项海帆院士关于中国桥梁建设思考连载一：关于中国桥梁界追求“之最”和“第一”的反思

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前不久，交通运输部副部长冯正霖谈桥梁耐久和安全的文章，以及去年在港珠澳大桥建设项目管理研讨会上的讲话，都强调建百年大桥，保障设计寿命，也提到如何理解创新和如何看待“世界第一”等话题，这引起了我的思考。

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国际同行的疑问

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2009年5月，在上海参加了“当代大桥”国际研讨会后，部分国外代表参观了中国各地的新建大桥。在他们离沪回国时，国际桥协的领导曾问我：“为什么在中国长江内河航道上要建造那么多千米级的悬索桥和斜拉桥？为什么一些老桥跨度不大，而附近的新桥的跨度却增大了好几倍？你们长江航道的通航要求是如何定的？”

我一时语塞，不知如何回答才好，只能说：“中国桥梁界喜欢追求跨度的超越，一些官员也鼓励这样做，这可能是一个误区。”

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在国外，除了跨海工程要考虑大跨度悬索桥外，其余的内河航道如欧洲的莱茵河、多瑙河、塞纳河、易北河等，除下游河口段以外，航道等级约在1000吨至5000吨级之间，因而大都采用斜拉桥、拱桥或钢箱梁桥方案。

英国的塞佛恩（Severn）桥和福思（Forth）桥都是在上世纪六七十年代建造的跨越海湾的悬索桥，但在以后修建Severn二桥和Forth二桥时则都改用了更经济的分孔通航的三塔斜拉桥。

在2011年国际桥协的伦敦会议上，专题介绍了新建的苏格兰福思二桥，该桥位于1964年建成的跨度1006

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米的福思一桥边上，是一座三塔2×650米的斜拉桥，以满足日益增加的交通需求，而没有再建一座悬索桥。

斜拉桥是大跨桥梁主流

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斜拉桥的跨越能力现已突破了千米，甚至还有增大的潜力，并且由于其刚度、抗风性能、拉索可更换、施工简便、无锚碇等方面的优越性，在近年来的国际跨海工程方案竞赛中，斜拉桥方案都优于悬索桥而被采用。如希腊Rion-Antirion桥，水深65米，通航18万吨海轮，又位于强震区，最后采用法国设计的多塔多跨560米斜拉桥。

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在2011年国际桥协IABSE伦敦会议上，丹麦COWI公司的L.Hauge先生所作的关于“大跨度桥梁的发展趋势”的大会主旨报告中也谈到了斜拉桥和悬索桥的比较。他认为在1200米以下的跨度斜拉桥占优，超过1200米的跨度，斜拉桥将受到塔高和长索的限制，锚碇条件有利的悬索桥将会占优。

日本Nagai教授的报告认为自锚式斜拉桥跨度的极限在1200到1400米之间。如采用部分地锚斜拉桥，极限跨度还可延伸至1600米，当悬索桥的锚碇只能设在水中，则斜拉桥方案仍有竞争力。

根据同济大学肖汝诚等人所著《缆索承重桥梁各种体系比较》一文的结论：当锚碇条件为岸上岩石时，跨度超过900米的悬索桥就会占优；对于岸上软土锚碇，则跨度1100米以上才对斜拉桥占优；而对于浅水锚碇，悬索桥的竞争力将大大降低(初步估算在1600米以上才会占优)。可见，三方面的研究结论是基本一致的。

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Hauge先生在主旨报告中还提到COWI公司正在规划中的德国和丹麦之间费曼恩海峡工程的最新优化成果。他认为采用三塔双跨724米的斜拉桥方案就能满足26万吨航道的要求，与1600米跨度的悬索桥方案相比，由于施工期短和对环境影响小，是更有吸引力的选择。

由此可见，即使对于30万吨级的海峡通道，采用分孔通航的跨度800米的多塔斜拉桥将比合孔通航的超大跨度深水锚碇悬索桥更为经济合理，也对隧道方案更有竞争力。这也就是我在《对台湾海峡工程桥梁方案的初步思考》一文中的观点。

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可以说，斜拉桥已成为当代大跨度桥梁的主流桥型。据国外杂志报导，泰国湄南河、越南湄公河和印度孟买的新建大桥也都是斜拉桥，它在200至1200米的跨度范围都有竞争力。而且，可灵活采用独塔、双塔和多塔的布置方式以跨越300米直至几公里长的大江和海峡。多孔斜拉桥采用分孔通航的方式，避免了为设置陆上锚碇而被迫加大悬索桥跨度的传统做法，是更为经济合理的方案。

我国内河桥梁跨径合理性存疑

根据我多年来参加方案设计评审会的经验，中国大桥追求跨度第一之风原因是多方面的，但通航净宽标准的不合理，可能是很重要的诱因，它迎合了桥梁界追求跨度的冲动，使桥下净高和净宽不成比例，并为失去比例美的大跨度悬索桥得以通过评审而实施提供了“依据”，但却完全背离了国际常规，因而引起了外国同行的质疑。

按照桥梁概念设计的基本原则，为满足通航要求设置通航孔桥是首要的考虑。一般来说，内河航道应根据水深条件进行分级，定级后的通航标准应列入规范。在同一等级的航道上建桥，通航孔的大小应相差不大，只是按不同的河势情况有小的调整，如果相邻桥梁的通航孔跨度相差悬殊，反而会使人费解。

一个事实是，从南京到武汉的长江中游，为内河一级航道，通航5000吨内河轮船。1967年建成的公铁两用南京长江大桥采用多跨160米的双层桁架方案，基本满足了净高24米净宽150米的通航要求。武汉以上至宜昌的长江上游河段降为3000吨的二级航道，通航要求为18米净高和120米净宽，同样是公铁两用的武汉长江大桥采用多跨128米的双层桁架桥也是合理的选择。

改革开放以来，我国开始兴建大量跨越长江的公路大桥，适当增大跨度以减少桥墩和船撞的风险是必要的。但由于净高要求不变，南京以上直至宜昌的通航孔跨度应限制在500米以内为宜，以控制桥下通航净空的宽高比在适当范围内。一般上下行船只应分孔通航，如因航道不稳定可增设一些通航孔，也不宜强制要求上下行船只必须合孔通航，甚至要求一跨过江，从而造成严重的比例失调。分孔还是合孔通航应由桥梁的经济性来确定。

南京以下的长江下游航道因水深条件和海轮进入内河转驳货物的需要提高为5万吨级，通航净高为50米。江阴大桥以下至长江口河段则考虑长江口航道疏浚后的水深，预留了10万吨级的需要，通航净高加大到60米。

现在看来，除江阴长江大桥因地形特殊必须采用一跨过江的悬索桥外，其余的如润扬大桥和正在建设中的泰州长江大桥都可以采用更为经济合理的斜拉桥方案。

据说，首次采用三塔悬索桥体系构想的智利Chachao桥，COWI公司也已改用更经济的三塔千米级的斜拉桥，以避免中塔处主缆的抗滑难题，并保证大桥的刚度和抗疲劳强度等基本性能。

综上所述，除了中国沿海跨海连岛工程中为避免深水基础的施工难度和高昂造价需要考虑超大跨度的悬索桥方案外，其他内河（长江各支流和珠江流域）均应优先考虑斜拉桥方案。山区地形和地质条件有利时，更应优先考虑经济性更好的拱桥，慎用甚至不用价格昂贵、施工复杂、主缆又不能更换的悬索桥。

希望桥梁设计部门在确定通航要求时要实事求是，切忌任意夸大标准，从而造成追求跨度“第一”的不良后果。

让设计回归创新和美学

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美国国家工程院院士、著名桥梁专家邓文中先生曾在《桥梁跨径——世界纪录的竞赛》一文中，回顾了各类桥梁跨径的发展过程，也理解桥梁工程师对设计破纪录桥梁的追求和渴望。

邓先生认为：“我们现在还远未达到悬索桥最大跨径的极限，然而我们不能为创造纪录而不考虑经济因素。”他最后说：“与其考虑如何设计更大跨度的桥梁，不如将更多精力和创造力放在如何设计出品质更高、造型更漂亮的桥梁上。”因为，“跨度的世界纪录并不是技术领先的标志”。我十分赞同他的意见。

冯正霖副部长的话更应当引起我国桥梁工程师，特别是桥梁设计大师和总工程师们的深思。要正确理解概念设计的精髓，对过去所设计的桥梁进行认真的反思，走出盲目追求“之最”和“第一”的误区，让设计回归到对“创新、质量和美学”的追求上来，同时还要重视桥梁的经济性和耐久性。

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以上是我的一点想法，提出来供大家讨论和思考。

项院士的一系列文章，值得学习和思考

现在做桥就是创记录，完全不考虑造价，不考虑经济性。