科技创新与公路桥梁发展

科技创新与公路桥梁发展第一页，共136页。科技创新与公路桥梁发展河南省交通科学技术研究院有限公司公路桥梁安全检测与加固技术交通运输行业研发中心2015年11月第一页，共135页。第二页，共136页。大纲第二页，共135页。2023/4/303第三页，共136页。我国公路桥梁总数已达75.71万座，4257.89万延米，数量已位居世界第一。黄河上已建和在建的大桥已达228座，长江上达到162座。国省县道与乡村道上的桥梁大致上各占一半。我国建成的悬索桥、斜拉桥、拱桥和梁桥这四类桥梁的跨径均已居世界同类桥梁跨径的前列。一、我国公路桥梁技术发展现状我国桥梁建设取得的成就第三页，共135页。2023/4/304第四页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状

这一时期公路桥梁建设，由于缺乏钢材，结构设计以圬工或少筋为主，先后出现双曲拱桥、桁架拱桥和刚架拱桥等以自主研发为主的桥型，并根据需要引进了预应力、悬浇施工和斜拉桥设计等技术，并先后建成了四川云阳斜拉试验桥、福建乌龙江T型刚构桥等现代化桥梁。这一时期公路桥梁发展相对缓慢。取得一些成就：发明钻孔灌注桩（河南竹竿桥）钢筋混凝土悬臂梁桥（南宁邕江大桥，薄壁箱梁理论）引进T形和Ⅱ形预制钢筋混凝土简支梁标准图；引进预应力技术（哑巴河桥）；引进T构施工技术（河南五陵卫河桥）；引进挂篮施工技术（柳州柳江桥）；哑巴河桥发展历程：1949年建国到1978年第四页，共135页。2023/4/305第五页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状国家转入大规模经济建设，交通设施的发展遇到前所未有的机遇。这期间交通运输部先后在1981年、1992年、2004年和2014年做了四次国家级公路网规划，从“五纵七横”、“7918网”到“两张网（普通国道网和国家高速公路网）”逐渐形成我国公路总体布局。桥梁是公路网中的重要节点。随着国省道主干线、支线的逐步建设，我国公路桥梁建设有了长足的进步。取得一些成就：山岭重丘区桥梁建设（高墩、弯坡斜、不对称等）长江、黄河、珠江和闽江等主要河流上超大和多连跨桥梁建设（选型、宽阔水面连续跨越、厚覆盖层深水基础；抗风抗震）沿海联岛和海湾工程上的桥梁建设（耐久性、钢结构防腐、超大型构件海上运输、长联桥上下部结构预制与架设、海上多作业面的管理和长联桥跨运营灾害应急救援）其他：城际间双层桥发展历程：1978年改革开放至2014年第五页，共135页。2023/4/306第六页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状从平原区向山岭重丘区，从一般江河湖泊到大江大河再向海湾及联岛工程建设的发展历程。从常规以梁桥和拱桥为主，向大跨径斜拉桥、悬索桥、高墩、不对称结构、弯桥发展，再向离岸深海长联桥大型上下部预制结构、大型复合基础以及超大跨径结构发展。发展历程第六页，共135页。2023/4/307第七页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状发展道路：博采众长、自主建设第七页，共135页。2023/4/308第八页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状发展道路：博采众长、自主建设第八页，共135页。2023/4/309第九页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状南京长江大桥60年代，完全由中国人自力更生建造的南京长江大桥，1985年获国家科学技术进步特等奖，曾以“最长的公铁两用桥”被载入《吉尼斯世界记录大全》。第九页，共135页。2023/4/3010第十页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状江苏无锡民主桥无锡县桥梁工程队（无锡桥梁工程公司）设计、施工，构思独特，充分发挥双曲拱桥构造特点，组合拼装成三叉形的双曲拱桥第十页，共135页。2023/4/3011第十一页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状万县长江大桥1994年5月1日大桥正式动工，1997年完工。该桥为劲性骨架钢管混凝土上承式拱桥，全桥长814米，宽23米，桥拱净跨420米，世界最大跨钢筋混凝土拱桥。万县长江大桥特大跨（420米）钢筋混凝土拱桥设计施工技术研究第十一页，共135页。2023/4/3012第十二页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状丹河石拱桥山西晋城晋(城)焦(作)高速公路丹河特大桥主跨146米，高81米，宽24.2米，为石拱桥世界之最，集实用性和艺术性于一体，堪称世界一绝。特大跨径石拱桥设计与施工关键技术研究第十二页，共135页。2023/4/3013第十三页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状杭州复兴大桥杭州复兴大桥（钱江四桥）杭州市最新的标志性建设。大桥结构巧妙，错落有致，是长大桥采用具有民族特色拱桥结构的成功工程示例。第十三页，共135页。2023/4/3014第十四页，共136页。重庆朝天门大桥主桥为190米+552米+190米的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥，同类桥型跨径世界第一。双层设计，上层双向6车道，下层双向轻轨和两个预留车道。朝天门全桥永久用钢4.6万吨，辅助用钢近4万吨。2009年4月30日正式通车。一、我国公路桥梁技术发展现状朝天门大桥重庆第十四页，共135页。第十五页，共136页。上海卢浦大桥一跨过江，状如彩虹，被誉为“新世纪的彩虹桥”。也因其跨径达550米，全钢全焊结构，居世界同类桥梁之首，被誉为“世界第一钢拱桥”。一、我国公路桥梁技术发展现状卢浦大桥上海第十五页，共135页。第十六页，共136页。主桥为双塔空间双索面钢-混凝土结合梁斜拉桥结构，塔墩固结，上部结构为纵向悬浮体系，横向设置限位和抗震装置。杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的自行设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。主跨602米在世界同类型斜拉桥中雄居第一。一、我国公路桥梁技术发展现状杨浦大桥上海第十六页，共135页。第十七页，共136页。主桥采用主跨648米的双塔钢箱梁斜拉桥，桥塔采用钢结构，高215米，为国内第一座钢塔斜拉桥，也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。一、我国公路桥梁技术发展现状南京三桥江苏第十七页，共135页。第十八页，共136页。主孔跨度1088米，列世界第一主塔高度306米，列世界第一斜拉索的长度580米，列世界第一群桩基础平面尺寸113.75米×48.1米，列世界第一。2008年7月1日正式开通，被国际桥梁学术会议ＩＢＣ授予国际桥梁大会“乔治·理查德森大奖”。一、我国公路桥梁技术发展现状苏通大桥中国江苏第十八页，共135页。第十九页，共136页。江阴长江公路大桥建成于1999年，主跨1385米。江阴长江大桥是中国大陆第一座主跨径超过1000米的特大型桥梁，打破了“中国人不能建大跨度桥梁”的神话。一、我国公路桥梁技术发展现状江阴长江大桥江苏第十九页，共135页。第二十页，共136页。主桥为两跨连续钢箱梁悬索桥，主跨1650米，是目前世界上最大跨度的钢箱梁悬索桥，跨径在悬索桥中居世界第二。一、我国公路桥梁技术发展现状西堠门大桥浙江第二十页，共135页。第二十一页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状世界排名前10的大跨悬索桥第二十一页，共135页。第二十二页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状世界排名前10的大跨斜拉桥第二十二页，共135页。第二十三页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状世界排名前10的大跨拱桥第二十三页，共135页。第二十四页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状世界排名前10的大跨梁桥第二十四页，共135页。第二十五页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状“十二五”桥梁工程技术总结1.道路工程2.桥梁工程3.隧道工程4.交通工程5.港口工程6.航道工程7.运输服务8.安全应急9.节能环保10.信息化11.软科学11个学科方向方向细分

1桥梁材料

2桥梁结构

3作用与设计

4桥梁施工

5试验与检测

6鉴定与评估

7养护与改造

8运营与管理

9产品与制品第二十五页，共135页。第二十六页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状“十二五”建设成就新建成特大桥梁0.13万多座，大桥2.2万多座。至2014年底，主跨400m以上的桥梁134座600m以上的桥梁

61座800m以上的桥梁

33座1000m以上的桥梁20座世界跨径前十位工程：悬索、斜拉、拱桥和梁桥分别占有5座、6座、5座和5座跨海联岛长桥前十位中占6位。这一成就的取得是中国建桥人的骄傲。建设成就第二十六页，共135页。第二十七页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁材料方面桥梁用混凝土材料桥梁用钢材桥梁用防护材料三类重点研究发展了：①高强混凝土：抗压强度60MPa~100MPa

②高性能混凝土：高耐蚀性、高抗裂性、高抗冻性、低收缩性和高韧性等

③功能型混凝土：具有抗振动扰动、净化大气、融冰化雪等

④特种混凝土：具有应力、温度等自感知能力机敏（智能型）混凝土（1）桥梁用混凝土材料（高墩、高塔、桥面铺装、钢管混凝土）第二十七页，共135页。2023/4/3028第二十八页，共136页。高强混凝土应用展望：连续刚构：ＵＨＰＣ箱梁自重仅为传统ＰＣ箱梁的４０％～５０％，因强度高、徐变小，可消除过度下挠和梁体开裂风险，并将极限跨径拓展至４００～５００ｍ。叠合结构：组合梁负弯矩区易开裂和自重大缺点钢桥面铺装：大幅提高钢桥面刚度，改善铺装层应力和降低疲劳应力幅，可基本消除疲劳开裂的风险高强混凝土活性粉末混凝土（RPC）:93年法国研制，剔除粗骨料，密实，低水灰比，优良的韧性和延性。法国、韩国、美国、奥地利等人行桥、桥面板、拱桥、斜拉桥。国内：用于钢桥面板试验研究一、我国公路桥梁技术发展现状第二十八页，共135页。第二十九页，共136页。（2）桥梁用钢材钢板：四个阶段A3武汉大桥（57年），16Mnq南京大桥（69年），

16MnVNq九江大桥（95年），14MnNbq芜湖大桥（00年）

Q420q（WNQ570）大胜关大桥（09年）大跨、重载、高速铁路应用

未来一段时间停留在：500-600MPa范围高强钢丝：1570（80年代主流）、1670、1770（明石桥、苏通首次、四桥、马鞍山）、1860（10年研制，嘉绍、港珠澳）、1960Mpa（韩国蔚山悬索桥，1150m）虎门二桥科研：1688m，1200m两座悬索桥。高强度耐腐蚀钢筋：环氧钢筋、不锈钢筋（港珠澳大桥预制桥墩）智能型钢束：在束中加光纤传感器，在吊杆中应用（山东济宁运河桥）重点研究发展了：①抗拉强度在500~600MPa之间的桥用钢板②抗拉强度为1860MPa的缆索用高强钢丝③桥用高强不锈钢筋和不锈钢平行钢丝拉索④可感知应力和温度的智能型钢束和拉吊索一、我国公路桥梁技术发展现状第二十九页，共135页。第三十页，共136页。（3）桥梁用防护材料“桥梁耐久性关键技术研究”

06年西部重大项目10课题、3000万、40多家参研单位关于防护材料部分：南京水科院重点研究发展了：①渗透型有机硅烷混凝土防护涂料:单向透气、憎水、渗透性好②锌网/电化学活性砂浆

：浪溅区、水位变动区。阴极保护。长效性。③改性树脂乳液砂浆：修复材料与结构混凝土变形协调技术难题④环境友好型水基脱漆剂：解决了低毒性和高效性技术难题（钢桥）⑤水性氟树脂耐候涂料：解决了涂料低挥发技术难题（钢桥）⑥快固化喷涂弹性体涂料：解决了涂料高附着粘结力技术难题（钢、混凝土）一、我国公路桥梁技术发展现状第三十页，共135页。第三十一页，共136页。功能梯度混凝土梁设计图一、我国公路桥梁技术发展现状第三十一页，共135页。第三十二页，共136页。序号项目名称1SWFC复合结构在西藏地区连续刚构桥桥中的应用技术研究2矮寨悬索桥关键技术研究3斜拉-悬索体系桥的研究4高陡横坡条件下桩柱式桥梁设计与施工技术研究5大跨钢桥关键构件的疲劳性能与合理构造试验研究6波纹钢腹板混凝土连续刚构桥梁设计与施工技术研究7桥梁通用设计图图库管理系统的研究与应用示范8强震山区千米级跨径悬索桥关键技术研究9西部项目曲线部分斜拉桥设计与施工技术研究10山区不对称连续刚构设计关键技术及示范应用研究11中等跨度钢管混凝土桁架连续梁桥成套技术研究12多灾害作用下特大跨径桥梁适宜结构体系、关键结构研究13斜拉体系加固大跨径连续箱梁、连续刚构桥关键技术研究14长大桥梁建设技术系统集成研究15马鞍山三塔缆索承重桥成套技术研究依托国家和部省重大科技计划，立项20多个，支撑了泰州、马鞍山、合江、南京四桥等大桥重点研究发展了：①跨径400m以上多塔连跨斜拉桥②跨径800m以上多塔连跨悬索桥③跨径500m以上大跨钢管混凝土拱桥④跨径800m以上双塔混合梁斜拉桥⑤跨径1000m以上钢桁架斜拉桥桥梁结构方面一、我国公路桥梁技术发展现状第三十二页，共135页。第三十三页，共136页。（1）多塔悬索

结构泰州大桥（人字形中塔）马鞍山大桥（钢混中塔）鹦鹉洲大桥（叠合梁、钢混中塔）一、我国公路桥梁技术发展现状第三十三页，共135页。第三十四页，共136页。（2）多塔斜拉结构

——嘉绍大桥刚性铰：传递弯矩、剪力分幅四索面，6塔钢箱梁斜拉桥，跨径布置70+200+5×428+200+70（m）主梁连续长度2680（m）一、我国公路桥梁技术发展现状第三十四页，共135页。第三十五页，共136页。（3）南京四桥桥跨布置：钢桁架悬索桥242+1176m+116m跨中设三组柔性中央扣塔梁分离（钢桁架长度小于塔中心线长度）首创轨索运梁小车1418m三跨吊悬索桥钢筋混凝土榫分布传力主缆锚固系统∞字形超大地连墙基础∞（4）矮寨大桥一、我国公路桥梁技术发展现状第三十五页，共135页。第三十六页，共136页。（5）四川合江一桥

（530m）大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注系统地提出500m级钢管混凝土拱桥制造安装开展500m级钢管混凝土拱桥设计构造形式钢—混凝土组合正交异性桥面板（6）沪通大桥

（1092m）1092m公铁两用桥整体节段吊装是一大特点

一、我国公路桥梁技术发展现状第三十六页，共135页。第三十七页，共136页。贵州北盘江大桥：290（m）空腹长度：130m高35m墩高141m（7）贵州北盘江大桥(8)腊八斤特大桥：正常使用阶段：弹性范围抗震弾塑性阶段：容许腹板开裂，框架结构满足抗震外包混凝土施工：爬模和翻模一、我国公路桥梁技术发展现状第三十七页，共135页。第三十八页，共136页。序号资料名称1基于寿命期与性能的大跨径桥梁抗震设计理论2大跨径桥梁抗风设计数值化技术研究3西部地区桥梁延性抗震机理与高墩抗震设计方法4西部地区内河桥梁船舶防撞标准和设计指南5西部地区流冰荷载撞击力计算及桥梁防撞措施6新疆公路山口以上流域及山前冲积区设计流量计算方法7桥梁设计荷载与安全鉴定荷载的研究8公路桥涵水文计算及桥孔设计方法研究9高墩大跨桥梁车桥耦合振动及其影响分析10大跨钢桥关键构件的疲劳性能与合理构造试验11公路桥梁抗震设计新技术研究12高烈度地震区中小跨径公路桥梁抗震设计关键技术13液化及软土场地桥梁桩基础地震破坏机理与抗震设计14特大型桥梁风、雨作用监测与模拟技术研究15特大型桥梁风浪流耦合作用研究16特大型桥梁综合防灾减灾理论与方法研究17火灾下桥梁结构灾变机理及安全性评价与加固技术重点研究发展了：①基于性能、风险评估和寿命周期管养策略的设计方法；②大跨径桥梁汽车、疲劳、温度及船撞等荷载标准与作用模型；③桥梁防灾减灾理论与方法；④稳定、非线性、多尺度模拟等分析与建模方法。作用与设计方面一、我国公路桥梁技术发展现状第三十八页，共135页。第三十九页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状作用与设计方面桥梁的全寿命设计贯穿于全寿命分析第三十九页，共135页。2023/4/3040第四十页，共136页。（1）桥梁耐久性设计方法:耐久极限状态

构件合理设计寿命确定方法：设计使用年限（可靠度标准）

设计基准期（荷载分布概率），材料性能

延寿问题！

构件抗火灾设计方法：火灾模型（荷载模型，灾变模型）

维修加固方法。

基于性能的抗震、抗风方法：

抗震：多塔连跨课题（可修性、可换性、可检性为性能目标）

开展计算方法、损伤指标、抗震设防等研究

抗风：风荷载，关键构造

纳入规范问题！一、我国公路桥梁技术发展现状第四十页，共135页。第四十一页，共136页。（2）公路桥梁设计和安全鉴定汽车荷载模型、方法和标准

4年，23省市69个公路测站汽车荷载数据4277.6万组我国规范安全水准和汽车荷载标准等级与欧美规范基本相当结论首次提出既有桥梁安全鉴定汽车荷载模型、桥梁运营期汽车荷载，安全状态评价

方法以及既有桥梁安全鉴定试验加载车辆的模型及相关参数。

实际实施问题！风-浪-流耦合作用和车桥耦合振动模型：

风-浪-流耦合作用场及模型参数，以及高墩、拉吊杆结构车桥耦

合振动模型建立等方面的技术难题

船撞动力、等效风荷载：

船舶动力作用概率模型，等效静力撞击力的计算，设防标准一、我国公路桥梁技术发展现状第四十一页，共135页。第四十二页，共136页。（3）计算、数字化与智能化技术软件发展：七十年代，平面、空间、精细化（混合）

专项分析：抗震、几何非线性、复合截面等QJX，GQJS，桥博、AUST，midas、ansys等

绘图软件：桥梁大师等一、我国公路桥梁技术发展现状第四十二页，共135页。第四十三页，共136页。（3）计算、数字化与智能化技术图片业主/开发商建筑师项目经理绘图员结构工程师供应商总承包商施工出图分包商物业管理设计管理咨询BIM施工直观展示结构三维模型（3D渲染模型）。模型与信息的关联3D+DATA）信息模型与知识的关联（3D+DATA+KNOWLEDGE）BIM技术：一、我国公路桥梁技术发展现状第四十三页，共135页。第四十四页，共136页。重点研究发展了：①大型、深水、预制基础的施工技术青岛海湾桥：无封底混凝土钢套箱施工，泰州大桥：沉井“钢锚墩+锚系”半刚性定位，马鞍山大桥“空气幕+砂套助沉”，南京四桥：超大“∞”字型地连墙基础、港珠澳大桥：“预制承台+钢管复合桩”基础②混凝土、钢-混凝土混合和钢结构高墩高塔的施工技术③钢箱和钢桁架整孔架设、钢桁架主梁节段和混凝土箱梁节段施工崇启大桥：大跨径变截面连续钢箱梁桥整孔架设沪通大桥：桁架箱桁断面整体吊装及现场安装泰州大桥：三塔悬索桥主缆架设矮寨大桥：“轨索滑移法”架设技术④拱桥挂篮悬臂施工和斜拉桥分段架设⑤新型顶推系统和移动平台桥梁施工一、我国公路桥梁技术发展现状第四十四页，共135页。第四十五页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工1.超大型沉井基础施工技术依托泰州大桥研发出了世界首创的“沉井钢锚墩+锚系”导向定位系统和着床技术。我国在超大型深水沉井基础施工技术方面已经达到了国际领先水平，这项技术的成熟进一步提升了我国桥梁建设工程中勘察、设计、施工、监测等领域的技术水平。第四十五页，共135页。2023/4/3046第四十六页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工2.混凝土套箱建造技术水下无封底混凝土套箱施工工艺可避免水下混凝土封底和承台防腐涂装等工序，减少了环境干扰和对海洋的污染，为海上非通航孔桥承台设计和施工提供了新思路和新方案。获得2011年度国家技术发明二等奖.第四十六页，共135页。2023/4/3047第四十七页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工3.大跨径桥梁钢桥面铺装技术突破了美国环氧沥青铺装对环境气温、施工容留时间的苛刻要求，拓宽了环氧沥青铺装施工季节和应用区域，提高了工程施工效率和工程质量，解决了我国大跨径桥梁铺装建设的重大难题。研究成果已在苏通长江大桥、武汉天兴洲公铁两用长江大桥、上海闵浦大桥等近30座大跨径桥梁工程中得到应用。

发明了新型桥面铺装材料发明了薄层铺装结构建立钢桥面铺装设计理论与方法攻克了钢桥面铺装施工组织与质量控制难题第四十七页，共135页。2023/4/3048第四十八页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工4.特大跨径悬索桥缆索系统制造及安装技术

第四十八页，共135页。2023/4/3049第四十九页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工5.三塔悬索桥上部结构施工技术

猫道设计与施工、超长主缆架设与防护、钢箱梁安装等方面取得了很多创新成果。第四十九页，共135页。2023/4/3050第五十页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工6.大跨径变截面连续钢箱梁桥整孔架设技术

崇启大桥（全桥钢箱梁分12个大节段、最大节段长185m，重约2700t）第五十页，共135页。2023/4/3051第五十一页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工7.短线匹配法节段预制拼装体外预应力桥梁技术

攻克了短线匹配法节段预制拼装体外预应力桥梁的设计方法、结构构造、施工控制、施工技术、专用装备及新材料等多项关键技术难题，形成了系统化的成套关键技术，将传统的建造业升级为先进的制造业，实现了产业的转型升级，体现了“优质高效、绿色施工、节能环保”的工程建设新理念。项目成果已在多座大型桥梁工程中得到应用，并实现了产业化。第五十一页，共135页。2023/4/3052第五十二页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工8.预应力智能张拉技术

第五十二页，共135页。2023/4/3053第五十三页，共136页。检测技术重点研究发展了：①结构足尺和缩尺模型试验技术抗震、抗风、节段模型②环境、荷载等多因素作用耦合试件试验技术徐变试验③抗风、抗震、疲劳和火灾等数值试验技术疲劳、火灾④桥梁结构工程无损检测技术管道压浆、永存应力⑤桥梁施工和运营监测技术无线传感器研制磁致伸缩导波测缆索腐蚀钻孔雷达检测评估、监测、养护和加固一、我国公路桥梁技术发展现状第五十三页，共135页。第五十四页，共136页。重点研究发展了：①公路混凝土桥梁预防性养护技术②不中断交通条件下的桥跨结构加固补强

拉吊索维修与更换和水下基础维修与加固技术③桥梁上部结构拓宽改造技术④桥梁整体顶升与替换技术评估技术重点研究发展了：①桥梁技术状况检查评估技术技术状评定标准②桥梁承载能力检测评定方法承载能力评定规程③桥梁耐久性检测评估技术正在申报④公路桥梁施工与运营安全风险评估方法设计与施工指南退化模型振动影响衔接构造评估、监测、养护和加固一、我国公路桥梁技术发展现状第五十四页，共135页。第五十五页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固1.GIS等计算机技术进入实桥应用基于二维GIS技术的交通地理信息系统对国内交通规划、建设、管理以及智能运输服务，可以提供强大的综合管理运输服务，该系统已经成为目前国内智能交通行业研究的核心内容。第五十五页，共135页。2023/4/3056第五十六页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固1.GIS等计算机技术进入实桥应用将三维GIS技术应用于西堠门大桥的结构监测巡检管理系统。成功研发出集结构监测和巡检养护技术、工业以太网和三维GIS技术于一体的特大跨径悬索桥结构监测巡检管理大型综合软件，其技术领先、开放兼容、功能强大、易于管理、实用经济，极大提升了我国特大跨桥梁监管养护信息化水平。第五十六页，共135页。2023/4/3057第五十七页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固2.耐久性评定方法第五十七页，共135页。2023/4/3058第五十八页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固3.预应力混凝土箱梁桥开裂处治技术第五十八页，共135页。2023/4/3059第五十九页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固4.双曲拱桥加固改造成套技术第五十九页，共135页。2023/4/3060第六十页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固5.山区拱桥维护技术第六十页，共135页。2023/4/3061第六十一页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固6.公路桥隧工程风险评估技术第六十一页，共135页。2023/4/3062第六十二页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固7.桥梁结构安全监测技术第六十二页，共135页。2023/4/3063第六十三页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状评估、监测、养护和加固8.加固工作程序第六十三页，共135页。2023/4/3064第六十四页，共136页。一、我国公路桥梁技术发展现状产品制品公路桥梁减隔震装置开发了基于欧洲标准的国产减隔震装置基于中欧双标准可在宽温域条件下使用的HDR系列高阻尼隔震橡胶支座基于“多水准逐级设防、多状态分级耗能”设防标准和“有限位移锁定、全桥协同抗震”设计理念满足中欧双标准的NDQZ系列非线性阻尼辐减隔震钢支座等编制了《高阻尼隔震橡胶支座》、《弹塑性钢减震支座》等多部行业标准。第六十四页，共135页。2023/4/3065第六十五页，共136页。斜拉桥、悬索桥、拱桥和梁桥的排名世界领先。已能自主设计、建设各类桥型，设计理论和国际发达国家一样。桥梁结构风险评估、全寿命周期设计等理论已应用于实际，与国际进展保持一致。在钢材方面，我国已开始使用500MPa钢筋，符合世界趋势，我国的钢管混凝土结构技术目前处于国际领先。在预应力技术方面，我国的预应力材料和锚固技术处于国际先列，桥梁结构也开始使用体内、体外预应力结合的新结构。在一些特殊的桥梁施工设备如港珠澳大桥的八锤联动打桩、深海运梁和起吊等，居世界领先水平。一、我国公路桥梁技术发展现状已具备的优势第六十五页，共135页。2023/4/3066第六十六页，共136页。大跨径桥梁设计设计规范和设计理论桥梁施工旧桥检测、评估和维修加固桥梁养护管理一、我国公路桥梁技术发展现状存在的不足第六十六页，共135页。2023/4/3067第六十七页，共136页。技术储备不够，如主跨3000米级悬索桥及1500米级斜拉桥等结构体系与关键结构问题有待解决高性能材料方面的研究与应用滞后与超大跨径相匹配的支座、伸缩和阻尼等装置、设备研究开发不足，与国外先进产品有差距。一、我国公路桥梁技术发展现状大跨径桥梁设计第六十七页，共135页。2023/4/3068第六十八页，共136页。结构全寿命周期设计理论、混凝土耐久性设计方法及钢结构疲劳荷载验算等基础性研究不够，技术储备不足；对传统材料的组合结构研究、新型材料组合结构的探索和积累有明显差距；主要设计规范中原始创新内容与建设规模不相匹配。一、我国公路桥梁技术发展现状设计规范和设计理论第六十八页，共135页。2023/4/3069第六十九页，共136页。深海基础、抗震基础和装配式基础工厂预制化、整体化、大型化，以及现场施工大型、先进机械成套装备水平还有差距钢构件下料、焊接、机加工等各工序的精度控制系统，混凝土构件模板以及相应的控制系统精度还不够高中小跨径桥梁结构体系也需要改进一、我国公路桥梁技术发展现状桥梁施工第六十九页，共135页。2023/4/3070第七十页，共136页。检测设备的自主创新评估理论的基础性研究加固机具的标准化和专业化应急抢修装备的轻型化、小型化、系列化一、我国公路桥梁技术发展现状旧桥检测、评估和维修加固第七十页，共135页。2023/4/3071第七十一页，共136页。大纲第七十一页，共135页。2023/4/3072第七十二页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势桥梁建设技术1.面对公路桥梁设计理念的提升和桥梁精细化设计的需求，需要完善公路桥梁抗风、抗震等减灾防灾设计方法，建立健全公路桥梁全寿命周期设计理论与相关规范，研发基于BIM（建筑信息模型）技术的桥梁设计系统，以推动我国公路桥梁设计技术的升级换代。第七十二页，共135页。2023/4/3073第七十三页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势2.面对交通运输发展和长大桥梁建设的需求，需要解决长大桥梁适宜交通荷载、综合交通运输体系下的组合交通荷载，基于全寿命周期设计的耐久性作用、疲劳荷载等关键技术问题，以促进我国桥梁设计水平和可靠性的提升。桥梁建设技术第七十三页，共135页。2023/4/3074第七十四页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势3.面对琼州海峡、渤海湾和西部山区大峡谷等超长、超大跨越建设需求，需要研发轻质、超高强的工程材料和水深超过70米的基础施工技术，以提高桥梁的跨越能力、支撑超大跨结构体系的创新。桥梁建设技术第七十四页，共135页。2023/4/3075第七十五页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势4.随着综合交通运输体系的建立完善，以及城市群、城乡交通一体化的发展，需要研发多层承载结构桥梁，实现桥位资源和土地的集约化利用，以解决满足公路、市政道路、轨道交通与铁路共建的一桥多用问题。桥梁建设技术第七十五页，共135页。2023/4/3076第七十六页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势5.面对我国中小跨径桥梁通病根治和服役可靠性提升的现实需求，改进创新现有中小跨径桥梁结构体系，提升整体化性能，发展钢结构、钢混结构和无缝桥梁，以推动我国中小型桥梁建设向工厂化、标准化以及结构耐久性方向提高。桥梁建设技术第七十六页，共135页。2023/4/3077第七十七页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势6.面对公路桥梁标准化建设、工厂化制造和便捷化施工的需求，结合根治混凝土桥梁痼疾病害的需要，大力发展钢—混凝土组（混）合结构桥梁，以推动我国公路桥梁制造业的形成与发展，促进我国公路桥梁建设向资源节约、环境友好转型发展。桥梁建设技术第七十七页，共135页。2023/4/3078第七十八页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势桥梁养护技术经过30多年的大规模基础设施建设，当前步入维修期的桥梁数量日益增多。据不完全统计，在我国公路网中，各类危桥数量达7.96万座，约占桥梁总数的10.5%，直接影响我国公路网的安全运行，尽管我们加大了改造力度，降低了国省干线的危桥数量，但农村公路上的危桥仍居高不下，未能从根本上控制和解决这一问题。随着经济社会的发展，交通运输量大幅度增长，行车密度及车辆载重越来越大，如何保障桥梁的安全性、耐久性和使用功能已成为目前桥梁工程界的巨大挑战。桥梁工程技术发展也面临以建设为主向建养并重转型，需要我们在桥梁养护理念、方式、设备与材料及养护设计方法等方面进行创新与改进。第七十八页，共135页。2023/4/3079第七十九页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势1.面对我国桥梁工程材质、损伤、缺陷和受力状态的检测需求，需要研发桥梁永久荷载下桥梁受力状态非破损检测技术及装备，发展桥梁损伤和缺陷的可视化检测诊断方法及装备体系，构建服役桥梁材质状况高精度量化无损检测技术体系，以支撑我国桥梁养护和安全保障水平的提升。桥梁养护技术第七十九页，共135页。2023/4/3080第八十页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势2.面对我国桥梁长期性能研究和长大桥梁运营管理的技术需求，需要研发高精度、长寿命、智能化传感器，发展桥梁关键状态参数和性能指标长期跟踪监测技术，构建桥梁健康诊断以及性能和抗力衰变监测技术体系与标准，研发基于BIM技术的桥梁管养系统，以推动我国公路桥梁养护管理技术的发展。桥梁养护技术第八十页，共135页。2023/4/3081第八十一页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势3.面对服役桥梁养护科学决策的技术需求，需要进一步完善和发展桥梁技术状况评定、承载能力和减灾防灾能力鉴定方法，构建桥梁安全可靠性评估和使用寿命预测等的理论体系及技术方法，以推动我国桥梁服役可靠性的提升和使用寿命的延长。桥梁养护技术第八十一页，共135页。2023/4/3082第八十二页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势4.面对我国服役桥梁养护管理和桥梁资产保全增效的技术需求，需要转变桥梁养护理念，发展桥梁预防性养护技术，提升桥梁机械化养护能力，构建符合我国国情的桥梁养护技术及装备体系，以促进我国桥梁技术向“建养并重”转型发展。桥梁养护技术第八十二页，共135页。2023/4/3083第八十三页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势5.面对服役桥梁病害处治和提高使用荷载等级的实际需求，需要完善加固设计理论与方法，研发快速可靠的加固技术，发展模式化加固技术和整体替代技术，以保证公路网的畅通与高效。桥梁养护技术第八十三页，共135页。2023/4/3084第八十四页，共136页。二、公路桥梁技术发展趋势6.面对灾后应急抢通和保通的需求，需要提升桥梁应急装备跨越和承载能力，拓展桥梁应急装备的品种，增强桥梁应急装备的施工便捷性，以提高我国公路的应急保障能力及水平。桥梁养护技术第八十四页，共135页。2023/4/3085第八十五页，共136页。大纲第八十五页，共135页。2023/4/3086第八十六页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况高速5858km国道6851km省道16974km第八十六页，共135页。2023/4/3087第八十七页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况根据调查统计，全省干线公路桥梁中89.16%的为中小桥梁，其中总长30米以下跨径的简支结构桥梁约占63.74%。按桥梁上部结构类型分类，简支空心板，简支板桥、板拱桥、箱梁桥、T形梁桥、双曲拱桥等为我省的主要桥型。第八十七页，共135页。2023/4/3088第八十八页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况第八十八页，共135页。2023/4/3089第八十九页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况1.波形钢腹板预应力混凝土桥梁建设技术郑州市常庄水库桥顶推施工第八十九页，共135页。2023/4/3090第九十页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况1.波形钢腹板预应力混凝土桥梁建设技术第九十页，共135页。2023/4/3091第九十一页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况1.波形钢腹板预应力混凝土桥梁建设技术第九十一页，共135页。2023/4/3092第九十二页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况2.高速公路改扩建工程关键技术第九十二页，共135页。2023/4/3093第九十三页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术空心板截面形式演变20世纪70年代20世纪90年代当前第九十三页，共135页。2023/4/3094第九十四页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术第九十四页，共135页。2023/4/3095第九十五页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术第九十五页，共135页。2023/4/3096第九十六页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术第九十六页，共135页。2023/4/3097第九十七页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术第九十七页，共135页。2023/4/3098第九十八页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术空心板支座脱空第九十八页，共135页。2023/4/3099第九十九页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术可调支座垫石第九十九页，共135页。2023/4/30100第一百页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术第一百页，共135页。2023/4/30101第一百零一页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况3.预应力空心板加固成套技术第一百零一页，共135页。2023/4/30102第一百零二页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况传统基础设施数据管理手段落后，造成数据在时间上不连续，空间上没有可比性，数据的综合分析利用无法实现。4.公路桥梁数据中心第一百零二页，共135页。第一百零三页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况4.公路桥梁数据中心云中心3G/4G/WiFi/北斗人工巡检视频监测位移传感器应力传感器….定期检测第一百零三页，共135页。第一百零四页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况大脑神经中枢神经末梢传输数据巡检、传感等手段反馈控制数据中心4.公路桥梁数据中心第一百零四页，共135页。2023/4/30105第一百零五页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况第一百零五页，共135页。2023/4/30106第一百零六页，共136页。桥梁数据中心日常巡检效率提升桥梁信息电子化管理重点桥梁长期监控养护资金合理配置桥梁病害动态管理数据驱动管养模式桥梁数据中心保障桥梁安全，打造数据驱动养护模式，实现桥梁管养科学决策三、我省桥梁技术研发情况第一百零六页，共135页。第一百零七页，共136页。信息化管理存储和管理桥梁规划、设计、施工、运营和养护的基本信息和档案，可以对桥梁日常巡检、定期检查、维修管养等重点工作进行记录和管理。数字巡检桥梁资料管理实现数字化和规范化，达到“一桥一档”快速查询和统计桥梁基本信息与GIS系统融合，显示桥梁位置云端存储桥梁图纸、检测报告等技术文件，避免丢失应用价值基础信息三、我省桥梁技术研发情况第一百零七页，共135页。第一百零八页，共136页。数字巡检是针对传统日常巡检的新管理模式，利用数字化、信息化的措施来解决管养单位在养护管理中监督困难的问题，针对桥梁日常巡检的管理、病害发现及上报处理流程等，通过手机现场拍照录像，进展、故障及GPS坐标上报，GIS地图服务，工作流处理等手段，辅助养护人员来进行监督管理，从而提高养护管理的效率。数字巡检通过GPS定位，实现自动考勤，避免巡检员缺勤支持二维码查询桥梁技术信息支持轨迹方式设定巡检路线，避免巡检员漏检巡检问题精确上报，避免慌报、误报，为养护部门决策提供支持为桥梁安全问题排除提供复合依据应用价值桥梁管巡检员GPRS

GISASDB数字巡检三、我省桥梁技术研发情况第一百零八页，共135页。第一百零九页，共136页。病害管理存储桥梁病害现状及历史发展情况，以照片形式展示病害状况，详细记录病害的类型、位置和数量等信息。数字巡检掌握桥梁病害的动态发展，确定合理养护时机病害全方位分析，制定合理养护方案统计病害数量，预估养护费用应用价值病害管理三、我省桥梁技术研发情况第一百零九页，共135页。第一百一十页，共136页。长期监测是针对典型运营桥梁，采用人工或机器方法对其运营状态进行长期监测，从而对桥梁的安全状况进行评估。数字巡检超限超载等异常事件—及时预警突发性损伤—尽早发现新病害，及时采取安全补救措施累积性损伤—实时掌握病害动态，推测发展趋势隐蔽部位—方便检查应用价值长期监测三、我省桥梁技术研发情况第一百一十页，共135页。第一百一十一页，共136页。桥梁超载动态监测系统大量超载车辆的违法运输使桥梁超负荷运行，严重威胁桥梁安全，缩短桥梁使用寿命，增加养护费用，采用桥梁超载动态监控系统，能全天候自动监测过往车辆的重量，记录超载车辆的牌号及图片，并通过无线传输发送到服务器或管理人员手机，监测过程无需车辆停车、减速，在正常通行情况下，系统对车重的测量误差极小。数字巡检长期监测三、我省桥梁技术研发情况第一百一十一页，共135页。第一百一十二页，共136页。桥梁爬移监测系统曲线桥梁（如匝道桥等）在在长期运营中会出现横向爬移变形，爬移量的积累将会导致抗震挡块的开裂、伸缩缝的挤死、支座脱空、甚至导致桥梁的倾覆坍塌。由于爬移变形时间周期长，桥梁检查中难以对趋势做出判断，采用监测系统可以克服日常检查中的不足，准确掌握爬移量和趋势，对影响安全事件及时预警。数字巡检长期监测三、我省桥梁技术研发情况第一百一十二页，共135页。第一百一十三页，共136页。桥墩倾斜监测系统当桥墩较高或位于斜坡上，在运营过程中易出现桥梁倾斜、开裂等事故。桥墩倾斜监测系统能够实时监测桥墩倾斜状况，通过无线传输发送到服务器，超出限值及时预警，避免安全事故发生。数字巡检长期监测三、我省桥梁技术研发情况第一百一十三页，共135页。第一百一十四页，共136页。桥梁数据管理平台是对桥梁技术状况进行全方位监测和管理的综合数据平台。以桥梁构件为管理对象，实现桥梁基础信息的精细化、数字化管理。融合管理流程与技术要求，实现养护管理与技术支撑的有机结合。实现了精确精细、敏捷高效、技术先进的数据驱动管养模式。数据驱动下实现养护资金的合理配置。实现五大转变建立三大机制获取三大成效粗放向精细被动向主动静态向动态单一向互动传统向现代巡检效率提升安全隐患降低养护效果提升第一时间发现问题机制第一时间解决问题机制安全隐患处置闭环机制养护管理三、我省桥梁技术研发情况第一百一十四页，共135页。第一百一十五页，共136页。三、我省桥梁技术研发情况5.BIM技术BIM含义全称建筑信息模拟BIM不是理论,是诸多先进信息技术的应用,包括：图形学技术3D建模、虚拟现实知识表示技术设计、施工、运营管理信息的集成与协同技术信息插入/提取/更新/修改图片业主/开发商建筑师项目经理绘图员结构工程师供应商总承包商施工出图分包商物业管理设计管理咨询BIM施工第一百一十五页，共135页。2023/4/30116第一百一十六页，共136页。BIM与CAD的区别CADBIM表现平面三维技术分散的文字图形集中的数据库组织独立个人操作团体协作管理基本不需要整体组织管理三、我省桥梁技术研发情况第一百一十六页，共135页。第一百一十七页，共136页。BIM的优势和价值（1）表现能力

虚拟现实技术：可看到任意角度、任意外部状态下，任意构件在任意阶段的3d视图和各项相关数据。信息的传递：可以方便和直观地回溯或预测结构或构件在生命各阶段的状态。（2）计算能力基于BIM的优化设计、降低施工成本、准确分析病害成因、预测养护成本和提高执行效率的目的。（预留结构、财务、环保等专业计算数据接口）（3）管理能力整合全寿命建筑产业链信息，提高各建设阶段信息融合度，防止信息流失，提高建设全过程的管理水平。三、我省桥梁技术研发情况第一百一十七页，共135页。第一百一十八页，共136页。发展现状美国教授查克·伊斯曼上世纪九十年代提出30年左右的发展历史各国高度重视国际上1）行业推荐性标准美国、英国、日本、新加坡等“国家BIM标准”

国际标准化组织ISO2）软件使用指南美国、澳大利亚、加拿大、韩国等《BIM实施计划》《国家数字模拟指南》《土木领域3D设计指南》三、我省桥梁技术研发情况第一百一十八页，共135页。第一百一十九页，共136页。国内：2010年清华大学软件学院BIM课题组中国建筑信息模型标准框架(ChinaBuildingInformationModelStandards，简称CBIMS)标准框架主要应包括标准规范、使用指南和标准资源三大部分：

数据格式标准IFC

信息分类及数据字典IFD

流程规则IDM三、我省桥梁技术研发情况第一百一十九页，共135页。第一百二十页，共136页。（1）建筑和冶金业

应用BIM已经成为主流。北美将近一半建筑行业在使用BIM技术或BIM相关工具。欧洲一些国家，如芬兰、挪威和德国，使用率60~70%。我国水立方、天津国际邮轮码头、上海世博文化中心，国家电力馆等大型建筑都在设计或施工阶段应用了BIM。还没有全生命周期中广泛应用的案例。（2）桥梁工程国外工程已将BIM引进桥梁工程设计中，如Breijn公司完成的Lingeriver铁路桥梁重建设计项目。国内桥梁设计中已开始引入虚拟现实技术，海外个别项目局部应用BIM，如拱桥施工