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、建造和運營維護的特點也不相同。

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、運營、維護，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，往往需要進行結(jié)構(gòu)抗震和抗風試驗。

目前，計算機輔助設(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)用計算機輔助設(shè)計方法，進一步驗證設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)安全。計算機輔助設(shè)計中可根據(jù)不同的問題，運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、地震等動態(tài)作用對結(jié)構(gòu)的影響;甚至風、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?shù)氐奶攸c。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，最終實現(xiàn)跨越。杭州錢江八橋就是利用頂推施工方法完成的。

運營維護見真功

橋梁建成后的運營維護也是橋梁工程技術(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、風吹、雨淋，甚至是地動山搖的考驗。為了保證橋梁運營安全，除了精心設(shè)計、精心施工外，還需要進行科學的管理，包括養(yǎng)護、檢測、監(jiān)測、維修等。

養(yǎng)護是根據(jù)橋梁的使用特點進行的各種保養(yǎng)工作，例如清潔、修補、涂裝等。檢測是對大橋的材料、構(gòu)件等進行專門的小型測試或試驗，以確認材料和構(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，進而制定更加有針對性的管理和養(yǎng)護措施。維修則是對損壞的構(gòu)件或者位置進行修補。如果把橋梁比作人，那么養(yǎng)護就像我們每天進行的個人衛(wèi)生，是保證儀容必不可少的工作;檢測就像定期體檢，需要專門機構(gòu)、專業(yè)人員按一定規(guī)程進行;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，可以輕松地到達梁底;為檢查材料性能準備的無損探傷設(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，利用無人機進行橋梁智能檢查、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。