穆祥純

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京市　100082）

別具一格的日本現(xiàn)代城市橋梁

穆祥純

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京市100082）

系統(tǒng)地介紹了對日本東京、大阪、神戶和名古屋等城市橋梁建設(shè)的分類考察情況和總體印象，闡述了從日本近代城市橋梁中得到的相關(guān)啟示，為國內(nèi)同行提供有借鑒意義的資料和建議，以期促進我國城市橋梁建設(shè)的健康發(fā)展。

日本；城市橋梁；相關(guān)啟示

0　引言

日本位于亞歐大陸東部、太平洋西北部，領(lǐng)土由北海道、本州、四國、九州4個大島和其他7 200多個小島嶼組成，因此也被稱為“千島之國”。日本陸地面積約37.79萬km2，人口約為1.26億（2013年統(tǒng)計）。日本東部和南部面臨一望無際的太平洋，西臨日本海、東海，北接鄂霍次克海，隔海分別與朝鮮、韓國、中國、俄羅斯、菲律賓等國相望。日本北海道有世界最著名的漁場。

筆者曾在2014年第12期《城市道橋與防洪》雜志發(fā)表了《日本大跨徑城市橋梁》一文。為使讀者全面了解日本橋梁建設(shè)情況，本文重點介紹日本的現(xiàn)代橋梁，主要是東京、大阪、神戶和名古屋等城市立交橋梁、高架橋梁，城市人行天橋及日本的橋梁抗震技術(shù)等。

通過考察發(fā)現(xiàn)，日本近60年來，在城市橋梁建設(shè)上充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代理念的有機結(jié)合。世界橋梁工程界給予日本橋梁的評價為——精細、高效和耐久，且其現(xiàn)代城市橋梁別具一格。

1　日本的現(xiàn)代城市橋梁

1.1城市立交橋梁和高架橋梁

眾所周知，日本作為島國其國土十分狹小，特別是其在城市建設(shè)的土地利用上十分有限。第二次世界大戰(zhàn)后，他們針對其城市空間狹小的現(xiàn)狀，修建了一大批立交橋和城市高架橋，且高架橋下的空間得到了充分的利用，并展現(xiàn)了其現(xiàn)代橋梁建造的先進水平。

圖1和圖2為東京兩座城市立交群。這兩座城市立交，根據(jù)東京都的城市規(guī)劃設(shè)計，首先滿足城市道路四通八達的需求，同時橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建造上，也充分顯示了日本最新的建橋技術(shù)?？傮w上看，這兩座城市立交群組既有跨線橋，又有定向橋梁，還有匝道橋梁；從橋梁結(jié)構(gòu)型式來講，既有預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的直線橋，又有獨柱支撐的預(yù)應(yīng)力彎梁結(jié)構(gòu)，同時利用日本鋼鐵工業(yè)十分發(fā)達的優(yōu)勢，建造了許多鋼梁結(jié)構(gòu)的橋梁。這兩座立交體現(xiàn)了如下特點：一是在滿足城市立交交通功能的前提下，橋形流暢，氣勢雄偉；二是尺度適宜的橋梁結(jié)構(gòu)尺寸和體量，滿足結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性的要求；三是其立交群組在橋梁平面、立面和總體造型上，滿足城市橋梁美學(xué)的要求；四是在城市立交建造上滿足快速施工和文明施工的要求，其橋梁結(jié)構(gòu)的梁、板和下部結(jié)構(gòu)墩柱均為工廠預(yù)制；五是橋下空間得到了充分的利用，大多為機動車停車場。

圖1　東京都某城市立交群1

圖2　東京都某城市立交群2

圖3、圖4為日本大阪的兩座高架橋梁，均為架空的彎梁結(jié)構(gòu)。由于這兩座橋梁距臨街的建筑很近，需充分考慮施工期間及長期運營對居民的影響，因此，他們在該橋梁的建造中，充分利用地形和地物，在場地十分狹小的空間內(nèi)，修建了異型的橋梁結(jié)構(gòu)。其特點有四：一是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足道路交通的需要，特別是兩條道路并為一條道路時，其異型橋梁的設(shè)計和施工較為復(fù)雜；二是在橋梁距臨近建筑物的一側(cè)，設(shè)置了防噪音墻，以解決車輛對臨街建筑物的噪聲干擾；三是其結(jié)構(gòu)纖細，結(jié)構(gòu)尺度較為適中，符合城市橋梁美學(xué)的要求；四是充分利用鋼材和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，其橋梁結(jié)構(gòu)符合安全性和耐久性的要求。

圖3　日本大阪某高架橋梁1

圖4　日本大阪某高架橋梁2

圖5為東京都某立交橋梁的仰視照片，其復(fù)雜的橋梁上部結(jié)構(gòu)和巨大的橋梁墩柱，讓人看起來眼花繚亂。其特點有4點：一是上部結(jié)構(gòu)大部分為鋼板迭合梁，充分發(fā)揮了鋼材的受力特性；二是整體橋型簡潔、美觀；三是設(shè)計了強大的空間框架墩柱，既滿足框架墩柱的受力要求，又使人感覺合理、有序；四是橋梁結(jié)構(gòu)滿足總體上的道路交通線形要求，并展現(xiàn)了最新的科技發(fā)展成果。

圖6為大阪某立交橋梁仰視照片。這座立交橋梁有如下特點；一是總體上結(jié)構(gòu)布局合理，簡單框架式蓋梁支撐著上部結(jié)構(gòu)——箱型梁，具有很好的受力性能；二是為充分利用橋下空間，在墩柱中部增設(shè)了橫梁，巧妙地作為商店的頂板結(jié)構(gòu)；三是根據(jù)受力需要，將下部墩柱與上部結(jié)構(gòu)的主梁固接，以增強橋梁結(jié)構(gòu)的剛性；四是墩柱體量適當(dāng)增大且總體上是適度，既滿足受力要求，也可抵抗車輛的碰撞；五是橋型簡約、設(shè)計細膩，滿足城市橋梁景觀的要求。

圖6　大阪某立交橋梁仰視照片

圖7為大阪某跨線橋梁的側(cè)視照片。這座橋梁的特點有四：一是上部結(jié)構(gòu)箱梁為工廠預(yù)制，滿足快速施工的要求；二是設(shè)計了強大的墩柱和蓋梁，既滿足受力需要，又使人感到比例合理，其外型簡潔、大氣；三是充分利用了鋼材和預(yù)應(yīng)力混凝土的材料特性；四是雖然橋梁結(jié)構(gòu)較為簡單，但在橋梁美學(xué)上仍有可取之處。

圖7　大阪某跨線橋梁的側(cè)視照片

圖8和圖9為大阪某高架橋梁的仰視照片。這座座落在日本城市居民的密集區(qū)域的橋梁，其特點有四：一是在人口稠密的城區(qū)修建高架橋梁，這座橋梁的上部結(jié)構(gòu)采用整體現(xiàn)澆施工方式，其單箱多室的箱梁斷面可滿足受力要求，又使人感覺舒展、大方；二是將橋梁護欄和防噪聲墻澆注在一起，既滿足安全上的要求，同時在橋梁的外型上也顯得流暢；三是高架橋梁的墩柱為正方形，且與上部箱梁為固接，既滿足受力要求，加強了橋梁的剛度，同時也有利于橋梁的安全性和耐久性要求；四是橋下留有較大的空間，有利于橋下空間的利用。

圖8　大阪某高架橋梁的仰視照片1

圖9　大阪某高架橋梁的仰視照片2

圖10展示的是日本東京都為某軌道交通架設(shè)的立交橋梁。眾所周知，日本人多地少，而民眾對出行的要求又很高，于是便有了發(fā)達的軌道交通系統(tǒng)。與此同時，由于建筑空間的限制，在興建大量的高架橋、立交橋梁的同時，也出現(xiàn)了一大批穿樓而過的軌道交通橋梁。

在日本的東京和大阪，人們常?？吹?，一些橋梁可從某座大樓的某幾層穿過，形成了日本都市的獨特風(fēng)景。穿越塔大廈何以建成如此格局呢？原來，這座大樓是日本政府和“釘子戶”妥協(xié)的產(chǎn)物。20世紀(jì)80年代，當(dāng)?shù)卣獢U建阪神高速公路，限于道路位置必須經(jīng)過“穿越塔大廈”的原址。當(dāng)時，大廈還未動工修建。按照日本法律，必須將土地購買下來才能修路，但大廈地盤的主人無論如何也不愿轉(zhuǎn)讓地皮。雙方僵持不下，直到1989年日本出臺新法令，才找到了解決辦法。按此法令，高速路建設(shè)方以4億多日元的價格購買了這塊地皮的部分空中通過權(quán)。據(jù)此，大阪一個新的景觀誕生了。此后，日本類似“穿越塔”的設(shè)計層出不窮。譬如，東京新橋一帶曾預(yù)定開通“麥克阿瑟大道”，其效果圖中隨處可見從大樓中穿過的公路。值得一提的是，把輕軌車站放在綜合大樓里，是日本鐵路經(jīng)常采用的設(shè)計。比如東京的小田急百貨商店大樓、兵庫縣明石車站中心市場等都是這樣。一方面，車站的大量客流正好為同一座大樓里的商家?guī)砩虣C；另一方面，只在建筑物內(nèi)占據(jù)一層空間，車站的征地費也能大為降低，因此可謂一舉兩得。

圖10所示的這座架空橋梁是在空中從建筑立面穿過去的。從橋梁結(jié)構(gòu)和城市居民的的安全考慮，修建這些橋梁建筑物需要考慮諸多的問題。這座大樓已成為大阪的地標(biāo)性建筑。它建于1992年，16層的塔樓目前作為寫字樓使用。大樓的5層至7層開有一個寬敞的隧道，阪神高速路從這里一穿而過，“穿越塔大廈”由此而得名。仔細看去，會發(fā)現(xiàn)大樓和公路實際是完全分離的兩個建筑，兩者之間留有約80 cm的間距。支撐公路的是大樓兩端的支架結(jié)構(gòu)。大樓的一部分被消音瓦覆蓋，因此公路產(chǎn)生的噪聲、震動等對其并無直接影響。大樓的5層至7層赫然注明是“阪神高速公路”。

圖10　大阪穿樓而過的橋梁

1.2其他城市橋梁

通過以上對日本不同橋型的城市橋梁的簡要介紹，可使人們從中學(xué)習(xí)和借鑒有用的經(jīng)驗。在考察中我們了解到，日本人建造的健昭橋等在城市橋梁的建設(shè)上也展現(xiàn)了現(xiàn)代橋梁的水準(zhǔn)，下面的幾個案例，亦可使我們了解其在現(xiàn)代城市橋梁建造技術(shù)上的先進理念和水平。

健昭橋為長201 m的鋼斜懸桿式剛性拱梁橋，加勁梁和鋼橋面板一體化。吊桿采用PC鋼絞線，工程技術(shù)人員對錨固部位進行疲勞試驗，以確保疲勞強度。由于橋梁正下方有漁船拴船設(shè)施，對施工十分不利，施工時采用了斜拉扣掛法施工，并設(shè)置移動防護設(shè)施確保施工安全，并保護環(huán)境。

大牟田連續(xù)高架橋也有鮮明的創(chuàng)新之處。大牟田連續(xù)高架橋為長354 m的5跨連續(xù)鋼-混凝土混合箱梁橋，主跨150 m。這座城市橋梁建成時是日本最大跨徑的曲線梁橋，為提高該橋梁的抗風(fēng)特性，他們研究并采用了確保抗風(fēng)穩(wěn)定性的措施，實施了全橋模型風(fēng)洞試驗。

榮皿垣高架橋榮皿垣高架橋為長423 m的18跨RC連續(xù)空腹拱橋。此橋梁形式在提高軟弱地基抗震性、減輕基礎(chǔ)負擔(dān)的同時，有通風(fēng)性好、美觀的特點。在日本大發(fā)工業(yè)公司微型汽車的電視廣告中介紹其坡度陡峭，不過，如果踩油門過大則可能超速，當(dāng)?shù)氐木用裨粲跞藗儼踩{駛。

圖11為江島大橋。該大橋全長約1 446 m，高約44 m，橋下可供5 000 t級的輪船通過。松江市一側(cè)的斜率為6.1%，每前進100 m升高約6 m。從境港市一側(cè)上橋，從“橋頂”眺望能夠?qū)⒅泻：木吧M收眼底。

圖11　著名的江島大橋

2　日本的城市人行天橋

在考察中發(fā)現(xiàn)，日本建造的城市人行天橋以鋼結(jié)構(gòu)居多，且外形十分簡潔、實用。

圖12、圖13為在東京都拍攝的一座人行過街天橋。該天橋為一跨簡支的鋼箱梁結(jié)構(gòu)，可滿足天橋一跨過街。為方便行人過街，兩側(cè)的樓梯均安裝了扶梯，且橋身均涂成了灰色，與當(dāng)?shù)氐慕志氨容^協(xié)調(diào)。

圖12　東京都一座人行過街天橋照片1

圖13　東京都一座人行過街天橋照片2

圖14為日本東京都兩座辦公大樓之間的一座現(xiàn)代人行天橋。該過街天橋的梁板直接支承在大廈外伸的支點上（固接）。橋梁的欄板為玻璃材料。整個人行天橋雖體量不大，但從外觀上來看，能與大廈周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，且灰色的基調(diào)從外觀上看富有質(zhì)感。

圖14　東京某大廈人行天橋

圖15為日本奈良某居民區(qū)的一座跨河人行橋梁。這是一座木結(jié)構(gòu)坦拱橋梁，橋梁建造充分利用了當(dāng)?shù)氐哪静模w現(xiàn)就地取材的環(huán)保理念。行人在橋上行走十分便利，其優(yōu)美的橋型和較強的通行能力，給人留下很深的印象。

圖15　奈良某居民區(qū)一座跨河人行橋梁。

圖16為日本大分縣九重町一座吊橋，它是日本國內(nèi)最長的人行吊橋。該吊橋的跨徑為390 m，高度為173 m。吊橋的橋面由兩根巨大的鋼絲主纜相聯(lián)，通過一系列的豎向小吊桿連接木橫梁。吊橋的兩側(cè)防護裝置由鋼絲網(wǎng)組成。吊橋高高懸掛于深山峽谷之中，游客可站在吊橋上觀賞到遠處的瀑布?；蝿拥牡鯓颉⑼募钡纳介g溪流、參天的古樹使游客流連忘返。

圖16　日本縣九重町一座人行吊橋

3　日本的城市橋梁抗震

眾所周知，日本是一個經(jīng)常發(fā)生火山爆發(fā)和地震的國家。譬如，1792年，日本境內(nèi)發(fā)生火山爆發(fā)，致使1.5萬人喪生；1923年日本關(guān)東大地震，奪走了13萬人的生命。按照地質(zhì)板塊學(xué)說，由于日本列島正好位于亞歐板塊與太平洋板塊交界處，太平洋板塊比較薄，密度比較大，而位置相對低一些。當(dāng)太平洋板塊向西呈水平移動時，它就會俯沖到相鄰的亞歐板塊之下。于是，當(dāng)亞歐板塊與太平洋板塊發(fā)生碰撞、擠壓時，兩大板塊交界處的巖層便出現(xiàn)變形、斷裂等運動，從而產(chǎn)生火山爆發(fā)、地震等。日本為世界地震最多的國家之一，因而其建筑結(jié)構(gòu)抗震研究（包括橋梁結(jié)構(gòu)在內(nèi)）一直走在世界的前列。下面綜述一下其在城市橋梁抗震方面遇到的問題及相關(guān)的對策和成功經(jīng)驗。

公元1886年（明治19年）日本出臺了第一部現(xiàn)代意義的橋梁規(guī)范《橋梁筑造保存方法》，并明確了橋梁抗震的相關(guān)規(guī)定。在此之后，幾乎每次引起橋梁嚴重破壞的大地震都會促使日本政府修訂橋梁抗震規(guī)范。例如：1978年宮成縣地震促使1980年出版的橋梁設(shè)計規(guī)范開始考慮結(jié)構(gòu)塑性變形能力，1995年的阪神地震使日本橋梁工程界提出了延性抗震設(shè)計和性能抗震設(shè)計。

日本自1923年關(guān)東大地震以來，其在抗震工程研究領(lǐng)域取得了很大的成就，其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計技術(shù)也達到了很高的水平。1995年之前的二三十年里，日本發(fā)生的屢次大地震都極少因結(jié)構(gòu)本身破壞而帶來嚴重的人員傷亡或經(jīng)濟損失。然而，1995年1月17日的阪神大地震（正式名稱為1995年兵庫縣南部地震）使房屋、橋梁等結(jié)構(gòu)大量倒塌，直接或間接地造成6 000余人死亡，經(jīng)濟損失巨大。

據(jù)了解，日本自阪神大地震之后，更加關(guān)注抗震研究和成果的應(yīng)用。譬如，日本明確橋梁抗震設(shè)計以確保依橋梁的重要程度而要求的抗震性能為目的，將橋梁分為A類與B類，A類為一般重要橋梁，B類為特別重要橋梁（一般為高速道路、一般國道及緊急輸送道路橋梁）。對于A類橋要求在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)在大概率地震作用下，橋梁不產(chǎn)生嚴重破壞，在出現(xiàn)小概率的大地震時橋梁不產(chǎn)生致命的破壞；對于B類橋要求在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)在大概率地震作用下，不出現(xiàn)損害橋梁整體性的破壞，在小概率地震作用下僅產(chǎn)生有限的破壞，但不影響橋梁機能的迅速恢復(fù)。

日本現(xiàn)代橋梁用于抗震設(shè)計和驗算的設(shè)計方法主要有三種：

（1）震度法：為彈性靜力計算法。將水平地震動加速度峰值乘以結(jié)構(gòu)的相應(yīng)有效質(zhì)量作為抗震設(shè)計的水平荷載。該方法用于第一級地震作用下的彈性設(shè)計。

（2）地震時保有水平耐力法（簡稱保耐法）：亦為一種靜力法，考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性變形能力，用能量一定準(zhǔn)則折算出等效的彈性強度。地震作用的考慮方式與震度法相同，但用于第二級地震作用下的設(shè)計和驗算。該方法多用于單墩橋等結(jié)構(gòu)形式簡單的橋梁抗震設(shè)計。

（3）動力反應(yīng)分析法：以時程反應(yīng)分析為主的動力方法。主要用于震度法和保耐法的設(shè)計結(jié)果的彈性和彈塑性驗算。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)也直接用于設(shè)計。

關(guān)于日本的整體抗震性能：對于場地條件或結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜的橋梁，新規(guī)范要求要特別考慮橋梁系統(tǒng)整體的抗震性能。支座、防止落梁裝置也作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件來設(shè)計。

日本規(guī)定應(yīng)明確橋梁復(fù)雜程度與抗震設(shè)計、驗算法的關(guān)系，這三種設(shè)計驗算方法因橋梁的復(fù)雜程度不同而選擇使用。對于結(jié)構(gòu)形式較為簡單的橋梁（如單墩高架橋等可以簡化為單自由度體系的橋梁），主要采用震度法和保耐法來分別針對第一級和第二級地震作用進行設(shè)計。日本的大部分橋梁屬于這一類。如果橋梁形式較為復(fù)雜，但仍適用于靜力法的假設(shè)，則抗震設(shè)計仍使用震度法和保耐法，但要求設(shè)計結(jié)果用動力反應(yīng)分析方法加以驗算，如有問題再對設(shè)計加以修改。對于斜拉橋、吊橋、拱橋等結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜且已不適于靜力方法假定條件的橋梁，《新道示》要以動力反應(yīng)分析法直接進行設(shè)計，在確定初期斷面大小及配筋等時可以震度法和保耐法作為參考。

關(guān)于上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的同步設(shè)計：改訂前的規(guī)范只要求對上部結(jié)構(gòu)（橋墩等）和基礎(chǔ)單獨進行設(shè)計，分別滿足所要求的抗震性能即可。但是《新道示》明確了橋墩和樁基礎(chǔ)的抗震強度的關(guān)系，原則要求橋墩的抗震強度要低于樁基礎(chǔ)，以保證大地震時上部結(jié)構(gòu)先于樁基發(fā)生塑性破壞，減輕上部結(jié)構(gòu)的慣性力對樁基帶來的負荷。這一考慮主要基于阪神大地震的震災(zāi)經(jīng)驗。地震后對橋梁上部結(jié)構(gòu)的修復(fù)和重建，無論從金錢上和時間上都要小于基礎(chǔ)。為確保滿足以上設(shè)計要求，《新道示》要求對上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)進行同步設(shè)計。據(jù)從事設(shè)計的工程人員反映，這一要求使實際設(shè)計的業(yè)務(wù)量增加不少。

關(guān)于隔震設(shè)計：日本《新道示》新增加了隔震橋梁的有關(guān)設(shè)計規(guī)定，但在規(guī)定上仍偏于保守。和普通橋梁相比，在設(shè)計隔震橋時，橋墩的變形性能將被減小一半，且因長周期化帶來的地震作用的減低不能低于0.4g（Level 2）。這樣的規(guī)定主要是考慮隔震橋梁因隔震支座產(chǎn)生較大的位移，如和一般橋梁一樣也允許橋墩有較大的塑性變形的話，整個橋梁體系將不夠穩(wěn)定，因此對橋墩的變形量給予了限制，并給地震作用的減低定了下限。目前，按現(xiàn)行的規(guī)范進行隔震設(shè)計，往往得不到更經(jīng)濟的設(shè)計結(jié)果。反過來講，只是相當(dāng)于把橋梁的設(shè)計抗震性能提高了，這也是對《新道示》爭論較大的問題之一。

針對臺風(fēng)、地震等惡劣環(huán)境因素，日本橋梁設(shè)計人員采用先進的抗風(fēng)、抗震設(shè)計方法，通過充分的模型實驗和工藝研究，保證大橋抵御自然災(zāi)害的能力。目前，日本高架橋中的多層橋多（一般3～4層，有的5層以上）、高橋多（高度有的達50 m以上）。為在地震時避免直接和間接次生災(zāi)害影響，日本橋梁設(shè)計人員都作了抗震考慮，其抗震的等級都比較高。對大跨徑的橋梁（如懸索橋、斜拉橋）進行了特殊的動力分析，如地震時程分析、耐風(fēng)振的模型實驗等等，確保安全暢通。

日本人非常注重知識積累和成果共享，很大程度上實現(xiàn)了資源和成果的全國性共享，使得研究工作的效率和效益得到極大提高，有利于技術(shù)的進步和發(fā)展。很多有代表性的橋梁都運用先進的聲光與數(shù)字電子技術(shù)建立了“橋梁博物館”，集工程經(jīng)驗總結(jié)與推廣、技術(shù)交流、科普教育、旅游觀光等多項功能于一體，包括抗震知識和橋梁抗震研究成果，使得宏偉而高深的橋梁建筑技術(shù)生動形象地展示給普通民眾，起到了提高國民素質(zhì)、振奮國民精神的特殊作用。

圖17和圖18為1995年日本阪神大地震橋梁毀壞的兩張照片。

圖17　1995年日本阪神大地震橋梁毀壞照片1

圖18　1995年日本阪神大地震橋梁毀壞照片2

4　相關(guān)啟示和建議

（1）世界橋梁工程界給予日本橋梁的評價為精細、高效、耐久，但是日本橋梁建設(shè)者仍在不斷研究探索新的橋梁設(shè)計建造技術(shù)。日本道路協(xié)會橋梁委員會發(fā)布的《次期道路橋示方書改定的方針》中指明了今后日本橋梁設(shè)計的發(fā)展方向：繼續(xù)推進橋梁抗震設(shè)計的性能規(guī)定化進程；新材料、新技術(shù)、新理論的導(dǎo)入；與海外先進抗震設(shè)計基準(zhǔn)相協(xié)調(diào)；推進設(shè)計基準(zhǔn)國際化；建立高齡化道路橋的維修管理體系。這些對我們來說是很有借鑒意義的。

（2）在城市橋梁特別是大跨徑城市橋梁的結(jié)構(gòu)選型方面，日本人順應(yīng)了世界橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢，呈現(xiàn)了很強的創(chuàng)新意識和實用功能。在最近50多年間，日本建造了許多現(xiàn)代大跨徑城市橋梁，如明石海灣大橋和瀨戶大橋等，其主要呈現(xiàn)以下兩個特點：一是在結(jié)構(gòu)選型上因地制宜，既有懸索結(jié)構(gòu)又有斜拉結(jié)構(gòu)，既有拱式結(jié)構(gòu)，又有梁式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)選型以發(fā)揮該種結(jié)構(gòu)的綜合力學(xué)優(yōu)勢為主；二是在跨徑的確定上，并非單純追求跨徑上的新突破和世界第一，而是將創(chuàng)新性、耐久性和經(jīng)濟性統(tǒng)籌考慮和綜合確定。這兩個方面的成功經(jīng)驗的確值得我們深入思考。

（3）日本的橋梁設(shè)計規(guī)范十分完備，主要依據(jù)其道路橋梁設(shè)計規(guī)范，共有五冊，每一冊后面均附有對規(guī)范的解釋，均由相應(yīng)的專門委員會負責(zé)編寫。其委員會由全國橋梁設(shè)計、施工方面的專家組成。并根據(jù)世界橋梁的發(fā)展?fàn)顩r和設(shè)計、施工中反映出來的問題，每年都再版、修訂一次。使其橋梁規(guī)范不斷豐富，不斷完善，成為日本橋梁設(shè)計人員的得力工具。

（4）日本橋梁設(shè)計人員非常注重橋梁的實用性和簡潔美，以結(jié)構(gòu)為主并輔以適當(dāng)?shù)男揎棧谠O(shè)計上成為與自然和諧統(tǒng)一的景觀；重視橋梁設(shè)計建設(shè)中對自然環(huán)境和社會環(huán)境影響的評價與論證，運用全壽命周期效益分析方法，力爭使每座橋梁都能做到功能適用性、環(huán)境協(xié)調(diào)性和結(jié)構(gòu)安全性的高度統(tǒng)一。

（5）日本長大橋梁輔橋的建筑用材主要采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)，其中以鋼結(jié)構(gòu)居多。究其原因，一是海上長橋輔橋工程的規(guī)模大，材料用量多，采用混凝土預(yù)應(yīng)力有明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢，二是預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟確保了海上長大橋梁的工程質(zhì)量、橋梁耐久性及施工工期（如日本多多羅大橋的輔橋）。因此，我們應(yīng)在這些方面學(xué)習(xí)其有益的經(jīng)驗和做法。

（6）在施工組織方面，日本橋梁的施工一般采用結(jié)構(gòu)預(yù)制化、工廠化、專業(yè)化；大力實施施工機械化和設(shè)備大型化，其城市橋梁構(gòu)件的設(shè)計盡可能簡單化和預(yù)制化，便于加快施工進度、工程質(zhì)量控制，并節(jié)約昂貴的人力資源。同時，重視施工組織設(shè)計，特別是施工計劃安排及進度控制。施工工序的安排多采用流水作業(yè)，以提高工作效率，保障施工進度。

（7）在城市橋梁的橋梁防撞設(shè)防上，日本的幾座海上長大橋梁，由于所處地域自然環(huán)境的不同，有的橋梁橋墩設(shè)計在構(gòu)造上主要是考慮防止船舶的撞擊，當(dāng)結(jié)構(gòu)一旦遭到撞擊，他們有一套快速修復(fù)系統(tǒng)的人員和相關(guān)設(shè)施，以便橋梁遭到撞擊后在最短時間里修復(fù)結(jié)構(gòu)。

（8）在橋梁結(jié)構(gòu)防腐蝕方面，在橋梁鋼材防腐設(shè)計觀念上，日本人反對使用環(huán)氧涂層鋼筋，認為環(huán)氧涂層會降低鋼筋與混凝土之間的握裹力，使得這兩種材料的互補優(yōu)勢無法發(fā)揮出來以致降低了材料使用效率。因此，他們主張通過改進混凝土本身的材性來提高結(jié)構(gòu)的耐久性標(biāo)準(zhǔn)。同時他們在橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性方面也采取了許多技術(shù)措施和管理措施，也值得借鑒。

（9）在交通控制及運營管理上，我們所考察的日本橋梁工程中，因建設(shè)較早其交通工程的硬件設(shè)施先進性都不夠，基本上未安裝交通監(jiān)控系統(tǒng)，取而代之的是人為管理，而為了彌補車道數(shù)少帶來的交通管理問題，在海上長橋的跨線段或跨段，每隔一段（如500 m或700 m），都設(shè)置安全島便于車輛的臨時停靠、緊急事故的處理，在道路兩側(cè)設(shè)置類似搓搓板結(jié)構(gòu)的路緣帶起到交通警示作用。在橋梁的養(yǎng)護管理上，他們非常重視日常養(yǎng)護管理，并且在設(shè)計階段就從構(gòu)造上考慮了結(jié)構(gòu)的可維護和可更換問題（如橋梁伸縮裝置和橋梁支座等），這些做法也對我們有很好的啟迪作用。

日本在現(xiàn)代城市橋梁的建造上有很多值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的東西。我們應(yīng)汲取人類所創(chuàng)造的一切文明財富，進一步推動我國城市橋梁建設(shè)的健康發(fā)展，向世界橋梁強國的目標(biāo)邁進。

［1］JTGD62—2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］鮑衛(wèi)剛，周泳濤.預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋設(shè)計施工技術(shù)指南［M］.北京：人民交通出版社，2009.

［3］林元培.橋梁設(shè)計工程師手冊［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［4］穆祥純.城市橋梁結(jié)構(gòu)安全度和耐久性問題的研究［A］.第十六屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集［C］.北京：人民交通出版社，2004.

［5］穆祥純.論北京城市橋梁設(shè)計的創(chuàng)新技術(shù)［A］.第十七屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集［C］.北京：人民交通出版社，2006.

［6］穆祥純.基于創(chuàng)新理念的城市橋梁與市政建設(shè)［M］.北京:人民交通出版社，2012.

［7］穆祥純.基于傳統(tǒng)和創(chuàng)新理念的日本城市橋梁（上）［J］.特種結(jié)構(gòu)，2014（2）.

［8］穆祥純.基于傳統(tǒng)和創(chuàng)新理念的日本城市橋梁（下）［J］.特種結(jié)構(gòu)，2014（6）.

［9］穆祥純.日本大跨徑城市橋梁［J］.城市道橋與防洪，2014（12）.

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1009-7716（2016）01-0036-07

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.01.012

2015-01-07

穆祥純（1955-），男，北京人，教授級高級工程師，副總經(jīng)理，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，從事橋梁設(shè)計、城市交通研究等技術(shù)管理工作。