南京新生圩长江大桥获国际桥梁最高奖 中国团队填补缆索抗火设计空白

问题——开放环境下桥梁火灾风险突出,但缆索系统抗火设计长期缺位;近年来——跨江跨海通道密集建设——大跨悬索桥、斜拉桥等缆索承重结构已成为交通骨干网络的重要部分。与隧道、建筑相比,桥梁处于开放空间,火灾形态更复杂。一旦发生车辆燃烧等事故,热辐射和高温可能直接威胁主缆、吊索、索夹、锚固等关键构件。更现实的难点于,项目启动前,国内外针对“桥梁缆索系统”缺少可直接采用的抗火设计规范与参数体系,工程界在“如何评估、如何设计、如何验收”上缺乏统一依据。 原因——无标准、无数据、无先例叠加,传统方法难以覆盖真实场景。一上,既有做法多集中主缆局部增设防护层,节点及有关构件防护不足,难以形成系统性防线。另一上,桥梁火灾温度受风速、车辆类型、燃烧位置与距离等因素影响明显,传统标准升温曲线更适用于封闭或半封闭空间,直接套用于开放桥位容易出现“高估或低估”,进而影响结构安全与经济性。此外,高强钢丝高温下的力学性能衰减规律长期缺少系统实验支撑,关键材料参数不明确,设计边界难以确定。 影响——以体系化创新回应工程痛点,为获奖与行业进步提供关键支撑。围绕上述瓶颈,南京工业大学徐秀丽教授团队开展从机理研究到工程应用的全链条攻关:其一,面向真实火灾情景构建“火灾定量温度模型”,将火灾类型、风速等变量纳入统一框架,为桥梁关键部位温度演化提供更贴近实际的计算基础,解决抗火设计“输入荷载”不够准确的问题。其二,通过大量实验,系统揭示2100MPa级高强钢丝屈服强度、弹性模量等随温度变化的衰减规律,明确材料在不同温度区间的承载下限,为关键构件耐火校核与安全储备提供数据依据。其三,在工程指标层面提出可执行的安全目标,明确耐火时间、关键部位温度控制等要求,并形成面向构件差异的防护体系:主缆采用“铝箔+高硅氧纤维”复合抗火带,兼顾隔热与施工效率;钢节点采用防火涂层与防腐涂层一体化方案,强化长期服役条件下的耐久协同。上述成果在新生圩长江大桥设计建造中得到集成应用,成为其获得国际奖项的重要技术支撑之一。 对策——以标准引领工程实践,把“经验做法”转化为“行业共识”。在工程应用基础上,相关研究深入凝练为中国公路学会团体标准《公路桥梁缆索系统抗火设计指南》,并于2025年底实施,填补我国缆索承重桥梁抗火设计的标准空白。标准的意义不仅在于提供参数与方法,更在于建立从风险识别、温度作用评估、材料性能取值到构造防护与验收评估的完整链条:既为新建项目提供可复制的技术路线,也为既有桥梁改造加固与风险治理提供参照。业内人士认为,这类标准的推广将推动桥梁安全从“满足强度与疲劳”向“兼顾极端事件韧性”延伸,带动全寿命周期安全管理水平提升。 前景——面向更大跨度与更复杂交通条件,抗火设计将成为韧性交通的重要组成。国际桥梁大会在全球桥梁界具有较高影响力,其古斯塔夫·林德撒尔奖每年遴选一座桥梁,侧重表彰在技术创新、材料与工程实践上取得突出成就的项目。此次新生圩长江大桥获奖,体现出我国桥梁工程从规模领先向质量与安全韧性并重的转变。展望未来,随着桥梁交通流量上升以及危险品运输管理需求增加,抗火设计有望与结构健康监测、应急处置预案、耐久防护体系进一步衔接:在设计端更精准刻画火灾情景与边界条件,在材料端推动高性能防护与便捷施工工法迭代,在管理端形成“预防—监测—处置—恢复”的闭环能力,为跨江跨海通道连续运行提供更可靠的保障。

一座桥梁的价值,不仅在于跨越江河的通达,更在于极端风险下守护安全的能力。南京新生圩长江大桥以体系化抗火设计实现关键突破并获得国际认可,体现出我国基础设施建设正从“规模速度”转向“安全韧性与高质量”。把突发事件纳入设计约束,把工程经验沉淀为可执行标准,才能让跨越更稳、通行更安心,为现代化综合交通体系筑牢基础。