美國(guó)到底有多少鋼橋

美國(guó)到底有多少鋼橋？美國(guó)橋梁上部結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu)形式選擇初探李志峰，王昌將，楊揚(yáng)，白雨?yáng)|，張軍（浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

浙江

杭州

310006）

摘

要：通過(guò)對(duì)美國(guó)橋梁信息庫(kù)(NBI)2015年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，得到了美國(guó)中小跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu)形式選擇的總體情況，并對(duì)演變規(guī)律進(jìn)行了分析，為我國(guó)中小跨徑橋梁上部結(jié)構(gòu)今后發(fā)展方向的選擇提供參考。關(guān)鍵詞：NBI；上部結(jié)構(gòu)；材料；結(jié)構(gòu)形式

TheInvestigationonsuperstructurematerialandconstructiontypeofAmericanBridgesLIZhi-feng,WANGChang-jiang,YANGYang,BAIYu-dong,ZHANGJun(ZhejiangProvincialPlanning,DesignandResearchInstituteofCommunications,Hangzhou310006,China)

Abstract:ByanalyzingthedataandinformationoftheNationalBridgeInventory(NBI),thispaperstudiedthesuperstructurematerialandconstructiontypeofthesmallormediumspanbridgesinAmerica,andsummarizedthedynamicpropertiesoftheAmericanbridges’development.TheanalysisandconclusioninthispapercouldprovidereferenceforthedevelopmentofbridgesuperstructurematerialandconstructiontypeinChina.Keyword:NBI;superstructure;

material;typeofconstruction

1

前言中小跨徑橋梁是橋梁的重要組成部分，以浙江省為例，截止2015年底共建成公路橋梁約4.9萬(wàn)座，其中中小跨徑橋梁約4.5萬(wàn)座，占比91.7%；建成公路橋梁總長(zhǎng)度約2800公里，其中中小跨徑橋約1140公里，占比40.7%；如果按照跨徑劃分，單孔跨徑≤50m的橋梁總長(zhǎng)度占比將超過(guò)95%。因此，中小跨徑橋梁量大面廣，在橋梁中具有舉足輕重的作用。當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)大跨徑橋梁上得到了廣泛應(yīng)用，但在中小跨徑應(yīng)用方面還處于起步階段，以浙江省為例，鋼結(jié)構(gòu)橋梁總占比不到1%；國(guó)內(nèi)部分省份鋼結(jié)構(gòu)比例稍大，但混凝土橋梁仍占有壓倒性優(yōu)勢(shì)。如何在中小跨徑橋梁中推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，如何提升中小跨徑混凝土橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，使得橋梁發(fā)展更符合綠色公路的建設(shè)理念，這是進(jìn)一步提高我國(guó)橋梁品質(zhì)的需要，也是我國(guó)橋梁產(chǎn)業(yè)邁向工業(yè)化發(fā)展的需要。發(fā)展中小跨徑橋梁的關(guān)鍵在于選擇合適的結(jié)構(gòu)材料和最佳結(jié)構(gòu)形式，這就需要系統(tǒng)總結(jié)以往的建設(shè)、養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲅芯?，但收集?guó)內(nèi)公開(kāi)的、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)非常困難。學(xué)習(xí)和總結(jié)美國(guó)等已進(jìn)入維護(hù)期的橋梁大國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，研究其選擇橋梁上部結(jié)構(gòu)材料類型和結(jié)構(gòu)形式的總體情況和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于解決上述問(wèn)題很有借鑒意義。本文擬通過(guò)研究美國(guó)橋梁信息庫(kù)NBI（NationalBridgeInventory）近百年的數(shù)據(jù)，對(duì)美國(guó)橋梁上部結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)形式選擇進(jìn)行歸納、總結(jié)，以供國(guó)內(nèi)橋梁業(yè)界決策參考。

2

NBI簡(jiǎn)介NBI是全世界最大的橋梁數(shù)據(jù)庫(kù)，跨徑大于20英尺（6米）的美國(guó)交通橋（含鐵路橋）均納入此數(shù)據(jù)庫(kù)[1]，已經(jīng)收集了60余萬(wàn)座橋涵的信息，其中橋梁47.5萬(wàn)座。在該庫(kù)中，橋涵的質(zhì)量按10級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，9級(jí)：超理想；8級(jí)：理想；7級(jí)：優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；6級(jí)：達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；5級(jí)：部分優(yōu)于最低容許極限，保留；4級(jí)：滿足最低容許極限，保留；3級(jí)：基本不滿足容許極限，及早維修；2級(jí)：基本不滿足容許極限，及早更換；1級(jí)：無(wú)使用價(jià)值；0級(jí)：立即停止使用[2]。NBI將不安全橋梁歸納成兩大類：“結(jié)構(gòu)缺陷(StructurallyDeficient)”和“功能失效(FunctionallyObsolete)”?！敖Y(jié)構(gòu)缺陷”是指由于橋梁重要構(gòu)件的損壞而降低了整橋的承載能力，即評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中4級(jí)或以下的橋梁[2]。這類橋梁在進(jìn)行嚴(yán)格的維修、養(yǎng)護(hù)，采取限載或限速措施后，方可安全使用?！肮δ苁А笔侵冈O(shè)計(jì)指標(biāo)不能滿足現(xiàn)狀的使用要求，如硬路肩缺失，交通量、行車速度、橋梁寬度、設(shè)計(jì)荷載等不能滿足現(xiàn)狀使用要求，須進(jìn)行拓寬改建或新建[2]。3

NBI數(shù)據(jù)內(nèi)容NBI是一個(gè)統(tǒng)一、細(xì)致的數(shù)據(jù)庫(kù)，主要包括了橋梁識(shí)別、橋型規(guī)格、使用狀況、運(yùn)營(yíng)檢測(cè)等重要信息，便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和使用狀況判別。橋型規(guī)格不僅明確了橋型分類標(biāo)準(zhǔn)，也標(biāo)明了材料信息。其中，材料及是否結(jié)構(gòu)連續(xù)可分為10類，橋型分為23類，具體如表1、表2所示：表1

材料分類一覽表編號(hào)材料編號(hào)材料1砼簡(jiǎn)支(Concrete)6預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)(Pre-stressedconcrete

continuous)2砼連續(xù)(Concretecontinuous)7木材(WoodorTimber)3鋼簡(jiǎn)支(Steel)8磚石(Masonry)4鋼連續(xù)(Steelcontinuous)9鋁鐵(Aluminum,WroughtIron,or

CastIron)5預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支(Pre-stressedconcrete)10其他(Other)

表2

橋型分類一覽表編號(hào)橋型編號(hào)橋型1板梁(Slab)13懸索橋(Suspension)2縱梁/多主梁(Stringer/Multi-beam

orGirder)14斜拉橋(StayedGirder)3縱橫梁格體系(Girder

andFloorbeamSystem)15升降式開(kāi)啟(Movable-Lift)4T梁(TeeBeam)16豎轉(zhuǎn)式開(kāi)啟(Movable-Bascule)5多箱梁(BoxBeamorGirders–

Multiple)17平轉(zhuǎn)式開(kāi)啟(Movable-Swing)6箱梁(Box

BeamorGirders-SingleorSpread)18通道(Tunnel)7框架(Frame)19涵洞(Culvert)8正交異性梁(Orthotropic)20混合型(Mixed–type)9上承式桁梁(Truss–Deck)21節(jié)段大箱梁(SegmentalBoxGirder)10中、下承式桁梁(Truss–Thru)22槽型梁(ChannelBeam)11上承式拱(Arch–Deck)23其他(Other)12中、下承式拱(Arch–Thru)注：多箱梁，國(guó)內(nèi)多稱為空心板；箱梁，包括單箱或多箱擴(kuò)展，多箱擴(kuò)展類似國(guó)內(nèi)小箱梁。

美國(guó)橋型稱法與國(guó)內(nèi)有所差別，特刊登部分橋型照片如下：

圖1

板梁(Slab)

圖2

縱梁/多主梁(Stringer/Multi-beamorGirder)

圖3

T梁(TeeBeam)

圖4

縱橫梁格體系(GirderandFloorbeamSystem)

圖5

多箱梁(BoxBeamorGirders–Multiple)

使用狀況包括建筑年齡、建成年份、維修年份、分離立交形式、車道數(shù)、日均交通量、日均卡車量、及支路繞道等信息。運(yùn)營(yíng)檢測(cè)包括橋梁檢測(cè)、檢查員評(píng)級(jí)和評(píng)估結(jié)果等信息。4

美國(guó)橋梁宏觀分析4.1

美國(guó)橋梁現(xiàn)狀分析經(jīng)過(guò)百年的建設(shè)和發(fā)展，美國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)，交通設(shè)施比較先進(jìn)，NBI數(shù)據(jù)顯示，1900到2015年間，全國(guó)橋梁座數(shù)從0.18萬(wàn)座增加到了47.47萬(wàn)座，如圖6所示。其中，2015年，跨徑≤50m的中小跨徑橋梁有46.42萬(wàn)座，占到了美國(guó)橋梁總座數(shù)的97.8%，中小跨徑橋梁的里程數(shù)達(dá)到了21754.6公里，占到了美國(guó)橋梁總里程數(shù)的84.7%。

圖6

美國(guó)歷年橋梁數(shù)量增長(zhǎng)

圖7

美國(guó)2015年橋梁材料占比圖(按座數(shù)統(tǒng)計(jì)，單位：%)砼合計(jì)：60.7%，其中預(yù)應(yīng)力砼合計(jì)：32.3%；鋼合計(jì)：34.7%

圖8

美國(guó)2015年橋梁材料占比圖(按面積統(tǒng)計(jì)，單位：%)砼合計(jì)：55.9%，其中預(yù)應(yīng)力砼合計(jì)：39.2%；鋼合計(jì)：43.3%主橋材料占比如圖7、圖8所示。截止2015年，在橋梁座數(shù)上，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁占比最高，為26.9%，其次是鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支橋梁(24.1%)和混凝土簡(jiǎn)支橋梁(18.3%)；混凝土橋梁合計(jì)占比60.7%，其中預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁合計(jì)占比32.3%，鋼橋合計(jì)占比34.7%。在橋梁面積上，也是預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁占比最高，為26.8%，其次是鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁(25.2%)和鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支橋梁(18.1%)；混凝土橋梁合計(jì)占比55.9%，其中預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁合計(jì)占比39.2%；鋼橋合計(jì)占比43.3%。

圖9

美國(guó)2015年橋梁橋型占比圖(按座數(shù)統(tǒng)計(jì)，單位：%)

圖10

美國(guó)2015年橋梁橋型占比圖(按橋梁面積統(tǒng)計(jì)，單位：%)主橋橋型占比如圖9、圖10所示。在橋梁座數(shù)上，使用率最高的上部結(jié)構(gòu)形式為縱梁/多主梁，占比為52.1%，其次是板梁(17.1%)、多箱梁(11.2%)和T梁(7.5%)；在面積上，縱梁/多主梁體系依然占據(jù)首位，占比63.8%，多箱梁、板梁和T梁分別占9.7%、7.2%和4.8%。將主橋材料和橋型進(jìn)行組合，共有230種組合形式，如表3、表4所示；主要組合的座數(shù)、面積、橋齡如表5所示，占比情況如圖11、圖12所示(圖表中“其他”為總量排名在前8名之外的材料橋型組合)。

圖11

美國(guó)2015年材料及橋型占比圖(按座數(shù)統(tǒng)計(jì)，單位：%)

圖12

美國(guó)2015年材料及橋型占比圖(按面積統(tǒng)計(jì)，單位：%)表3

美國(guó)2015年橋梁材料及橋型統(tǒng)計(jì)表(單位：座)

表4

美國(guó)2015年橋梁材料及橋型統(tǒng)計(jì)表(單位：m2)

表5

材料橋型主要組合一覽表

由表3、表4和圖11、圖12數(shù)據(jù)分析可知，使用率最高的橋型為縱梁/多主梁，其中鋼簡(jiǎn)支、鋼連續(xù)和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支的縱梁/多主梁體系占比最高，分別占到了橋梁總座數(shù)的20.8%、10.0%、11.9%，橋梁總面積的12.8%、21.1%、20.3%；其次是板梁的使用率，混凝土簡(jiǎn)支板梁和混凝土連續(xù)板梁均占橋梁總座數(shù)的6.8%，各占橋梁總面積的2.1%和3.8%；另外，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支多箱梁和混凝土簡(jiǎn)支T梁分別占到了總座數(shù)的8.9%和4.1%，總面積的3.6%和2.3%。由表5可知，橋梁規(guī)模比較大時(shí)，上部結(jié)構(gòu)形式選用鋼連續(xù)—縱梁/多主梁體系(橋梁平均面積1593.6m2，下同)和預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)—縱梁/多主梁體系為主(1580.1m2)；橋梁規(guī)模中等時(shí)，上部結(jié)構(gòu)一般選擇預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支—縱梁/多主梁體系為主(1291.6m2)；橋梁規(guī)模較小時(shí)選擇鋼簡(jiǎn)支縱梁/多主梁體系(466.1m2)、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支多箱梁(305.5m2)、混凝土連續(xù)板梁(419.1m2)、混凝土簡(jiǎn)支板梁(234.4m2)和混凝土簡(jiǎn)支T梁(419.5m2)為主。此外，由表5中各常用橋型的平均橋齡可知，混凝土簡(jiǎn)支T梁的平均橋齡最大，混凝土板梁和鋼結(jié)構(gòu)縱梁/多主梁體系的平均橋齡居中，預(yù)應(yīng)力混凝土的多箱梁和縱梁/多主梁體系的平均橋齡最新。4.2

美國(guó)各州橋梁現(xiàn)狀分析如圖13所示，德克薩斯州、俄亥俄州和伊利諾斯州分別以33615、25354和21999座橋梁，位列座數(shù)前三位；德克薩斯州、加利福尼亞州和佛羅里達(dá)州分別位列面積前三位。

圖13

美國(guó)2015年各州橋梁面積占比圖

圖14

美國(guó)2015年各州橋梁材料座數(shù)占比圖為了更好的分析美國(guó)橋梁材料選擇趨勢(shì)，對(duì)各州的橋梁按主橋材料進(jìn)行細(xì)分統(tǒng)計(jì)，得到的占比圖如圖14所示(材料圖表中“其他”為除了混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼和木材以外的材料，下同)。多數(shù)州以混凝土、鋼結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土作為橋梁的主要材料，每個(gè)州鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的使用各有特點(diǎn)，例如紐約州偏好鋼結(jié)構(gòu)，而加利福尼亞州則偏好混凝土結(jié)構(gòu)。4.3

美國(guó)“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁現(xiàn)狀分析以橋面和上部結(jié)構(gòu)缺陷為例，1900年到2015年間，隨著橋梁的建設(shè)發(fā)展和技術(shù)的不斷更新，“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁的占比明顯呈下降趨勢(shì)，橋梁結(jié)構(gòu)不斷完善，如圖15所示：

圖15

美國(guó)歷年“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁座數(shù)占比

圖16

美國(guó)2015年“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁座數(shù)占比圖(單位：%)砼合計(jì)：25.1%；預(yù)應(yīng)力砼合計(jì)：10.9%；鋼合計(jì)：54.8%圖16數(shù)據(jù)顯示，按材料區(qū)分，超過(guò)一半的“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁為鋼，其中鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支橋梁占比46.1%，鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)橋梁占比8.7%；混凝土簡(jiǎn)支橋梁占比17.9%，混凝土連續(xù)橋梁占比7.2%；預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁占比較小，簡(jiǎn)支和連續(xù)結(jié)構(gòu)占比分別為9.7%和1.2%。5

美國(guó)橋梁發(fā)展趨勢(shì)分析5.1

全國(guó)橋梁發(fā)展趨勢(shì)分析美國(guó)不同材料的橋梁占比變化趨勢(shì)如圖17、圖18所示，1900年之前，鋼簡(jiǎn)支橋梁座數(shù)占到了約40%；1920年之后，鋼簡(jiǎn)支橋梁的占比逐漸下降，混凝土簡(jiǎn)支橋梁占比快速上升，1940年混凝土簡(jiǎn)支橋梁占比達(dá)到了高峰，隨后逐漸下降；1980年之后，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁占比逐步增加，到了2015年，美國(guó)橋梁主要以混凝土簡(jiǎn)支橋梁、鋼簡(jiǎn)支橋和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁為主，緊隨其后的是混凝土連續(xù)橋梁和鋼連續(xù)橋梁。

圖17

美國(guó)橋梁材料累計(jì)占比（按座數(shù)統(tǒng)計(jì)）

圖18

美國(guó)橋梁材料累計(jì)占比（按面積統(tǒng)計(jì)）

圖19

美國(guó)歷年主要橋型累計(jì)占比（按座數(shù)統(tǒng)計(jì)）圖19對(duì)表5中材料橋型主要組合的橋梁占比變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，鋼簡(jiǎn)支—縱梁/多主梁體系的橋梁從1960年之后呈下降趨勢(shì)，但其占比始終保持首位；從1980年開(kāi)始，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支—縱梁/多主梁體系的橋梁開(kāi)始大幅增長(zhǎng)；而我國(guó)使用較為廣泛的混凝土T梁，在美國(guó)1940~1960年期間占比較高，從1980年之后其占比逐漸減小，開(kāi)始被其他橋型所替代。

圖20

美國(guó)歷年新建橋梁材料占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))為了更好的分析橋梁材料的選擇變化，圖20對(duì)新建橋梁材料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在不同的歷史時(shí)期，新建橋梁材料、橋型選擇有所不同。1940年以前，鋼簡(jiǎn)支橋梁和混凝土簡(jiǎn)支橋梁為新建的主要橋型。1940年后預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋逐漸成為新建橋梁的主流，2015年達(dá)到43.1%，加上預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)總占比達(dá)到54.1%；而鋼簡(jiǎn)支橋梁占比在逐漸減少，從1920年的47.7%下降到2015年的17.0%，鋼連續(xù)橋梁從1900到1960年間逐年增長(zhǎng)，1960年后開(kāi)始逐漸的減少，到2015年的為8.1%。為了避免橋梁施工對(duì)既有交通的影響，美國(guó)大力推進(jìn)ABC快速橋梁施工法(AcceleratedBridgeConstruction)，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋因?yàn)槠涫┕け憬菘焖?，成為美?guó)近年來(lái)新建橋梁上部結(jié)構(gòu)的主流形式。

圖21

1980年之后美國(guó)歷年新建橋梁材料占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))由圖21可知，美國(guó)1980年之后的新建橋梁中，上部材料占比相對(duì)穩(wěn)定，混凝土橋梁的占比維持在70%上下，逐年略有增加，鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比維持在28%左右，相較于我國(guó)新建鋼橋占比嚴(yán)重偏小的現(xiàn)狀，鋼橋在我國(guó)仍有很大的發(fā)展空間。5.2

美國(guó)各州橋梁發(fā)展趨勢(shì)分析以德州、加州和紐約州為例，對(duì)近20年的橋型數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如圖22、圖23、圖24所示。

圖22

德克薩斯州歷年橋梁材料累計(jì)占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))由圖22可知，德州在1900年之前沒(méi)有橋梁記錄；1920年橋梁建設(shè)以鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支橋梁為主，之后鋼橋占比迅速減小，到2015年僅占到了10.6%；在1940~1960年期間則大量采用混凝土簡(jiǎn)支橋梁，占比50%以上；自1980年開(kāi)始，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用，占比不斷增加，由1980年的24.6%增長(zhǎng)到了2015年的46.0%，而普通混凝土橋梁的占比則逐年下降。

圖23

加利福尼亞州歷年橋梁材料累計(jì)占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))由圖23可知，相比于德州，加州更傾向于采用混凝土連續(xù)結(jié)構(gòu)橋梁，自1920年開(kāi)始，其占比逐漸上升，由原來(lái)的30.1%上升到了1980年的46.4%，之后占比有所下降，到2015年占比41.0%；混凝土簡(jiǎn)支橋梁占比則是逐年下降，由1920年的44.0%下降到2015年的16.7%；1920年之后，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁和鋼結(jié)構(gòu)橋梁的占比均較小。

圖24

紐約州歷年橋梁材料累計(jì)占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))由圖24可知，紐約州是鋼橋運(yùn)用最廣的州，其鋼橋使用占比遠(yuǎn)大于混凝土結(jié)構(gòu)橋梁，從1900年到2015年，鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支橋梁的占比雖有波動(dòng)變化，但占比始終超過(guò)50%；而普通混凝土橋梁占比不超過(guò)20%左右；預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的占比則僅占約10%，直到2000年之后才逐步上升到約20%。

圖25

紐約州歷年鋼結(jié)構(gòu)橋型累計(jì)占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))紐約州鋼結(jié)構(gòu)橋梁不同橋型占比變化趨勢(shì)如圖25所示，鋼結(jié)構(gòu)橋梁以縱梁/多主梁體系為主：1900年，縱梁/多主梁體系的鋼橋占鋼橋總座數(shù)的53.3%，到1920年下降為49.7%，之后逐年上升，到2015年達(dá)到了88.8%；其它較多采用的鋼橋橋型還有鋼桁梁橋和鋼縱橫梁格體系。5.3

“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁變化趨勢(shì)分析美國(guó)每年都會(huì)對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)和相應(yīng)的維修、養(yǎng)護(hù)工作?！敖Y(jié)構(gòu)缺陷”橋梁統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)圖26、圖27。由圖26分析可知，鋼簡(jiǎn)支橋梁在所有“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁中占比最高；1960年之后，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的應(yīng)用不斷增加，“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁占比也相應(yīng)有所提升，但鋼橋仍然在“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁中占比最高。

圖26

美國(guó)歷年“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁材料累計(jì)占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))由圖27可知，1980年之后的新建橋梁中，“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁占比相對(duì)穩(wěn)定，混凝土橋梁的占比維持在45%上下，鋼結(jié)構(gòu)橋梁占約40%，相比較圖21中70%、28%的新建橋梁比例，鋼橋的“結(jié)構(gòu)缺陷”率相對(duì)較高，但相比較1980年之前新建橋梁，新時(shí)期的鋼橋“結(jié)構(gòu)缺陷”率已有顯著改善。

圖27

1980年之后美國(guó)歷年“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁材料累計(jì)占比(按座數(shù)統(tǒng)計(jì))因此，在我國(guó)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)橋梁推廣過(guò)程中，橋型選擇時(shí)應(yīng)充分考慮環(huán)境類別對(duì)橋型的影響；提倡全壽命周期成本設(shè)計(jì)；研制和推廣耐候鋼等新型耐腐蝕鋼材；運(yùn)營(yíng)階段應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，減少鋼材銹蝕、結(jié)構(gòu)損傷、疲勞破壞等一系列病害。6

結(jié)論美國(guó)橋梁發(fā)展歷史悠久、數(shù)據(jù)健全，通過(guò)本文的數(shù)據(jù)分析，清晰展示了美國(guó)橋梁的發(fā)展歷程。1、美國(guó)主要以混凝土、鋼和預(yù)應(yīng)力混凝土作為橋梁的主要材料。2、美國(guó)使用率最高的上部結(jié)構(gòu)形式是縱梁/多主梁，其中鋼簡(jiǎn)支、鋼連續(xù)和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支的縱梁/多主梁占比最高，其余使用率較高的有混凝土簡(jiǎn)支板梁、混凝土連續(xù)板梁、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支多箱梁和混凝土簡(jiǎn)支T梁。3、1940年以前，鋼簡(jiǎn)支橋梁和混凝土簡(jiǎn)支橋梁為新建橋梁的主要橋型；1940年后，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁逐漸成為主流，鋼簡(jiǎn)支橋梁占比逐漸減少，鋼連續(xù)橋梁從1900到1960年間逐年增長(zhǎng)，1960年后占比開(kāi)始逐漸減少；到1980年之后，上部材料占比相對(duì)穩(wěn)定，混凝土橋梁和鋼結(jié)構(gòu)橋梁的占比分別為70%、28%左右，相較于我國(guó)新建鋼橋占比嚴(yán)重偏小的現(xiàn)狀，鋼橋在我國(guó)仍有很大的發(fā)展空間。4、橋型、材料與橋梁規(guī)模有一定的相關(guān)性：規(guī)模較大時(shí)，多采用鋼連續(xù)—縱梁/多主梁體系和預(yù)應(yīng)力砼簡(jiǎn)支—縱梁/多主梁體系；規(guī)模中等時(shí)，一般選擇鋼簡(jiǎn)支縱梁/多主梁體系和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)縱梁/多主梁體系；規(guī)模較小時(shí)，選擇預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支多箱梁、混凝土連續(xù)板梁、混凝土簡(jiǎn)支板梁和混凝土簡(jiǎn)支T梁。5、通過(guò)長(zhǎng)期的橋梁結(jié)構(gòu)更新和維護(hù)，合理選擇新建橋梁材料和橋型結(jié)構(gòu)，美國(guó)“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁的占比明顯下降。在所有“結(jié)構(gòu)缺陷”橋梁中，鋼簡(jiǎn)支橋梁占比最高；隨著預(yù)應(yīng)力混凝土橋