構(gòu)、專業(yè)人員按一定規(guī)程進(jìn)行;監(jiān)測類似使用智能手表，可以長時間測試心跳、脈搏、計步等等;而維修則是做一次外科手術(shù)了。

橋梁的管養(yǎng)工作除了需要保證橋梁結(jié)構(gòu)和運(yùn)營安全外，還必須考慮較少影響橋梁的正常使用、較少對結(jié)構(gòu)造成損傷。于是一些專用設(shè)備、特殊監(jiān)測方法應(yīng)運(yùn)而生：專門為檢查橋梁底部狀態(tài)的橋梁檢測車，它具有長長的伸臂，可以輕松地到達(dá)梁底;為檢查材料性能準(zhǔn)備的無損探傷設(shè)備，只要對關(guān)注的部位敲敲打打就可以得到相關(guān)的性能參數(shù)。隨著圖像識別技術(shù)的發(fā)展，利用無人機(jī)進(jìn)行橋梁智能檢查、檢測的技術(shù)也飛速發(fā)展。橋梁管養(yǎng)的數(shù)字化、自動化、智能化技術(shù)正成為橋梁工程發(fā)展的重要方向。