987.55 m）的动力分析和风洞试验，提出以梭形扁平钢箱梁来代替传统的钢桁架（加劲）梁。这种结构不仅具有良好的抗风性能，而且可节省大量钢材，外形也显得纤细流畅。1966年塞文桥建成通车，成为第一座采用梭形扁平钢箱梁作为加劲梁的悬索桥。以后陆续建造的悬索桥，如丹麦的小贝尔特桥（Little belt Bridge，主跨600 m，1970年）、土耳其博斯普鲁斯Ⅰ桥（Bosporus Bridge，主跨1074 m，1973年）和Ⅱ桥（主跨1090m，1988年）、英国恒比尔桥（Humber，主跨1410 m，三跨不对称结构，1981年）、瑞典的霍加库斯腾桥（H?ga Kusten Bridge，主跨1210 m）等，均采用这类加劲梁。
20世纪90年代引人注目的大跨悬索桥是丹麦的大贝尔特东桥（Great belt East Bridge，如图1.54所示）和日本的明石海峡大桥（Akashi Kaikyo Bridge，如图1.55所示）。前者主跨长1624 m，边跨长535 m，塔高254 m，于1998年6月建成通车。后者是目前世界上跨度最大的桥，达到创纪录的1991 m（设计1990 m，因地震地壳位移增加1 m）。该桥塔高280 m，桥面宽35 m，设六车道，两根大缆的直径为1.222 m，1998年4月建成通车，为20世纪的桥梁工程建设添上了辉煌的一笔。
图1.54 丹麦大贝尔特东桥（1998年） 图1.55 日本明石海峡大桥（1998年）
1.3.3.5 跨海大桥
在超长跨海桥方面，1964年，美国修建了切萨皮克海湾桥隧工程（Chesapeake Bay Bridge-Tunnel）。该桥隧工程全长28.2 km，分别由大约3.22 km 长的堤道和海底隧道、4 个人工岛、2座用于通航的大桥以及19.3 km 长的多跨混凝土梁桥组成。1986年，在沙特和巴林之间，建成了长达25 km 的堤道桥（causeway，指越过宽阔水域、桥面尽可能接近水面的桥）。加拿大的联邦大桥（Confederation Bridge）跨越诺森伯兰海峡，连接爱德华王子岛与新不伦瑞克，1997建成通车，全桥长12.9 km，由 63 孔预应力混凝土连续梁（刚构）桥组成，其中 43 孔的跨度为 250 m。1998年8月，大贝尔特海峡大桥建成，全长17.5 km，由西桥、海底隧道和东桥三部分组成。其他的跨海桥还有马来西亚的槟城桥（Penang Bridge，全长13.5 km，1985 年）、巴西的里约—尼泰罗伊桥（全长13.29 km，1974 年）、美国佛州
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的七英里桥（Seven Mile Bridge，全长11.27 km，1982 年，如图1.56所示）和连接丹麦
与瑞典两国的厄勒海峡大桥（全长16 km，2000年）等。
图1.56 美国佛州的七英里桥
1.3.4 桥梁工程展望
人类对陆地交通的不断需求、科学与技术的不断进步，是桥梁工程得以发展的强大动力。20 世纪后期，通过对结构形式、工程材料、设计理论、施工设备、制造工艺等的不断研究与创新，使桥梁工程取得了长足的技术进步。纵观中外桥梁在最近几十年的发展情况，我国的桥梁建设已经处于世界先进行列，但是世界桥梁的发展趋势仍然是朝大跨径、新材料、新技术和新工艺方面继续发展。可以预见，21世纪的桥梁建设会表现出以下几个特点。
1.3.4.1 桥跨结构继续向大跨发展
在一定承载能力条件下，跨越能力仍然是反映桥梁技术水平的主要指标。为避免修建或少建深水桥墩，加大通航能力，悬索桥、斜拉桥等桥型的跨度记录一再被打破。一方面，为适应陆地交通发展，需要建造跨越能力更大的桥梁；另一方面，建造前所未有的大跨度桥梁，需要渊博的技术知识、卓越的才能和创造性的勇气，是对自然和人类自身的挑战，因此具有极大的吸引力。统计资料表明：在过去的50年时间内，悬索桥的主跨增长了近一倍，而斜拉桥主跨增长了三倍多。
修建跨海（峡）桥是促使桥梁向大跨度发展的重要因素之一。2006年动工的意大利墨西那（Messina）海峡悬索桥（如图1.57所示），跨度达3300 m，预计耗资约46亿欧元。墨西拿海峡大桥桥长3690 m，加上两端引桥，总长度为5070 m。该桥主跨3300 m，建成后将成为世界最长的悬索桥。墨西拿海峡大桥采用三箱流线型截面，其中两箱供机动车通行，一箱供火车通行。索塔设计采用钢结构，按照框架结构布置，设有三道连接横梁。索塔高达382.6 m，计划2011年建成。从 1979 年开始，西班牙和摩洛哥政府就对跨越欧非直布罗陀海峡的工程进行规划和方案征集，其中桥梁方案的设计跨度达5000 m。日本计划修建第二国土轴工程（太平洋沿岸高速公路），包括六个跨海峡桥梁工程，其中纪淡海峡大桥的跨度
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在2500～3000 m，而跨越丰予海峡及津轻海峡的悬索桥方案的跨度在3000 m 以上。在我国，21 世纪的陆地交通工程将有更大规模的发展，也需要修建一系列跨海工程和连岛工程。如自黑龙江同江县至海南省三亚市的一条南北向干线，将依次跨越渤海海峡、长江口、杭州湾（在建）、珠江口和琼州海峡。
图1.57 意大利墨西那（Messina）海峡悬索桥
1.3.4.2 新桥设计与旧桥评估理论更趋完善
桥梁设计理论是桥梁工程的基石，随着桥跨的增加、建桥环境的变化（如海洋环境）、结构体系的多样和复杂，桥梁的设计会面临许多新的课题和难题，需要有针对性地开展设计理论研究，进一步完善设计规范。
自20世纪70年代以来，国际上开始逐步采用以结构可靠性理论为基础、以分项系数表达的概率极限状态设计法，如欧洲结构规范EUROCODE、英国桥梁规范BS5400、美国桥梁规范AREA（铁路）和AASHTO（公路）、加拿大桥梁规范 CAN/CSA-S6 等。与过去采用的容许应力设计和破坏强度设计等方法相比，极限状态设计理论更趋完善和合理，我国公路桥梁的设计已执行2004年版的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），采用了极限状态设计理论。
结构工程的发展大致要经历以下三个阶段：大规模新建阶段、新建与技术改造并重阶段、既有结构的维修加固和改造替换阶段。桥梁工程也不例外。由于不利的环境影响、结构的自然老化、车辆荷载的增加以及养护维修的欠缺，一部分桥梁不可避免地要暴露出各种结构损伤。这导致结构的承载能力和耐久性降低，运营状况不能完全满足规定的要求。如何评估既有桥梁的运营条件和承载能力，如何对已损伤桥梁进行修复加固，是保证线路安全畅通的重要问题。自20世纪80年代起，在一些工业发达国家，桥梁工程的重点已逐步转移到其养护维修、鉴定评估和加固改造方面。在公路桥梁方面，美、英、加拿大等国家先后颁布了基于结构可靠性理论的旧桥评估规范。
开展旧桥评估的理论研究和实践，一方面对准确评估桥梁的承载能力、尽量避免加固替
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换的高额费用和延长桥梁的使用寿命，具有明显的技术意义和经济意义；另一方面，可针对旧桥暴露出来的问题，完善桥梁设计的理论和方法。关于桥梁设计，今后流行的趋势将是基于全寿命设计思想。
1.3.4.3 建桥材料向高强、轻质、多功能方向发展
材料科学的进步是推动桥梁工程发展的重要动力之一。当代桥梁向大跨度发展的趋势，对建桥材料提出了高强、轻质和多功能的强烈要求。在材料强度方面，世界各国都很注重提高建桥材料的强度。国外高强钢的抗拉强度达到800～900 MPa；我国在建设九江长江大桥时，发展了15MnVNq钢，芜湖长江大桥采用的是 14MnNbq新钢种，其抗拉强度在550～600 MPa。预应力钢筋是向大直径、高强度、低松弛、耐腐蚀、与混凝土粘结力强、拼接便利的方向发展。目前国外高强钢筋的最大直径约为?44 mm，抗拉强度为1350 MPa；我国高强钢筋的最大直径为?28 mm，抗拉强度为900 MPa。高强度低松弛钢丝及钢绞线在桥梁工程中的应用日趋广泛。为适应斜拉桥斜索和悬索桥主缆的需要，美、德、英、日等国开发了?4～9 mm的高强镀锌钢丝，其强度为1550～2000 MPa。高强混凝土具有强度高、抗冲击性能好、耐久性强等优点。将其应用于桥梁结构，既可减小梁高，又能减轻梁体自重而增大跨度。目前，我国已采用C100级混凝土，国外已制成C200级混凝土。
轻质材料的应用对减轻结构重力、增加桥梁跨越能力有明显作用。轻质混凝土（密度为1.6～2.0 t/m）在国外桥梁上时有应用，而在我国还需进一步开发和发展。另外，目前还只用于航天工业的高强度铝合金、碳纤维强化复合材料等也得到桥梁工程界的重视和研究。这些材料的特点是重量轻、刚度大、热膨胀系数低、耐疲劳、抗腐蚀等。
在材料的功能方面，抗腐蚀性能好、结构表面不需油漆的耐候钢（weathering steel）逐步得到应用。美国早在20世纪70年代就在桥梁上应用耐候钢，1991年我国采用武钢生产的耐候钢，在京广线巡司河上建成第一座耐候钢桥。在国外，高性能钢（high performance steel）的种类及其应用逐步增加。它不仅保持了较高的强度，而且在材料的抗腐蚀和耐候性能、可焊性、抗脆断和疲劳性能等方面都比传统钢材有明显的提高和改善。其他具备多功能的钢材有：按热力控制加工生产的高质量、高强度的厚钢板（该钢材在40～100 mm 厚度内不需要降低标准设计强度），能大幅度减轻焊接时预热作业的抗裂钢、抗层裂钢、变厚度钢，波形钢板（用于组合梁桥的腹板），树脂复合型减振钢板等。
1.3.4.4 信息技术在桥梁工程中的应用更加普遍
在21世纪，随着信息技术和智能材料的广泛应用，桥梁结构会变得“灵敏”，其设计、施工和管理也将更为科学合理。在规划和设计方面，可以通过快速仿真分析，优化设计并逼真演示桥梁功能，为决策提供可靠依据。在制造方面，可采用智能化制造系统加工结构
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