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【CCTV】硬核基建:屡创奇迹的中国桥

来源: 时间:2022年05月27日 浏览次数: 【字体: 打印

  

  

  

  【小片(一)】:

  (配音)跨越天堑,连接四通八达大动脉;

  秦顺全:大跨度桥梁, 21世纪应该看中国。

  (配音)飞架南北,打通南来北往快车道;

  秦顺全:中国桥梁//各个方面都已经达到了世界一流的水准。

  (配音)2021年12月2日,江苏常泰长江大桥全部主塔的下部结构完工,这个拥有四个世界首创、六个世界之最的世界最大跨度斜拉桥建设取得重大进展。

  截至2020年底,中国现代桥梁总数已超过100万座;世界排名前十位的各类型桥梁中,中国独占半壁江山,成为世界第一桥梁大国。世界第一高桥、世界第一长桥、世界最大跨度公铁两用斜拉桥、世界最长跨海大桥,一个个“世界第一”不断刷新着世界桥梁建设纪录,“中国桥梁”成为又一张闪亮的国家名片。称雄世界的“中国跨度”究竟是怎样炼成的?

  《中国经济大讲堂》特邀中国工程院院士秦顺全,为您深度解读《中国桥为什么能创造众多“世界第一”?》。

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  大家好,很高兴来到《中国经济大讲堂》,我是秦顺全,来自中铁大桥设计院。

  

  【人物小片】:

  秦顺全,中国工程院院士,中铁大桥勘测设计院集团有限公司董事长,我国桥梁工程专家。他长期致力于大型桥梁的设计、施工技术研究与管理工作,先后参与建设了武汉天兴洲公铁两用长江大桥、京沪高速铁路南京大胜关长江大桥、港珠澳大桥、常泰长江大桥等多座著名大型桥梁。凭着对桥梁的钟情与挚爱,秦顺全不断进行科技创新,实现了大跨度桥梁和跨海大桥的诸多技术突破;拥有多项国际领先、具有自主知识产权的核心技术,多次荣获国家科技进步奖。

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  2018年连接香港、珠海、澳门,全长55公里、世界上最大长度的跨海大桥——港珠澳大桥建成通车,这是世界桥梁史上的一个壮举。实际上这一奇迹每天都在中国发生,要了解这一奇迹背后的故事,让我们一起走进中国桥梁。

  

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  桥梁是一种跨越障碍的承重结构,它是由若干构件组成的。对于构件那个层面来讲的话,它的受力形态只有三种受拉、受压和受弯。从总体上来讲的话,桥梁构件的受拉能力是最强的,受压能力是次之,受弯能力是最弱的。

  

  侧挂(1):千姿百态的桥梁,其实只有四种基本形式

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  整个构件的三种受力形态,就会组合成我们四种最基本的桥型——悬索桥、斜拉桥、拱桥和梁桥。

  所谓悬索桥,它就是通过悬挂于索塔、锚固于两岸的这么一根主索,作为主要的承载结构的这么一种桥梁。主索它是受拉的,它的承载能力最高,在所有桥型里面悬索桥的跨越能力是最大的。

  斜拉桥就是用高强度的拉索,将主梁斜向拉于主塔之上这么一种桥梁。那么斜拉桥中,拉索是受拉的,所以它的承载力比较强。但是主梁它主要是受压的,这种拉和压的组合,就决定了斜拉桥的跨越能力,它是小于悬索桥的,但是强于拱桥或梁桥。所以大家会发现,现代大多数的大跨度桥梁都是采用的悬索桥和斜拉桥。

  拱桥就是通过一种弧形的、这么一个结构,将竖向的荷载转化为拱轴线的这么一种受压,由于拱轴线是受压的,它有侧向稳定问题,它的材料强度不能够充分发挥,所以它的跨越能力小于斜拉桥,更小于悬索桥。我们古代劳动人民建成了很多石拱桥,包括河北的赵州桥、苏州的宝带桥、北京的卢沟桥和颐和园的玉带桥。

  梁桥以树干和石板作为承重结构,是最古老的桥型。它是以构件的受弯作为主要的特征,由于构件的受弯能力是最弱的,它的跨越能力是最小的。但是梁桥它的构造非常简单、施工也很方便,当我们对跨越能力要求不高的时候一定会选择梁桥,因为它最经济。世界上绝大多数的桥梁都是梁式结构,(中国)现在有实物证据的、成规模的梁桥要算陕西的咸阳沙河桥,其中一号桥根据考古的证据,它是建于战国末期或者是秦迁都咸阳不久,这么一个时期。整个桥有500米长、宽度有16米,应该说在古桥里面这个规模算非常大的了。

  所以从跨越能力来讲的话,那么四种桥型从大到小的顺序,应该是悬索桥、斜拉桥、拱桥和梁桥。跨度越大也就意味着技术难度更大,所以说我们经常用桥梁的跨度来大致衡量一座桥梁的建造的技术水平。

  

  侧挂(2):四种桥梁的世界纪录 中国占据三席

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  到现在为止这四种桥梁世界纪录是多少呢?悬索桥2023米,在土耳其;斜拉桥1176米,在中国的江苏常泰长江大桥;拱桥600米,在中国的广西天峨龙滩大桥;梁桥300米,在重庆的石板坡长江大桥。

  

  【小片(二)】:

  (配音)2018年10月23日,习近平总书记在港珠澳大桥开通仪式上,盛赞桥梁建设者克服了许多世界级难题,集成了世界上最先进的管理技术和经验,体现了一个国家逢山开路、遇水架桥的奋斗精神,以及勇创世界一流的民族志气。中国桥梁建设从落后到领先全球,走过怎样曲折奋进之路?这背后是桥梁建设者怎样艰苦的自主创新和探索?《中国经济大讲堂》精彩继续。

  

  侧挂(3):中国现代桥梁从万里长江第一桥起步

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  “一桥飞架南北,天堑变通途”,我们要讲中国桥梁,不妨从万里长江第一桥——武汉长江大桥讲起。在武汉建设长江大桥的设想,最早是由湖广总督张之洞在修建京汉铁路的时候就提出来了,由于修建难度太大,没有实施。到了1913年、1929年、1936年、1946年,曾经有四次进行了比较系统的规划和设计,但是由于种种原因,最后都没有实施。新中国成立以后,中国才真正拉开了建设现代化桥梁的序幕。1950年全国桥梁精英汇聚武汉,在苏联专家的帮助下,武汉长江大桥1955年开工建设,1957年的10月15号建成通车,它是新中国成立以后建造的第一座长江大桥,同时它也是中国历史上在长江干流上建造的第一座大桥。到了今天,70年的历程是不平凡的,我们可以大致把这70年分为“建成学会”、“自主探索”、“学习追赶”、“提高奋进”和“创新引领”五个阶段。

  “建成学会”,指的是上个世纪50年代。在建成武汉长江大桥的同时,我们也学会了如何建造现代化的大型桥梁。有两个标志,就是1959年我们自主建成了重庆的白沙沱长江大桥;到了1960年自主建成了京广线的郑州黄河新桥,为什么把它称之为黄河新桥?是因为这座桥取代了1906年由比利时人建造的郑州黄河老桥。

  

  侧挂(4):独立自主,自力更生,艰难探索突破重重封锁

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  “自主探索”,主要指上个世纪的60年代、70年代,主要标志是南京长江大桥的自主设计建造。南京长江大桥建设过程中间,经历了全面的技术封锁,“独立自主、自力更生”的方针,始终贯穿着南京长江大桥建设的全过程。首先南京长江大桥桥址的水深和地质条件的复杂程度,都超过了武汉长江大桥,基础工程的难度非常大。施工中最大的困难是基础水下作业。当时国际上普遍认为,50米水深是空气潜水的极限,而南京长江大桥基础沉井的水底深度,到了66米,怎么办?一方面在海军第六研究所的协作下,研究提出了水面吸氧减压法的这么一种潜水方案。但实际上最关键的还在于,我们的潜水工人们发扬勇于牺牲的这种奉献精神,冒着生命危险,用普通的设备创造了世界潜水史上的奇迹,其中有96人次深潜到了70米的水深。另外一方面,中国没有自己的桥梁钢。大桥建设者自主研发,1963年成功研发16锰桥梁钢。桥梁钢的研发成功和深水基础技术的自主探索,为中国大规模自主建设大型桥梁创造了条件。所以我们在60年代、70年代建造了一批大型工程,到了1976年建成了京沪线济南黄河新桥,那么这座新桥取代了1912年由德国人建造的黄河老桥。另外,20世纪60年代、70年代中国桥梁工程师,从国外的杂志上零零星星得到了一些关于斜拉桥的这种信息。混凝土斜拉桥,1956年德国工程师首创,是适合于大跨度桥梁的一种新的一种桥型,70年代应该在欧美大范围使用。中国桥梁工程师于是着手从每一个技术细节开始进行艰难的探索,1975年我们国家建成了云阳汤溪河桥,它是我国第一座试验性的公路斜拉桥。到了1977年建成了中国第一座铁路斜拉桥,湘桂铁路红水河大桥。整个在这一个时期,我国对新技术的一些艰难的探索,为改革开放以后我们的大规模桥梁建设打下了一定的基础。

  

  侧挂(5):学习追赶,全面发展,中国桥梁瞄准世界一流

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  “学习追赶”,主要指的是上个世纪的80年代。这个时期大跨度的预应力连续梁桥、斜拉桥或悬索桥成为趋势,比如澳大利亚建成了Gateway桥,它的主跨是260米,用混凝土建造。美国的Dames Point桥,混凝土的斜拉桥,跨度将近做到了400米。加拿大的Annacis桥是一座钢和混凝土的结合的,这么一种斜拉桥,主跨做到了465米。在英国的Severn桥,主跨是988米。中国桥梁工程师看到了我们技术水平与国外的差距以后,开启了学习追赶的步伐,比如建设上海南浦大桥。南浦大桥建成之前,在上海市区范围内,黄浦江上没有一个桥,来往浦东浦西完全靠轮渡。所以当时在上海有一个流行语,“宁要浦西一张床,不要浦东一间房”。南浦大桥的建设由于航道的要求,必须一跨过江,跨度超过了400米。之前,中国还没有建设这么大跨度桥梁的,这么一个成功的经历,所以开始规划阶段,曾经有请外国人来做设计的这么一个想法,但是最终还是选择了中国人自主建造。南浦大桥1988年开工、1991年建成通车,对浦东的大开发发挥了重要的作用。同时对于增强我国建设大跨度斜拉桥也增加了信心。

  “提高奋进”主要是讲,到了上个世纪90年代,中国桥梁建设进入了一个黄金期。在悬索桥方面,1995年建成了广东汕头海湾大桥,主跨452米,这也是中国第一座现代化的悬索桥。1999年我国建成了主跨1385米的江苏江阴长江大桥,也是中国桥梁的跨度第一次突破了千米级别。应该说在整个90年代,中国桥梁全面掌握了世界最先进的技术。

  

  侧挂(6):大跨度桥梁,二十一世纪看中国

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  “创新引领”,主要是讲这个世纪的第一个20年。中国桥梁不断开拓创新,一步一个脚印,逐步实现了在跨海大桥、高速铁路大桥和跨越繁忙水域桥梁技术等方面,在世界上的引领。代表性的桥梁有上海东海大桥,中国第一座跨海大桥;武汉天兴洲长江大桥,主跨504米,它是世界上第一座三索面的公铁两用斜拉桥;泰州长江大桥,两个1080米的主跨,它也是世界上在多塔悬索桥上面,跨度第一个超过千米的;杨泗港长江大桥,主跨是1700米,世界上最大跨度的双层承载的公路悬索桥;沪苏通长江大桥,主跨是1092米,它是世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥。应该说世界范围来看大跨度桥梁,70年代、80年代在欧美,90年代看日本,真正到了21世纪应该看中国。应该说我们实现了在技术上的创新引领,已经成为中国建造一张亮丽的名片。

  

  【小片(三)】:

  (配音) 进入21世纪,以超大跨度斜拉桥、悬索桥、拱桥和大规模跨海工程建设为代表,中国桥梁的建设规模、跨径和技术难度不断飞跃世界巅峰,攻克了一批核心关键技术。在公铁两用桥梁、大跨度高速铁路桥梁、千米级斜拉桥和悬索桥、多塔多跨缆索承重桥梁、钢拱桥、跨海大桥建设等多个关键技术达到了国际领先水平,不仅促进了新型材料和装备的研发,也让中国桥梁工程技术进入世界先进现代桥梁技术的阵营。中国的桥梁钢如何实现从无到有,从“争气钢”再到国际领先的?未来,中国桥梁的技术创新和面临的挑战又是什么?《中国经济大讲堂》精彩继续。

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  我们知道现代桥梁的标志,一是现代科学技术,二是现代建筑材料。

  赵州桥是一座石拱桥,跨度是37米,如果说我们用现代的技术,来建造一座石拱桥,跨度能做到多大呢?2000年,中国工程师做过尝试,它的跨度可以做到146米。《清明上河图》中的木桥,跨度大概是20米,如果说我们用今天的现代技术,来做一座木桥的话,那么跨度又能做到多少呢?2013年我们也做过尝试,它的跨度可以做到75.5米,是苏州的胥江桥。从这个角度来讲的话,材料的重要性还是非常大的。我们今天的桥梁都需要一个千米级,这么一个跨径,才能满足我们的通航的需要。而整个桥梁的承载力,有80%是来扛自己的重量,那么减少自身的重量就是提高跨越能力的一个非常重要的途径。所以在大跨度桥梁建设中,关键是高强度、高性能的材料。

  

  侧挂(7):“争气钢”破解桥梁建造的“卡脖子”难题

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  武汉长江大桥的建设,我们只花了两年零一个月的时间;南京长江大桥建设,我们就花了九年多的时间,原因来自多个方面。但实际上这里面最重要的影响因素,还是建桥用的钢材遇到了困难。桥梁钢是一种比较特殊的材料,除需要比较高的承载力之外,对材料的塑性、韧性要求都非常高。在新中国成立之前,中国实际上是没有自己的桥梁钢的。所以在武汉长江大桥建设的时候,大部分是采用了苏联提供的低碳钢。1956年决定修建南京长江大桥的时候,向苏联订购了大桥所需要的3.2万吨的这种钢材,1960年中苏关系破裂,这个时候苏联就拒绝继续提供大桥剩余的钢材。为了解决桥梁钢的“卡脖子”这么一个难题,所以我们提出了自力更生、奋发图强的建桥口号。大桥建设者方秦汉先生与鞍钢联合攻关,在炼钢中通过加入合金元素锰,和优化钢材的轧制工艺,反复试验、克服重重困难,到了1963年终于研制成功了我们的16锰桥钢,被称为中国人民的“争气钢”。它的研发成功,不但满足了南京长江大桥建设的需要,同时还成为上个世纪70年代、80年代,主要的桥梁用钢。

  

  侧挂(8):中国钢撑起中国桥

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  到了上世纪的90年代初,我们计划修建芜湖长江大桥。由于航道的需要,它的主跨需要达到312米。我们的16锰桥钢,它的强度和性能已经不能够满足要求。当时能够符合要求的只有国外的材料,我们向外方进行询价,外方开出了每吨600美元的高价。这个时候方秦汉先生又一次带领团队与武钢进行联合攻关,通过降硫、降磷、在里面加铌的这种技术手段,到了1997年大桥开工之前,就成功研制出了满足要求的14锰铌桥梁钢,也就是我们现在规程里面的Q370。Q370研发成功以后,外方的报价马上降到400美元一吨,实际上和当时的Q370价格已经相当了,但是当时我们的决策者还是坚定地选择了国产钢材。由于这一次正确的选择,不但使芜湖长江大桥采用了国产钢材,同时这种钢材也在全国的其他工程上得到大规模的推广应用。由于使用规模的增加,价格降低了、质量提高了,从此中国桥梁只用中国钢。到这个时候,我们就紧盯世界桥梁钢的先进水平,不断研发我们的高性能桥梁钢,目的是为了满足桥梁跨度不断增加的这种需求。到2003年我们就成功研发了Q420的桥梁钢,首先运用在京沪高铁的南京大胜关长江大桥;到2014年,我们成功研发了Q500的桥梁钢,Q500研发成功以后,实际上标志着中国的桥梁钢形成了一个完备的系列,那么它的技术指标已经达到了世界的先进水平。这样我们还没有停下来,2017年在毛新平院士的主持下,我们开始研究Q690的桥梁钢,并在武汉江汉七桥上使用。应该说,通过不断地不懈努力,中国桥梁钢实现了从被“卡脖子”到奋力追赶、再到技术引领的跨越。

  对建桥而言的话,除了钢材之外,还有混凝土。我国的混凝土技术在性能、外加剂、泵送能力等方面,到现在也已经达到世界先进水平。我们研究的高性能混凝土,它的抗压强度达到了200兆帕,实际上这个强度已经和我们在武汉桥建设过程中间用的低碳钢的抗压强度相当了。

  另外,建桥材料方面还有高强度钢丝,是斜拉桥和悬索桥建设过程中间的最关键的这么一种材料。早期我们修建斜拉桥和悬索桥的时候,高强(度)钢丝几乎全部依赖进口,强度级别是1600兆帕。经过20年的努力,目前我们的钢丝,不但实现了完全的国产,它的强度级别也已经达到了2100兆帕。

  

  侧挂(9):创新设计不断突破桥梁建设世界难题

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  另外,我们来看看中国桥梁成就。以往在长江上建造大桥,跨径并不是很大,但为什么我们现在需要建更大跨度的桥梁?目的是为了在更高水平上,兼顾两岸交通的需求和航运安全这对矛盾。中国的内河航运非常繁忙,有一组统计数据,2019年长江干流的货运量是29.3亿吨,同期美国密西西比河的货运量只有8.65亿吨,长江是其3.4倍,同年珠江的航运量也超过了密西西比河。从沟通两岸的陆地交通来讲,长三角、珠三角地区经济繁荣,过江交通需求量是巨大的。桥梁工程师一直在提高桥梁的跨越能力,但桥梁跨度越大、技术难度越高、造价也就越贵,我们有没有更好的选择?实际上我们可以用多个连续的主跨,来覆盖通航水域,从而减少单孔桥梁的跨度,节约投资。比如我们的常泰长江大桥和鹦鹉洲长江大桥设计的时候,就充分利用了桥位处,长江的W形的河床断面,在水中水深较浅的区域设置一座桥塔,用两个大跨,跨越整个长江的通航水域。既可以很好地满足通航的需求,又减少了桥梁的跨度,相比常规的一跨过江方案,利用三塔方案,桥梁的跨度减少一半、主缆的截面、用量也减小一半,相应的锚碇体量也大约减少了一半,工程造价显著降低。实际上多塔悬索桥,这种设想在上世纪的30年代,美国建设奥克兰海湾大桥、80年代日本在建设濑户大桥的时候都研究提出过,但当时他们都因为技术上的难题无法解决,不得不采用了两座常规的

  单主跨悬索桥串联的方案。那这中间到底有什么技术难题?一是中塔的刚度与强度的匹配问题。为此我们开展了大量的研究,提出了中塔刚度设计的理论方法,发现大多数情况下,中塔需要做成钢塔,同时还要解决大型主塔的吊装问题。在2007年我们建设泰州长江大桥的时候,不得已进口了3600吨米的塔吊设备;到了2011年,我们在建设鹦鹉洲长江大桥的时候,自主研发了5200吨米的塔吊;到目前塔吊的能力我们已经到了15000吨米,国外最大的塔吊是丹麦的10000吨米塔吊,我们的塔吊也因为桥梁技术的发展达到了世界的先进水平。

  第二个难题就是,主缆在中塔索鞍上的滑移安全问题,从而研发了分布式的竖向隔板高性能鞍座。

  中国桥梁第二个贡献是三索面新结构,三索面新结构是为了适应多功能桥梁的建设,而提出来的一种结构。所谓多功能桥梁就是一桥搭载多种交通功能,将高速铁路、城际铁路和地铁、轻轨、高速公路、市政道路等等,多种交通荷载进行合建,用一座桥解决多种交通功能的需求,从而减少桥梁的绝对数量。把多种交通功能集中在一座桥上面,意味着桥梁承受的荷载更重、桥梁也更宽,由此首创了三索面的斜拉桥结构。就是把横向的、两索面的斜拉桥的两个支点变成横向的三个支点,从而改变横向的受力。就像我们两个人要抬一根细长的木头,如果担心这个木头会折断的话,自然会中间去多一个人来抬这个木头。但是三个人抬一个木头,受力的分配就是个很大问题。对于三索面斜拉桥来讲的话,就是要研究空间结构的多种荷载的加载方式和施工的实践方法。那么三索面斜拉桥结构提出来以后,首先应用在天兴洲长江大桥的建设上,后来大范围地推广,为我国经济社会的发展和世界桥梁技术的进步都作出了贡献。

  第三个贡献是转体施工,所谓转体施工,就是利用岸边的场地和两岸的这种山势,在方便的地方来拼装,而不是一定要在它最终的位置上来拼装。1999年在建设广州丫髻沙大桥的时候,这个桥的跨度是360米。为了实现拱的拼装,先把两个半拱在江的两岸分别拼装成型,然后第一次竖转达到桥梁高层的位置;第二次,然后通过平转,达到桥梁的中线位置,整个转体的重量到了13600吨。

  中国对世界大跨度拱桥的贡献还有钢管混凝土骨架拱桥,就是用外包的钢管来提高混凝土的承载能力,应该说我国的钢管混凝土拱桥,在世界上占有重要的地位。包括在建的天峨龙滩大桥,是一个钢管混凝土劲性骨架的这么一个拱桥。合江长江大桥、平南三桥都曾经是钢管混凝土拱桥上的世界冠军。

  另外中国对世界梁桥的贡献,主要体现在整体的预制架设。建国初期,我们国家的梁桥架设的能力大概只有80吨,到目前为止我国高铁整孔预制的箱梁跨度已经到了40米左右、重量也超过了1000吨,所以它的搬、提、运、架这个装备是最关键的。高铁建设的初期,我们曾经进口过少量的国外设备,后来就完全立足于自主的研发,研发了多种巨无霸,包括450吨的提梁机、900吨的运梁车、900吨的架桥机,我们这些设备应该是保证了中国高铁自主的高质量建设。

  第五个贡献是跨海桥建设上面。我国的海岸线有3.2万公里,江河的入海口和沿海的岛屿众多。实际上我们国家到了这个世纪才开始规划、设计、建设真正的跨海桥。要建设跨海桥,有三个方面的技术挑战。第一个挑战就是这个桥非常长;第二个挑战就是气象复杂,风浪大、而且比较频繁,一年的有效作业时间,大概只有180天左右。第三个挑战就是海洋有腐蚀环境,桥梁的耐久性问题更加突出。常规的,在内陆的江河湖泊上建桥的这种现场施工作业的方式,实际上都是不合适的。桥梁必须整体的预制、整孔的架设。在上海东海大桥建设中,因为这个桥全长是32公里,那么梁重是2100吨,当时就是以海上的一个小岛,叫做沈家湾这么一个岛为基地,进行梁体的预制。最后用专用的,运架梁起重船小天鹅号,进行整体的运输和架设

  跨海大桥的建设,研究符合这个架梁的安全和精度要求的装备是最关键的。一般看到的这种浮吊都是一个起重臂伸出舷外的这种起吊方式,但是“天一号”和“小天鹅号”,这两艘专用起重船都是采用了中心起吊的方式,为什么?主要是出于适用范围和作业效率两方面的考虑。采用中心起吊的方式,起重2500吨的时候,最少的吃水深度只有3.5米,中国的东南沿海,除了有深水的地方之外,还有两岸的这种浅水的滩涂,那么采用这种浅吃水的中心起吊方式,它的适用范围更广。第二个就从作业效率考虑。我们的起重船必须要在风浪条件下进行架梁作业,要保证在架梁过程中间它的安全。在相同的波浪条件下,由于舷外的这种起重臂,它会放大波浪的作用,所以说它比中心起吊方式,吊点的运动位移和运动速度都要大4倍,那么这样对安全和精度都是有影响的。

  今天,中国桥梁无论是跨越能力、建桥技术、建桥材料、建设装备,各个方面都已经达到了世界一流的水准,在跨海桥、高速铁路桥梁、跨越繁忙水域大跨度桥梁方面,应该为世界桥梁技术的发展作出了中国贡献。

  

  【小片(四)】:

  (配音)如今,我国桥梁建设逐步从“中国制造”走向“中国创造”,实现着由桥梁产品到桥梁建造、从设计到咨询“走出去”的技术提升。在国际桥梁建设市场上,中国造的桥梁已经接近了全球市场的一半左右份额。

  2013年9月,美国旧金山 - 奥克兰海湾大桥正式通车,这是世界同类钢结构桥梁中技术难度最高、跨度最大的悬索钢桥;2014年3月,马来西亚槟城第二大桥举行通车典礼,标志着东南亚地区最长跨海大桥正式通车;2014年12月,横跨多瑙河的泽蒙-博尔察大桥建成通车,这是中国企业在欧洲承建的首个大桥工程,已成为一道横跨多瑙河的风景。“中国造”桥梁跨越天堑、连通世界,正在成为一张响亮的“中国名片”。而自主创新正是中国桥梁工程技术持续发展的根本动力。

  未来将建设怎样的桥梁?桥梁建造的技术还有哪些突破点?如何站在使用者的角度,让我们的桥变得更好?《中国经济大讲堂》精彩继续。

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  中国桥梁一直在着力提高桥梁的跨越能力和适应更多的通行功能带来的技术挑战。到了今天,我们实际上已经有能力建造绝大多数的、满足这些基本需求的桥梁,未来我们该怎么办?

  

  侧挂(10):打造新结构,应用新材料,大幅提升建设能力

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  我个人的看法,未来我们应该创造更多高效的桥梁结构,减少资源的消耗。第一个方面,高效的桥梁结构。我们能不能够做成一个梁拱的组合体系?通过拱的协同,减少大跨度预应力连续梁的长期变形;第二个我们能不能把斜拉桥和悬索桥做成一个协同体系?用斜拉体系来弥补大跨度悬索桥,它的刚度问题。另外在材料方式里面,这些年做了很多的钢和混凝土的这种组合结构;同时我们也在尝试利用碳纤维复合材料,因为它的强度更高、重量更轻。那么除了我们这些传统方式之外,我们还有没有其他途径?实际上,我们在常泰长江大桥的建设过程中间,尝试了利用新材料的特殊性能来创造新的结构体系。我们传统的建筑材料,不管钢也好、混凝土也好,它都会热胀冷缩,而碳纤维本身基本上是没有热胀冷缩的,即使用树脂把它复合成一个结构材料以后,它的线膨胀系数,大概也只有钢材的二十分之一。如果能够利用碳纤维这一种性能的话,重构我们传统的结构的传力路径的话,就可以创造出更加高效的这么一个新结构。这就是我们首创的一种体系叫做“温度自适应塔梁约束体系”,具体来讲,我们用碳纤维复合材料做这么一个拉杆,用它来连接主塔和主梁的跨中。这个跨中也是我们温度变性的一个波动点,既实现了塔和梁这种约束的结构的力的传力路径,同时四季气温变化过程中间,那么结构的温度变形,它又能够自然地释放。这种温度自适应塔梁约束体系,传力是非常简单、非常高效。我们常泰桥是1176米跨度,这么一个斜拉桥,这个结构在我们的荷载作用下面,它主要的效应大概只相当于900米一个斜拉桥,这么一个水平。如果这种体系用在超大跨度的斜拉桥上面,在我们现有的技术条件下面,可以实现1500米这么一个级别的斜拉桥的建设。

  

  侧挂(11):不仅“能”,还要“好”,追求力与美的统一

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  第二个就是提升桥梁品质。必须要更加关注使用者的感受,以使用者使用的便捷为目标。那么这个使用者,包括我们的过桥的驾驶人员,也包括行人,桥上有可能出现交通事故,我们的救援,也包括我们桥梁维修养护的,维修人员。总的一句话,要站在使用者的角度,让我们的桥从“能”要变得更“好”。桥梁还要造型优美,我们桥梁除了交通属性之外,还应该有景观功能。但是桥的美,不应该是设计的这么一个补充,更不应该是结构完成了以后,这么一种装饰,应该统筹结构与环境,做到力和美的统一。同时桥梁的美,要体现它是自然的、是独创的。

  

  侧挂(12):智能建造更高效、更安全

  

  【演讲嘉宾】秦顺全:

  第三个方面就是桥梁的智能建造。提高建造过程的智能化水平,减少对人的依赖,达到安全建造的目的。由于桥梁所处的桥址、环境和功能要求的多样性,要实现真正的智能建造,需要包括桥梁基本单元标准化在内的,一系列的技术突破,那么这是一个很长的过程。在国内已经很多工厂,大家都在做探索,我们也在尝试。在常泰长江大桥的建设中,我们研发了水下智能取土机器人和控制射喷取土设备,代替人工进行作业。水下智能取土设备具有自主获取水下地形、自动感知土与结构的功能,哪个地方是土?哪个地方是沉井结构?实现定点取土。更为重要的是,它能够主动反馈作业的效果。这种设备,它不会受水深的限制。60年前在南京大桥的建设过程中间,工人们需要冒着生命危险下潜到70米水深进行作业。今天在常泰长江大桥的建设中,仅用了一年的时间,就完成了世界上最大尺度沉井的下沉施工工作,而且效率更高、更安全。

  回想70年前,1956年的5月31日,毛主席畅游长江,在水上近距离视察了正在建设中的大桥,回到东湖宾馆以后就写下了“一桥飞架南北,天堑变通途”的著名诗句。今天长江上已经建成的桥梁超过了160座,根据国家发展和改革委员会印发的《长江干线过江通道布局规划》,2035年我们需要建成240座左右的过江通道。

  未来依托“一带一路”,交通强国等国家战略,我们要建更多的绿色桥、高效桥和智慧桥梁,我的演讲完毕,谢谢大家!