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直到近20年,中国建成的钢拱桥、钢管混凝土拱桥、混凝土拱桥等各个门类拱桥跨径均超过国外,居世界第一。按拱桥跨径大小排序,全世界前十座拱桥中,中国占8座,还囊括了前六。尤其是2024年2月建成通车的天峨龙滩特大桥,把混凝土拱桥世界纪录一次提高155米,且中国拥有全部技术的知识产权。天峨龙滩特大桥比同桥位斜拉桥方案概算少1.25亿元人民币,刚度大7倍。简言之,目前中国拱桥建造技术总体居世界前列。
平南三桥主桥为钢管混凝土拱桥,计算跨径560米,建成时居世界各类拱桥跨径第一。平南三桥主要技术创新有:发明了适用于非岩地基的“地连墙+混凝土承台+卵石层注浆”复合桥台基础;发明了力主动控制代替传统的刚度被动控制,拱桁悬拼过程中的塔顶水平位移从分米级下降到厘米级,同时使吊扣塔大幅度瘦身;发明了拱桁悬拼过程中一次张拉不调索、一次拆除扣索技术;研发了收缩可控制的管内混凝土,解决了制约钢管混凝土拱桥发展的最大技术瓶颈。美国工程院院士、中国工程院外籍院士邓文中指出,平南三桥建造技术代表钢管混凝土拱桥最高水平。
天峨龙滩特大桥是世界首座跨径600米级的混凝土拱桥。在前期中国工程师发明的钢管混凝土骨架代替型钢骨架、调控浇注外包混凝土过程骨架时程应力及降低永存应力这两大混凝土拱桥核心技术的基础上,天峨龙滩特大桥在建造中主要解决了以下技术难题:一是提出了劲性骨架强劲度的合理选择准则;二是通过合理分环和科学设置多工作面同时浇注,兼顾了结构时程应力抑制和现场施工时效,实现了拱肋外包混凝土的安全、快速施工;三是收缩补偿精细设计和工作性能调控双管齐下,实现了28000立方米拱圈外包混凝土不开裂;四是采取综合结构优化措施,使跨径600米混凝土拱桥成桥应力水平与已建成的跨径416米混凝土拱桥持平;五是建立了拱肋纵向配筋优化方法,使纵向配筋减少到原方案的1/16。该桥建成后还经受了位于震中遭遇4.4级地震的考验,大桥安然无恙。
郑皆连:首先,中国有拱桥基因,1400年前就建造了闻名世界的赵州桥。拱桥受力十分合理,刚度大、耐久性好。但圬工拱桥拱圈1400年来都要支架施工,跨径难于增大,支架费用越来越高,直到1968年中国工程师创造了无支架施工方法,使拱桥跨径增大成为可能。经过长期研究,中国工程师较好解决了拱桥的施工风险问题和降低大跨径拱桥施工费用问题。此外,近30年来中国高速公路和高速铁路大规模发展,对拱桥建设提出了迫切需求。
具体来说,钢管混凝土拱桥源于苏联,但由于没发挥该桥型的结构优势、施工优势,从而丧失了经济优势,仅建成两座便被市场淘汰了。20世纪90年代起,中国工程师利用自己开发的斜拉扣挂技术、转体技术架设钢管拱桁,真空辅助压力连续灌注管内混凝土,提高了质量,降低了造价,缩短了工期,建成了钢管混凝土拱桥近500座,最大跨径达560米。所以有充足理由说,具有工程价值的钢管混凝土拱桥是中国工程师开发的。
郑皆连,路桥工程专家,中国工程院院士,教授级高级工程师,广西大学土木建筑工程学院教授、博士研究生导师。1968年首创中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。在调控劲性骨架混凝土拱桥浇注拱圈混凝土过程中发生的瞬时应力及降低拱圈永存应力的研究和实践取得了重大突破,指导了世界最大跨径钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥成功建设,成果获得国家科技进步奖3项,国家专利优秀奖2项,获李国豪桥梁原创技术奖及茅以升科学技术奖——桥梁大奖。
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