混凝土与钢材是当代桥梁构造中最核心的两种材料。混凝土构造具备原料易得、成本不高、建造技术完善等好处,因此长期以来在公路桥梁构建中占据主导地位。钢结构拥有重量较轻、材质均一、品质可靠、适合工业化生产、方便模块化安装、易于循环再利用等优势,深受全球桥梁领域的高度认可。钢结构桥梁与混凝土桥梁属于现代桥梁结构的两种主要形式,前者在法国、日本、美国等国的应用比例分别是百分之八十五、百分之四十一和百分之三十五,而我国由于受到社会经济发展程度和钢材生产能力的限制,钢结构桥梁主要应用于超大跨度的桥梁建设,到二零一五年年底,我国公路桥梁中钢结构桥梁的比例还不到百分之一。
钢铁制造能力持续增强,钢结构桥梁施工工艺不断革新,我国已拥有普及钢结构桥梁的充裕资源与先进手段。现阶段,钢铁行业存在产能闲置、钢材售价走低的情况,这为发展钢结构桥梁、提高公路桥梁质量提供了有利条件,也是执行《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》(国发〔2016〕6号)规定、推动钢铁产业转型的必要行动。为了促进钢结构桥梁的发展,交通运输部颁布了《关于促进公路钢结构桥梁发展的指导方针》(交公路发〔2016〕115号,简称为《指导方针》),这个文件旨在推动相关工程。
一、推进公路钢结构桥梁建设已成为行业共识
发展公路钢构桥工程,是贯彻环保发展思想,推行工程项目以人为本、技术精湛、规范统一、数据驱动、精准管控的关键途径,能够增强公路构造物的施工水准,强化构造物的稳固性和持久性,减少整个使用阶段的费用,推动公路工程实现进步、优化效能。
如今,公路领域内外均对钢结构桥梁的普及持积极态度,部分省份已启动试点,并收获了显著成效,仅今年上半年,甘肃、河北、湖南等省份便相继举办了钢结构桥梁的专题会议,引发了业内各界的广泛关注,国内技术实力较强的设计机构已着手进行相关探索,部分机构正致力于编制中等跨度钢结构桥梁的标准图纸。我国钢结构生产厂商技术实力突出,在相关政策扶持下,钢结构桥梁的制作能力可以得到充分满足。目前,钢结构桥梁的普及面临两大难题,分别是建设费用,以及传统观念的束缚。经过估算,对于中小跨度桥梁而言,混凝土结构的施工费用较为经济,然而一旦桥梁跨度持续增加,钢结构桥梁的价格优势便会逐渐变得明显。钢结构桥梁在整个使用周期中,其成本效益和持久性表现更佳。因此,《指导意见》提出,要遵循政策扶持与市场主导相结合的推进方式云开·全站体育app登录,政府部门应侧重于政策引导,各地方要结合自身条件,制定相应的发展策略,充分调动市场活力,逐步实施钢结构桥梁的建设计划。挑选适宜条件的项目开展试点示范,归纳实践经验,修正健全相关准则制度,慢慢扩大钢结构桥梁的应用范围。钢结构桥梁的运用不只局限于新建工程,符合要求的改扩建工程、老旧桥梁加固等也可以选用钢结构桥梁来替换传统的混凝土结构桥梁。
指导精神明确,未来五年需促使我国公路领域钢结构桥梁的设计、建造、安装及维护水平普遍提高,技术规范更加健全,大型及超大型桥梁建设将主要以钢结构实施,常规桥梁改造工程中,采用钢结构桥梁的比重将显著增强。
二、高度重视钢结构桥梁建设的关键问题
发展公路钢结构桥梁属于一项复杂工程,同时也是一项关键的技术方针。执行《意见》需要遵循科学原理,注重实施策略,依照自然法则开展,逐步实施,绝不能盲目跟风,不顾现实条件随意扩张、草率行动,以免引发无谓的损失和不良后果。因此,《意见》中界定了七个层面的规范。
需要强化桥梁设计方案的评估环节,发展钢结构桥梁并非否定混凝土结构桥梁,而是要依据具体条件挑选适宜的桥梁形式,利用各类结构的相对长处,实现减少项目整体费用、提升项目质量的宗旨。在推动公路钢结构桥梁发展过程中,务必重视桥梁设计方案的评估环节。
公路工程项目在可行性研究和初步设计期间,需对技术达标且经济合理的桥梁方案进行全方位评估,评估时需兼顾造价投入,同时也要考量自然环境因素、维护开销、工程执行可能遭遇的挑战等要素,所评估的方案类型应涵盖混凝土T梁、箱梁等构造,同样也应包含钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等钢结构形式。根据工程实践,钢结构桥梁自重较轻,在超大跨径桥梁、高地震区桥梁中优势突出,应当优先采用开yun体育app官网网页登录入口,特殊形状如弯坡斜等桥梁受力复杂,钢材各向同性的特点便于发挥,也应该优先选用钢结构。针对其他类型的桥梁,比如新建项目、扩建工程以及拆除原有上部结构后重新建造的危桥,需要依据桥梁的跨度和具体环境条件,分别考虑钢结构桥梁和混凝土结构桥梁,进行细致的对比分析,最终选择最优方案加以应用。
评估技术经济方案时,务必契合工程建设的现实状况,防止在条件不具备时,硬性采用某类桥梁设计,导致无谓的造价提升,进而埋下安全隐患。
要重视钢结构桥梁的方案设计,其上部结构包含钢桁梁、钢箱梁和钢混组合梁三种主要类型,钢桁梁属于常见的钢结构形式,应用范围广、受力特征清晰、便于检修维护,长期以来主导着超大跨径桥梁的建设,不过其钢材消耗量大,成本也较高。钢箱梁构造的分量比较小,当遭遇侧向风力时抗变形能力强,不过其构件中的受力情形比较复杂,箱体内部进行检查和养护的工作比较困难,维护成本也相对偏高,钢质桥面存在疲劳现象,这方面还有待深入探究并加以完善。钢混组合梁结构利用了混凝土承压的优势和钢材抗拉的特长,规避了钢桥面铺装的耐久性难题,不过该结构自重偏大,影响了在超大跨度桥梁上的应用,而在中等跨度桥梁上表现突出。不同结构类型,依据构造细节不同还可以细分出多种形式,每种形式都有其特定的性能和适用场景。恰当的部件配置,对于有效融入桥梁构造周边的自然条件,增强构造物的稳固性和持久性,减少整个使用阶段的费用具有关键作用,实际操作中,必须依据工程的具体条件,挑选最匹配的桥梁构造,全面展现构造物的性能,发挥其优势规避其不足,从而获得最理想的结果。
要提升钢结构桥梁的设计水平,注重其构造细节。这类桥梁的横截面相对狭窄,构造规划对桥梁整体稳固性和使用寿命作用很大。需要根据钢结构桥梁的特性,着重优化局部构造。要细致处理连接点、截面转换以及结合部位的设计,确保结构整体连贯稳定,防止出现横截面骤变和异常的应力聚集,以此降低结构因疲劳而受损的风险。需解决钢结构抗腐蚀难题,应优化排水系统构造,确保完全防水防渗,避免桥面积水侵蚀钢结构,同时,在排水系统材料选用、构造规划及安装施工等环节,务必注重精密设计。鉴于钢结构桥梁自重较轻的特质,须强化上部结构抗倾覆构造措施与计算,以维护结构稳固,对于箱型等整体性截面kaiyun全站网页版登录,支点距离须不小于结构横向尺寸的60%。要完善防火构造措施,提高结构应对火灾的能力。
近些年,钢铁行业在增强钢材抵御自然环境影响方面投入了很多精力,耐候钢是其中的突出成就。这种钢材的制造费用与普通钢材相差不大,却凭借其特性能够抵抗常规环境的损害,有时甚至无需涂刷涂料,从而显著减少后续维护的开支。美国和日本的钢结构桥梁已经普遍开始使用耐候钢。我国现在能够制造耐候钢,并且已经销往海外,这种材料很有价值。有新闻报道说,国内耐候钢已经在实际桥梁上试用,效果相当不错。
必须注重钢结构维护设计。要迅速察觉损坏,立即进行修缮,这对增强桥梁耐久性有显著作用。钢结构桥梁在优化构造方面,比混凝土结构更胜一筹。设计钢结构桥梁时,要把检修设施当作结构设计的必要环节,全面规划,确保构件能够方便进入、检查、维修和更换,从而更有效地保障结构的使用年限和安全性能。负责钢结构桥梁维护保养的部门需要完善管理规范体系,根据具体情况强化维护措施,同时充实管理人员和专用工具,不断提高维护保养能力,确保桥梁安全行驶和构造能够持久使用。
五是要推动钢结构实现工厂化生产、规范化设计和自动化建造。钢结构桥梁适合在工厂里制造、通过工业化方式生产、采用模块化方式安装,这符合当前桥梁建设的进步方向。需要借助构件的统一化、加工的自动化,来进一步提升钢结构桥梁的施工质量,减少工程开支,加快制造速度。从构思环节起,须全面规划钢结构桥梁的统一规划方案、预制加工流程、模块化安装等环节,科学界定单元体与分段界限。针对场地组合方案需进行独立设计,现场组合能够运用熔接技术,亦能选用螺栓固定、铆钉连接等手法,务必降低现场熔接与防锈涂刷作业,提升作业便捷程度,确保产品持久性与可靠性。
六是必须强化标准规范的制定与修订,同时注重专业人才的培养。现阶段,我国公路领域关于钢结构桥梁的标准规范和定额资料已相当完备,相关人员和技术力量能够基本满足工程建设的实际要求。实际情况表明,公路钢结构桥梁当前多用于超大型跨径工程,因此大跨径和中跨径桥梁的设计施工经验尚不丰富,现行定额制定时间较早,与当前实际运用存在明显出入,必须依靠各方参与,借助市场手段,持续进行积累和改进。交通运输部也将主动开展标准定额的制定和修订工作。
优化组织架构是必要之举。钢结构桥梁的设计环节需与制造加工环节紧密衔接,以便充分运用各自的长处。混凝土结构桥梁惯常采用现场预制或现浇施工,此类发包模式已无法满足钢结构桥梁工业化生产的需求。因此,《指导意见》提出,钢结构提倡以设计施工一体化模式进行承包,推动设计环节与施工制造环节紧密结合,充分展现钢结构桥梁的长处。鉴于钢结构桥梁维护的专业要求,建议以专业化的维护方式进行承包,提升钢结构桥梁的维护水准,减少其整个使用阶段的费用。
三、充分发挥各方面的力量
推动钢结构桥梁在公路领域的发展是一项关键的技术方针,必须强化领导机制,革新既有思维模式,汇聚各方资源,构建行业协同体系。相关文件明确强调:
各省级交通运输管理部门需强化对此项任务的指导,考察本区域桥梁构造特征、技术实力、钢结构加工能力及施工履历等具体条件,依据地区经济文化进步需求与资源优势,探索构建适配本地的钢结构桥梁普及工作体系与实施方案,在试点实践中,归纳得失,逐步扩大应用范围。
省级交通运输管理部门需逐步设立钢结构桥梁构件生产企业的信用评估机制,把信用监管当作市场调控、提升工程品质的关键措施。交通运输部会参照信用评估的推行成效,择机把钢结构制造企业的信用评估融入公路建设行业信用评估框架内。
项目执行主体需结合具体情形,考察钢结构的应用场景,并明确采用钢结构时必须攻克的难点,开展专门性探讨,得出实际性结论,为项目推进提供依据。要经过一段时日的技能沉淀,逐步提升钢结构桥梁的建造水平。发展公路钢结构桥梁工程时,相关单位需借助社会资源,整合市场优势,同时吸纳专业人才,为桥梁建设贡献技术力量,确保工程顺利实施。
编制钢结构标准图是当前推动公路钢结构桥梁发展的关键环节。交通运输部将着力扶持具备条件的设计团队和钢结构生产厂商紧密协作,共同制定钢结构桥梁的通用图纸,从而加速钢结构桥梁的推广应用。

