编者按  5月22日，中国工程院院士、中铁大桥勘测设计院董事长秦顺全在中国中央电视台财经频道《中国经济大讲堂》“硬核基建”系列节目，作了题为《屡建奇迹中国桥》专题讲座，清晰有力地回答了中国桥为什么能创造众多“世界第一”的问题，引起社会热烈反响。现将课件内容进行摘编整理，以飨读者。

　　100年前，在外国记者眼里，中国大部分地方很难发现“在现代交通上真正具有意义的道路”。100年后的今天，人们凡是能在新闻里看到的中国桥梁建设动态，关键词都离不开一个“新”字。截至2020年底，中国现代桥梁总数已超过100万座；世界排名前10位的各类桥梁中，中国占据半数。世界第一高桥、世界第一长桥、世界最大跨度公铁两用斜拉桥、世界最长跨海大桥……不仅为中国桥走向世界桥梁舞台中央，成功开辟出一条具有中国特色的桥梁产业链自主创新之路，也让中国桥成为一张代表中国智慧、中国质量的闪亮名片。称雄世界的“中国跨度”究竟是怎样炼成的？——中国工程院院士、中铁大桥勘测设计院董事长秦顺全进行了深度解读。

　　四种桥型的世界纪录  中国占据三席

　　桥梁是一种跨越障碍的承重结构，它是由若干构件组成的。对于构件层面，受力形态有三种，即受拉、受压和受弯。其中，受拉能力最强，受压能力次之，受弯能力最弱。这三种受力形态，组成了四种最基本的桥型——悬索桥、斜拉桥、拱桥和梁桥。

　　悬索桥是通过悬挂于索塔、锚固于两岸的一根主索作为主要的承载结构的一种桥梁。由于主索受拉，承载能力最高，因此，在所有桥型里，悬索桥的跨越能力是最大的。斜拉桥是用高强度拉索，将主梁斜向拉于主塔之上的一种桥梁。由于拉索受拉，因此它的承载力也会很强。但是，主梁却是受压。在拉和压的组合下，就决定了斜拉桥的跨越能力小于悬索桥，而强于拱桥或梁桥。现代大多数的大跨度桥梁均采用悬索桥和斜拉桥。拱桥是通过一种弧形结构，将竖向荷载转化为拱轴线的一种受压。由于拱轴线受压，导致侧向稳定问题，材料强度不能充分发挥，因此它的跨越能力小于斜拉桥，更小于悬索桥。梁桥以竖杆和石板作为承重结构，是最古老的桥型。它是以构件受弯作为主要特征，由于构件的受弯能力是最弱的，因此它的跨越能力是最小的。但梁桥构造简单、施工方便、造价较低，当人们对跨越能力要求不高时，大多会选择梁桥。

　　从桥梁跨越能力来讲，四种桥型从大到小的排序依次是悬索桥、斜拉桥、拱桥和梁桥。跨度越大，意味着技术难度更大。因此，跨度大小，也被视为衡量一座桥梁建造技术水平的主要标准之一。

　　目前，除了土耳其保持着跨度2023米的悬索桥世界纪录，其余三种桥型世界纪录均在中国，分别是跨度1176米的斜拉桥江苏常泰长江大桥，跨度600米的拱桥广西天峨龙滩大桥与跨度330米的梁桥重庆石板坡长江大桥。

　　中国现代桥梁从万里长江第一桥起步

　　一桥飞架南北，天堑变通途。讲中国桥梁不得不提万里长江第一桥——武汉长江大桥。

　　长江自古以来被人们称为“天堑”。在长江上造桥，是千百年来，华夏子孙的一个梦。

　　1906年京汉铁路通车，粤汉铁路还在修建中，当时的湖广总督张之洞提出要修筑一座横跨长江的固定桥梁，使南北两大铁路连为一体，但由于修建难度太大，没有实施。之后在1913年、1929年、1936年、1946年，共有4次对建造武汉长江大桥进行了比较系统规划和设计，但最后都没有实现。直到新中国成立，中国才真正拉开了建设现代化桥梁的序幕。

　　1950年，全国桥梁精英汇聚武汉，在苏联专家的帮助下，武汉长江大桥于1955年开工建设，1957年10月15号建成通车。它是新中国成立以后建造的第一座跨长江大桥，同时也是历史上在长江干流上建造的第一座大桥。

　　截至今日，72年过去了，中国桥梁历经了5个发展阶段，分别是以建造武汉长江大桥、白沙沱长江大桥、郑州黄河新桥等为代表的“建成学会”阶段；以建造南京长江大桥、济南黄河新桥、云阳汤溪河桥、红水河大桥等为代表的“自主探索”阶段；以建造上海南浦大桥等为代表的“学习追赶”阶段；以建造广东汕头海湾大桥、江苏江阴长江大桥等为代表的“提高奋进”阶段；以建造上海东海大桥、武汉天兴洲长江大桥、泰州长江大桥、杨泗港长江大桥、沪苏通长江大桥等为代表的“创新引领”阶段。

　　尤其在“创新引领”阶段，以超大跨度斜拉桥、悬索桥、拱桥和大规模跨海工程建设为代表，中国桥梁的建设规模、跨径和技术难度不断飞跃世界巅峰，攻克了一批核心关键技术。在公铁两用桥梁、大跨度高速铁路桥梁、千米级斜拉桥和悬索桥、多塔多跨缆索承重桥梁、钢拱桥、跨海大桥建设等多个关键技术达到了国际领先水平，不仅促进了新型材料和装备的研发，也让中国桥梁工程技术进入世界先进现代桥梁技术的阵营。

　　大跨度桥梁  21世纪看中国

　　现代桥梁的标志，一是现代科学技术，二是现代建筑材料。为了满足通航需要，桥梁跨度越来越大，而整座桥梁承载力，有80%是用来“扛自己”。因此，在大跨度桥梁建设中，如何减少自身重量是提高跨越能力的一个非常重要的条件。其中，高强度和高性能的材料，是实现该条件的核心要素。

　　桥梁钢是一种比较特殊的材料，除需较高的承载力之外，对材料的塑性、韧性都要求极高。

　　新中国成立前，中国没有自己的桥梁钢。在建设武汉长江大桥时，大部分采用了苏联提供的低碳钢。修建南京长江大桥时，因中苏关系破裂，为解决桥梁钢这一“卡脖子”难题，国家提出了“自力更生、奋发图强”口号。方秦汉先生与鞍钢联合攻关，成功研制出“16锰桥钢”，不但满足了南京长江大桥建设需要，还成为20世纪70年代、80年代主要桥梁用钢。这种钢也被国人成为“争气钢”。

　　20世纪90年代初，由于航道需要，芜湖长江大桥主跨需要达到312米，“16锰桥钢”强度和性能已无法满足要求。方秦汉先生又一次带领团队与武钢进行联合攻关，于1997年大桥开工前，成功研制出满足要求的“14锰铌桥梁钢”，也就是现在规程里面的Q370，并在全国其他工程得到大规模推广应用，从此实现了“中国桥梁只用中国钢”的夙愿。为了满足桥梁跨度不断增加的需求，2003年，成功研发Q420桥梁钢，首次运用在南京大胜关长江大桥；2014年，成功研发Q500桥梁钢，标志着中国桥梁钢形成了一个完备系列，其技术指标达到了世界先进水平。2017年，成功研发Q690桥梁钢，运用于武汉汉江湾桥。实现了中国桥梁钢从被“卡脖子”到奋力追赶、再到技术引领的跨越。

　　除了钢材，还有混凝土和钢丝。我国的混凝土技术在性能、外加剂、泵送能力等方面，目前已达到世界先进水平。其中，高性能混凝土抗压强度达到200兆帕，强度可媲美建设武汉长江大桥所使用的低碳钢的抗压强度。另外，作为建设斜拉桥和悬索桥关键材料之一的钢丝，也已从过去几乎全部依赖进口，到如今实现全面国产化，强度级别高达2100兆帕。

　　创新设计不断突破桥梁建设世界难题

　　中国内河航运繁忙，过江交通需求量巨大，致使对桥梁跨度的要求也逐渐增大。然而，跨度越大、技术难度越高、造价也就越贵。那么，有没有一种方式，既可以满足通航需求，又能减小桥梁跨度从而降低造价成本呢？

　　中国桥梁工程师大胆创新，科学求证，采取多个连续主跨覆盖通航水域的方案，以减少单孔桥梁跨度，达到节约造价目的。例如，在建设鹦鹉洲长江大桥和常泰长江大桥时，充分利用桥位处，长江的W形的河床断面，在水深较浅的区域设置一座桥塔，用两个大跨跨越整个长江的通航水域。该方案相比常规的一跨过江方案，桥梁跨度减少一半，主缆截面、用量也减小一半，相应的锚碇体量也大约减少一半，工程造价显著降低。但实现这种创新方案的前提是，我国也同时拥有了与之匹配的塔吊、鞍座等建桥装备。

　　结构方面，为实现多功能桥梁建设，即用一座桥解决多种交通功能需求，中国桥梁工程师通过研究空间结构多种荷载的加载方式和施工的实践方法，首创了三索面的斜拉桥结构，把横向的、两索面的斜拉桥的两个支点变成横向的三个支点，从而改变横向的受力。该结构首先应用在天兴洲长江大桥建设上，后来被大范围推广，为我国经济社会发展和世界桥梁技术进步作出了突出贡献。

　　施工工艺方面，贡献较为突出的是转体施工。例如，1999年，在建设跨度为360米的广州丫髻沙大桥时，为实现拱的拼装，先把两个半拱在江的两岸分别拼装成型，第一次竖转达到桥梁高层位置；第二次通过平转，达到桥梁中线位置，整个转体重量达到13600吨。

　　在世界桥梁领域占有重要地位的还有我国的钢管混凝土骨架拱桥。即用外包的钢管，来提高混凝土的承载能力。代表桥梁有合江长江大桥、平南三桥和天峨龙滩大桥。

　　桥梁整体预制架设也是中国对世界梁桥的贡献之一。随着搬、提、运、架装备的不断完善，我国梁桥架设能力，已经从建国初期80吨提升到1000吨以上。高铁建设初期，通过成功研发450吨提梁机、900吨运梁车、900吨架桥机，保证了中国高铁桥梁的高质量建设。

　　进入21世纪，我国开始规划、设计、建设真正的跨海桥。海上建桥，主要面临着桥梁长度、气象复杂、海水腐蚀等挑战。同时，符合架梁安全和精度要求的建桥装备也是关键。但对于如今的中国桥梁，无论是跨越能力、建桥技术、建桥材料、建设装备等各个方面，均已达到世界一流水准。在跨海桥、高速铁路桥梁、跨越繁忙水域等大跨度桥梁方面，中国为世界桥梁技术发展作出了巨大贡献。

　　打造新结构  应用新材料  大幅提升建设能力

　　新时代下，我国桥梁建设逐步从“中国制造”走向“中国创造”，实现着由桥梁产品到桥梁建造、从设计到咨询“走出去”的技术提升。在国际桥梁建设市场上，中国造的桥梁已经接近了全球市场的一半左右份额。“中国造”桥梁跨越天堑、连通世界，正在成为一张靓丽的“中国名片”。而自主创新，正是中国桥梁工程技术持续发展的根本动力。

　　畅想未来，首先我们应该创造更多高效的桥梁结构，以减少资源的消耗。同时，要致力于提升桥梁品质，以使用者的使用便捷为目标，更加关注使用者的感受。另外，要关注造型优美，统筹结构与环境，使桥梁具备力和美的和谐统一。最后，是要提高桥梁建造过程的智能化水平，减少对人的依赖。依托“一带一路”倡议、交通强国等国家战略，建造更多的绿色桥、高效桥和智慧桥。