桥梁工程建设新技术发展趋势研究

魏 青 李伟清

0 引言

随着国家经济的飞速发展，我国的交通事业蒸蒸日上，各种重型车辆，尤其是工程用重型运输车的不断出现，使桥梁负荷日趋加重，桥梁的交通运输作用也更加重要，随着桥梁工程建设发展起来的新技术也越来越多，如何更好的进行桥梁的管理、施工和设计，是值得我们思考的问题。在桥梁工程建设技术中发展趋势有如下几个方面。

1 桥梁施工管理软件中新技术的应用

桥梁工程管理系统的研究与开发在世界范围开展了近 30年，开发了不少先进的桥梁项目管理软件。国外项目管理软件经历了 3个阶段:第一阶段为基本功能阶段，如进度控制、投资控制、质量管理、资源管理、资金管理、采购管理等，是对基层工作流程的模拟，在一定程度上实现了数据共享，减轻基层项目管理人员的工作强度。第二阶段的软件具有两个功能:1)分析和预测功能，满足项目管理业务的要求及中层管理人员的业务需求;2)计算机网络的使用和通讯功能，包括工期变动分析、成本变动分析、资源变动分析、资源替代分析、不可预见事件分析(如恶劣气候、汇率变动、市场物价变动、分包商情况变动等)，分析各种变动对项目可能带来的影响。在分析基础上产生的预测功能主要包括进度预测、投资预测、资金需求预测等，并有相应的数学模型。第三阶段是基于因特网的项目管理:一方面使传统的项目管理软件能在因特网上运行，从而摆脱操作系统、操作地点的限制;另一方面是整个项目管理业务与因特网的结合，如通过因特网进行文档管理、视频会议、在线讨论等。尽管所有这些功能大多在前两个阶段中出现过，但把它们与Web技术集成，却是一件技术上、操作上都相当困难的任务。这个阶段的软件提供了一个基于因特网的“虚拟”项目环境。相比之下，国内在这方面的研究较晚，目前我国项目管理软件的发展还处于第一阶段，某些软件具备或正向第二阶段软件的分析和预测、数据通讯发展，没有基于因特网的第三阶段软件。

可见，充分利用计算机来加工和处理桥梁施工管理中所涉及的大量数据和信息已成为当今桥梁施工管理的发展方向，开发基于 Web的面向对象的可视化、集成化的桥梁施工管理系统显得尤为重要。

2 桥梁检测新技术

桥梁检测是一门直接服务于工程实践的技术学科，涉及到桥梁的设计计算理论、试验测试技术、仪器仪表性能、数理统计分析、现场试验组织等方面，具有较强的综合性、应用性和复杂性。近 20年，随着桥梁工程的飞速发展，新结构、新材料、新工艺不断涌现。光纤传感技术是 20世纪 70年代中期发展起来的一门新技术，经过短短的 20多年时间的快速发展已取得了长足的进步，测量各种参数的光纤传感器也应运而生。随着更多稳定性好、可靠、耐久、经济、更适合桥梁结构特点的光纤传感器的研制成功，光纤传感器在桥梁工程领域中将会得到更加广泛的应用。光纤光栅传感技术是光纤传感技术发展的最高阶段。光纤传感器主要用于:桥梁结构的施工监测、既有桥梁结构的工作性状监测、服役时间较长的桥梁结构的损伤检测。把光纤传感技术应用到桥梁检测中给桥梁健康监测和安全评价注入了新的活力，国外经过几十年的研究，已形成了比较成熟的技术，但其昂贵的价格阻碍了它在中国的应用和发展。因此，在今后的研究中，需要从原理、制作工艺等方面着手研制高性能、低价格的传感器以满足国内市场的需求。

3 桥梁加固新技术

加固新技术主要有以下三种:

1)SRAP加固方法。

SRAP加固方法是一种新的导入预应力概念的桥梁加固方法。其利用 SR增强材料的高强特性和 AP树脂砂浆防腐防水、粘合力强的特点，通过特殊的方法对SR高强材料施加预应力，从而达到对桥梁的加固。预应力的施加:把膨胀螺栓锚固于梁底两端，软钢丝的两端用螺旋扣环固定于膨胀螺栓上，通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。

2)植筋加固桥面技术。

在桥面破坏修复中，通常是先完全凿除旧桥面再换铺新桥面，这样不但费工费时，而且经济效益也不理想。对此，有人提出采用植筋技术，在旧桥面上直接加一层新桥面，这样不仅充分利用了旧桥面，而且缩短施工时间，经济效益也很显著。采用植筋技术，对旧桥面进行简单的清洁处理，然后平行旧桥面钢筋，按计算深度和规定间距钻孔，再将钢筋植入孔内，再采用同级别的混凝土填孔，并浇筑新的桥面层。

3)填芯法加固双曲拱桥。

填芯法加固就是在双曲拱桥拱波内腔填筑混凝土拱波、拱板、拱肋和新的钢筋混凝土形成整体，通过增加拱圈的断面面积来提高拱桥的承载能力，同时又增加了原双曲拱桥的整体性，且修补了原拱波中的裂缝。

4 碳纤维片修复补强桥梁混凝土结构新技术

碳纤维是在几千摄氏度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品，碳纤维片材包括碳纤维布和碳纤维板，碳纤维布是连续碳纤维单向或多向排列，未经树脂浸渍或少量树脂浸渍的布状碳纤维制品。碳纤维板是连续碳纤维单向或多向排列，并经树脂浸渍固化的板状碳纤维制品。它具有高强、轻质、抗腐蚀、耐老化、物理性能稳定等诸多优点。其拉伸强度约为钢材的 7倍 ～10倍。碳纤维片可以用环氧树脂粘贴在混凝土的表面，形成一体，共同工作。20世纪 80年代中期开始研究把碳纤维片材用于混凝土结构的修复补强，利用碳纤维片的高强和可粘贴的性能，把碳纤维片用环氧树脂粘贴在被补强的混凝土结构表面，与原混凝土结构形成一体共同承受荷载，使混凝土结构得到了有效的加强，这种方法不仅施工简便，不受酸、碱盐等的腐蚀，耐久性好，而且基本不增加结构的重量，不影响结构的外观。因而引起了广泛的关注，迅速扩展到欧洲、美洲及欧美等发达国家相继针对碳纤维片用于混凝土结构修复补强的应用技术和材料性能进行了大量的试验研究，提出了很多具有实用价值的研究成果，使碳纤维修复补强技术得到迅速发展，已广泛用于桥梁的钢筋混凝土结构的修复补强。

5 桥梁设计施工新技术及应用

波形钢腹板组合箱梁减轻大跨度 PC桥梁结构的混凝土重量是桥梁结构技术革新的一个重要组成部分。法国首先提出用平面钢板代替箱形截面混凝土腹板，通过箱形截面内预应力筋施加预应力作用，大大减轻了自重。能较大地降低材料用量和造价是波形钢腹板组合箱梁结构的主要特点。工程对比计算表明:与预应力混凝土箱梁相比，波形钢腹板 PC组合箱梁的混凝土减少22%，纵向钢筋减少 33%，普通钢筋减少 10%。由于不需要混凝土模板，相应减少了钢筋和模板的操作工期。充分利用了混凝土抗压及波形钢腹板质轻、抗剪强度高等特点;加之又采用了体外预应力索，免除了在混凝土腹板内预埋管道的复杂工艺，减少了预应力钢筋用量。与过去的传统结构相比，波形钢腹板组合箱梁的结构更加合理，具有十分广阔的应用前景。目前在法国已建成了 3座波形钢腹板式 PC组合箱梁桥，取得了较好的效益。但国内在波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁方面的研究成果还很少，在工程实践上还是空白。

6 结语

随着技术和材料制造工艺的发展，将有更多的新工艺、新方法、新材料运用于桥梁中，各种不同的方法都有各自的技术优势，我们要灵活运用，积极开拓，把各种方法运用到不同的桥型设计和施工当中去，实现桥梁工程建设管理、施工、设计的经济性和可靠性。

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