拱桥作为传统桥型的重要分支，在当代桥梁工程中仍展现出强劲的技术生命力。从重庆朝天门大桥 552 米主跨的探索，到广西平南三桥 575 米跨径的突破，再到天峨龙滩特大桥 600 米跨径的刷新，中国工程师持续推动拱桥跨径向新高度迈进。 在理论研究领域，学者们的探索更具前瞻性：陈宝春团队提出钢拱桥理论跨径可达 3300 米，张显雄团队通过测算指出，采用 Q690 高强度钢材、矢跨比 1/5 的钢拱桥，主拱理论极限跨径可突破 2500 米，为拱桥工程的未来发展提供了科学依据。 当前，千米级跨径拱桥已从理论构想逐步走向工程实践。作为中交集团重点科研项目，课题组围绕超高强度桥梁用钢性能优化、拱梁体系设计与施工控制、结构稳定与系统安全风险防控等关键方向开展前瞻性研究，形成了千米级拱桥的原创性工程方案，为这一超级工程的落地奠定了技术基础。 一、千米级钢拱桥的关键技术突破 钢箱拱桥凭借卓越的跨越能力、稳定的结构体系与良好的耐久性，成为大跨度桥梁的优选结构形式。随着材料科学、设计理论与施工装备的迭代升级，千米级拱桥的关键技术瓶颈逐步被突破，形成了三大核心创新成果。
千米级跨径中承式钢箱拱桥效果图 1. 组合式主拱结构：构建安全可控的施工体系 针对大跨度拱桥施工阶段的稳定性难题，中交研究团队创新提出 “桁架 + 钢箱” 组合拱肋断面设计，采用 “先桁架后钢箱” 的两次成拱施工策略。施工初期，通过大节段吊装完成桁架拱肋安装并快速合龙，迅速形成主拱稳定承载体系，大幅降低扣挂系统的施工风险；待桁架体系稳固后，再进行主拱钢箱安装，最终形成组合式拱肋共同受力构型。这种分阶段施工模式，既解决了大跨度拱肋施工过程中的稳定性问题，又实现了结构受力效率的最大化。 2. 高性能钢材应用：推动结构性能与环保效益协同提升 材料革新是突破跨径限制的核心支撑。在千米级拱桥设计中，拱肋、横撑、吊杆等主要受力构件全面采用 Q500q-Q890q 级高性能钢材：主拱桁架与横撑桁架选用 Q890q 级钢材，主拱钢箱采用 Q690q 级钢材。此类钢材不仅具备高强度、轻量化特性，还能减少碳排放量，在提升钢箱拱桥极限跨径的同时，实现工程建设与生态环保的协同发展，为大跨度桥梁的材料选型提供了新方向。 3. 全固结结构体系：强化桥梁整体刚度与稳定性 为应对大跨度结构的变形控制难题，千米级拱桥采用主梁与拱肋、主梁与吊杆、拱肋与吊杆全固结的刚性连接体系，显著提升结构整体刚度。 结合孟凡超提出的千米级中承式钢拱桥美学与结构融合理念，该体系进一步优化了桥型性能：中承式结构在 300 米以上跨径钢拱桥中占比达 74%，其拱上立柱较上承式拱桥更短，稳定性更优；拱肋被主梁分为上下两段，适配多种地形条件且景观效果突出；主梁对拱肋的约束作用可增强拱肋稳定性，使中承式钢拱桥在结构刚度、景观造型与稳定性能上形成综合优势。 从具体设计参数来看，该桥采用主跨 1000 米的中承式钢箱拱桥方案，全桥长 1128 米；拱顶处拱肋横向中心距 22 米，拱脚处 72.08 米；矢跨比 1/7，矢高 142 米；拱轴线采用悬链线，轴线系数 1.9；拱肋倾角 10 度，各项指标均经过精密测算，确保结构安全与性能优化。
二、千米级钢拱桥的工程美学创新 在技术突破的基础上，千米级钢拱桥进一步实现了结构与艺术的深度融合，多位专家从不同维度提出工程美学理念，为桥型设计注入文化内涵与艺术价值。 1. 孟凡超：结构为本的简约美学 孟凡超明确提出千米级跨径中承式钢拱桥的美学核心 ——“结构造型有别传统、大道至简、简约而不简单、摒弃装饰”。设计中，拱肋、立柱、吊杆均采用三角形截面，主梁选用多面体箱型结构：三角形截面突破传统造型，兼具轻盈感与可靠受力性能；多面体箱型主梁外形与其他结构协调统一，且具备制造简便、受力合理的优势。同时，中承式钢拱桥拱桁组合体系的采用，使桥型既满足美观需求，又具备优异的结构性能与地形适应性，实现了 “结构即美学” 的设计目标。
千米级跨径中承式钢箱拱桥钢箱梁断面效果图
“桁架+钢箱”的组合拱肋断面图 2. 曾强：结构、艺术与文化的融合美学 重庆交通大学教授曾强在《千米级跨径中承式钢拱桥工程美学与景观艺术创新》报告中指出，工程美学是结构、艺术、文化的有机统一，需以 “桥梁工程 + 结构艺术” 的形式呈现。他主张摒弃传统桥梁的繁琐装饰，以点、线、面等简约元素构建现代审美，通过 “峡川山水迎朝晖，门户天开展神威。千米豪迈凌云志，气吞山河映霞晖” 的诗句，诠释了桥梁与自然、文化的共生关系，为千米级钢拱桥赋予了深厚的文化意境。 三、行业专家视角：技术与美学的平衡之道 在相关学术论坛中，行业专家围绕千米级钢拱桥的技术创新与美学设计展开深入探讨，形成了对大跨度桥梁发展的重要共识。 浙江省交通集团副总工程师方明山提出，当前桥梁设计需平衡结构与美学的关系，避免 “重结构轻美学” 或 “重美学轻结构” 的极端倾向。他认为，千米级拱桥通过三角形主体截面与方形桥面附属结构的 “减与加”，实现了视觉均衡；高性能钢材的应用则使结构兼顾轻量化与韧性，既满足技术要求，又提升景观效果，是结构与美学融合的典范。同时，他强调桥梁建设应注重历史传承，在现代设计中融入中国文化元素，展现新时代桥梁人的责任与担当。 重庆红岩建设机械制造有限公司董事长熊劲松从工程实践角度指出，桥梁设计需兼顾技术性能与公众审美，千米级拱桥的三角形结构不仅抗风性能优异，还能满足公众对桥梁外观的高品质需求；在桥梁运维阶段，也应追求装备与技术的艺术化，如采用特殊轨道提升养护效率，同时减少对桥梁外观的影响，实现全生命周期的美学与功能统一。 此外，中交公路规划设计院常志军、西南交通大学王骑、中铁宝桥刘志刚、中交一公局刘大成等专家，分别从结构计算与抗震、抗风性能、制造技术、施工技术等维度开展研究，为千米级钢拱桥的工程落地提供了全方位技术支撑，彰显了中国桥梁工程领域多学科协同创新的综合实力。 结语：中国拱桥工程的新里程碑 千米级跨径钢拱桥的研发与实践，不仅突破了传统拱桥的跨径限制，更实现了技术创新与美学表达的深度融合。从组合式主拱、高性能钢材应用到全固结体系，每一项技术突破都彰显了中国桥梁工程的自主创新能力；从简约结构美到文化融合美，每一处美学设计都体现了工程与艺术的共生理念。 相信在未来这座超级工程的落地，将是中国拱桥发展的新里程碑。随着技术的持续迭代与理念的不断创新，中国桥梁人将继续探索跨径与美学的新边界，为世界桥梁工程贡献更多 “中国方案”。 |
2000.11.1，老北京网自创办之日起，已经运行了 天 | 老北京网
GMT+8, 2026-1-9 07:35 , Processed in 0.082404 second(s), 16 queries .
道义 良知 责任 担当
CopyRight © 2000-2022 oldbeijing Inc. All Rights Reserved.
