?
推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設正逢其時
2018-11-02 13:51:00 來源:本站 瀏覽:3973

混凝土和鋼材是現(xiàn)代橋梁工程結(jié)構(gòu)兩大最主要的材料。混凝土結(jié)構(gòu)具有就地取材、造價相對較低、施工工藝成熟等優(yōu)點,長期以來在公路橋梁建設中被廣泛應用。鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、材質(zhì)均勻、質(zhì)量穩(wěn)定、易于工廠化制造、裝配化施工、便于回收利用等優(yōu)點,為世界橋梁界所推崇。鋼結(jié)構(gòu)橋梁和混凝土橋梁是現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)的兩種基本結(jié)構(gòu)型式。法國、日本、美國等國家的鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比分別為85%41%35%,我國受經(jīng)濟社會發(fā)展水平和鋼材產(chǎn)能制約,鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要用于特大跨徑橋梁。截止2015年底,我國公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比不足1%。

隨著鋼鐵產(chǎn)能的提高和鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設技術(shù)的進步,我國已經(jīng)具備推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁的物質(zhì)基礎和技術(shù)條件。當前,鋼鐵產(chǎn)能過剩、鋼材價格下降,是推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設、提升公路橋梁建設品質(zhì)的良好契機,同時也是落實《國務院關于鋼鐵行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》(國發(fā)〔20166號)要求,促進鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要舉措。為推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設,交通運輸部發(fā)布了《關于推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設的指導意見》(交公路發(fā)〔2016115號,以下簡稱《指導意見》)。

一、推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設已成為行業(yè)共識

推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設,是落實綠色發(fā)展理念,實行現(xiàn)代工程管理人本化、專業(yè)化、標準化、信息化、精細化的重要抓手,可以有效提升公路橋梁的建設品質(zhì),提高結(jié)構(gòu)安全耐久性,降低全壽命周期成本,促進公路建設的轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效。

目前,在公路行業(yè)內(nèi)外對推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁呼聲很高,一些省份已經(jīng)開始試點工作,并取得了較好的效果。僅今年上半年,甘肅、河北、湖南等省就先后組織召開了鋼結(jié)構(gòu)橋梁研討會,受到行業(yè)各方面的高度關注。國內(nèi)技術(shù)水平較高的設計單位已開始了相關研究,部分單位開始著手研究編制中等跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁的通用圖。此外,我國鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)實力較強,在政策引導下,鋼結(jié)構(gòu)橋梁生產(chǎn)能力將有足夠保證。現(xiàn)階段,推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁的最大障礙,一是建造成本,二是慣性思維。據(jù)測算,對中小跨徑橋梁,混凝土結(jié)構(gòu)建造成本相對較低,但隨著橋梁跨徑的增大,鋼結(jié)構(gòu)橋梁的造價優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。從在全生命周期看,鋼結(jié)構(gòu)橋梁的造價和耐久性優(yōu)勢更為突出。為此,《指導意見》明確,要堅持政策引導、市場為主的推進原則,政府主要發(fā)揮政策引導作用,各地應根據(jù)實際情況,因地制宜地制定發(fā)展技術(shù)路線,更好地發(fā)揮市場的主動性,有序推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設。要選擇條件適宜的項目進行試點、示范,總結(jié)經(jīng)驗,修訂完善相關標準規(guī)范,逐步推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設不僅限于新建工程,具備條件的改擴建橋梁、危橋改造等工程也可以采用鋼結(jié)構(gòu)橋梁代替原有的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁。

指導意見指出,要通過五年的努力,使得我國公路行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設計、制造、施工、養(yǎng)護技術(shù)基本成熟,技術(shù)標準更加完備,新建的特大、大跨徑橋梁以鋼結(jié)構(gòu)為主,新改建工程中的常規(guī)橋梁,使用鋼結(jié)構(gòu)橋梁的比例獲得明顯提升。

二、高度重視鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設的關鍵問題

推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設是一個系統(tǒng)工程,更是一個重大技術(shù)政策。落實《指導意見》必須尊重科學,講究方式方法,按照客觀規(guī)律辦事,有序推進,切忌一哄而上,不顧實際情況遍地開花、盲目推進,造成不必要的損失和負面影響。為此,《指導意見》明確了七個方面的要求。

一是要加強橋梁結(jié)構(gòu)方案比選工作。推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設不是排斥混凝土結(jié)構(gòu)橋梁,而是要在適當?shù)那闆r下選擇適當?shù)臉蛐徒Y(jié)構(gòu),發(fā)揮各種結(jié)構(gòu)的比較優(yōu)勢,達到降低工程全壽命周期成本、提高工程品質(zhì)的目的。在推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設中,一定要強調(diào)橋梁方案的比選工作。

在公路工程建設項目可行性研究和初步設計階段,應該對各種技術(shù)上滿足要求、經(jīng)濟上可行的橋梁結(jié)構(gòu)進行綜合比選,比選不僅要考慮建設成本,還要考慮項目環(huán)境條件、養(yǎng)護成本、工程實施風險等因素。比選方案既要包括混凝土T梁、箱梁等結(jié)構(gòu),也要包括鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等鋼結(jié)構(gòu)。從工程經(jīng)驗看,鋼結(jié)構(gòu)橋梁自重輕的特點,尤其在特大跨徑橋梁、高地震烈度區(qū)橋梁中優(yōu)勢明顯,應該優(yōu)先選用。對于彎坡斜等特殊形狀的橋梁,受力條件復雜,適宜鋼材各向同性的優(yōu)勢發(fā)揮,也應該優(yōu)先選用鋼結(jié)構(gòu)。對于其他橋梁,包括新建、改擴建工程和危橋改造工程中拆除上部結(jié)構(gòu)重建的橋梁等,應該根據(jù)其跨徑和所處環(huán)境,選擇適合的鋼結(jié)構(gòu)橋梁或混凝土結(jié)構(gòu)橋梁進行全面比較,擇優(yōu)選用。

在技術(shù)經(jīng)濟比選時,特別要注意切合項目建設的實際條件,避免在不具備條件下,強行推進一種結(jié)構(gòu)橋梁,不必要的增加建設成本,造成安全風險隱患。

二是要做好鋼結(jié)構(gòu)橋梁的選型工作。鋼結(jié)構(gòu)橋梁上部結(jié)構(gòu)主要包括鋼桁梁、鋼箱梁和鋼混組合梁3大類,鋼桁梁是傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)型式,適應性強、結(jié)構(gòu)受力明確、易于檢查維修,長期占據(jù)著特大跨徑橋梁的優(yōu)勢地位,但其用鋼量較大,造價相對較高。鋼箱梁結(jié)構(gòu)自重相對較輕,在橫風作用下穩(wěn)定性好,但結(jié)構(gòu)內(nèi)部應力狀態(tài)復雜,箱梁內(nèi)部檢測、維修難度較大,養(yǎng)護費用相對較高,鋼橋面板疲勞問題仍需要進一步研究改進。鋼混組合梁結(jié)構(gòu)發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能和鋼材的抗拉性能,回避了鋼橋面鋪裝的疲勞問題,但其結(jié)構(gòu)自重較大,限制了其在特大跨徑橋梁的應用,在中等跨徑橋梁中優(yōu)勢明顯。每一類結(jié)構(gòu),根據(jù)細部結(jié)構(gòu)差異又可以分為多種結(jié)構(gòu)類型,每種結(jié)構(gòu)有其各自的特點和適用范圍。合理的選型,對更好的適應橋梁結(jié)構(gòu)所處自然環(huán)境,提高結(jié)構(gòu)的安全耐久性,降低全壽命周期成本影響重大,在具體工作中,應結(jié)合項目的實際情況,選擇最適合的橋梁結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)特性,揚長避短,取得最佳效果。

三是要加強鋼結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)造設計。鋼結(jié)構(gòu)橋梁斷面尺寸小,構(gòu)造設計對橋梁結(jié)構(gòu)的安全和耐久性影響顯著。應針對鋼結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)造特點,重點做好細部構(gòu)造設計。要加強節(jié)點、截面過渡和連接部的細部設計,做到結(jié)構(gòu)連續(xù)均衡,避免造成斷面突變和過分應力集中,減少結(jié)構(gòu)疲勞損傷。要針對鋼結(jié)構(gòu)抵抗腐蝕問題,完善排水系統(tǒng)設計,切實做到不滲不漏,防止橋面水對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕,要在排水系統(tǒng)材料選擇、結(jié)構(gòu)設計和施工安裝等方面,強調(diào)精細化設計。要針對鋼結(jié)構(gòu)橋梁自重輕的特點,加強上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆構(gòu)造設計和驗算,保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,對于箱型等整體性斷面,支點間距不宜小于結(jié)構(gòu)寬度的60%。要完善防火構(gòu)造措施,提高結(jié)構(gòu)應對火災的能力。

近年,鋼鐵行業(yè)在提高鋼材抵抗自然環(huán)境腐蝕方面做出了大量的努力,耐候鋼就是典型成果之一。耐候鋼生產(chǎn)成本較一般鋼材提高不多,但可以依靠其自身性能抵抗一般環(huán)境下的侵蝕,甚至做到免涂裝,大幅降低后期養(yǎng)護成本。美國、日本的鋼結(jié)構(gòu)橋梁已經(jīng)開始廣泛推廣耐候鋼。我國目前已經(jīng)具備了耐候鋼的生產(chǎn)能力,并開始向國外出口,這是一種值得推廣的材料。據(jù)有關媒體報道,國內(nèi)耐候鋼已經(jīng)開始了實橋試驗,取得了較好的效果。

四是要做好鋼結(jié)構(gòu)的可維護性設計。及時發(fā)現(xiàn)病害、及時維護,對提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性具有重大幫助。鋼結(jié)構(gòu)橋梁在完善結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施方面,較混凝土結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢。在鋼結(jié)構(gòu)橋梁設計時,應將檢修構(gòu)造作為橋梁結(jié)構(gòu)設計的必須內(nèi)容,統(tǒng)籌考慮,做到構(gòu)件可達、可檢、可修、可換,以更好地保證結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的管理養(yǎng)護單位應健全養(yǎng)護管理制度,有針對性的加強養(yǎng)護,配備管理人員和設備,提升管理養(yǎng)護水平,保證橋梁安全運行和結(jié)構(gòu)耐久。

五是要推進鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化、標準化、智能化建造。鋼結(jié)構(gòu)橋梁適宜工廠化制造、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配式施工,符合現(xiàn)代橋梁建設發(fā)展趨勢。應通過結(jié)構(gòu)標準化、加工智能化,更好地提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁建造品質(zhì),降低建設成本,提高生產(chǎn)效率。應從設計階段開始,統(tǒng)籌考慮鋼結(jié)構(gòu)橋梁標準化設計、工廠化制造、裝配式施工等問題,合理劃分構(gòu)件和節(jié)段。對現(xiàn)場拼裝方案要進行專項設計,現(xiàn)場拼裝可以采用焊接連接,也可以采用栓接、鉚接等方式,盡量減少施工現(xiàn)場焊接、防腐涂裝,增強施工操作的便利性,保證質(zhì)量耐久性。

六是要加強標準規(guī)范制修訂和人才培養(yǎng)。當前,我國公路行業(yè)涉及鋼結(jié)構(gòu)橋梁的標準規(guī)范、定額基本齊全,人員和技術(shù)儲備基本滿足建設的需要。但從實踐看,由于公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁目前主要應用于特大跨徑橋梁,大跨徑、中等跨徑橋梁的設計、施工經(jīng)驗相對較少,定額測定時間也較早,與實際應用存在一定的差距,需要發(fā)揮各參建單位的力量,運用市場機制,不斷積累和完善。交通運輸部也將積極組織、推進標準定額的制修訂工作。

七是要優(yōu)化建設組織形式。鋼結(jié)構(gòu)橋梁設計要與制造加工緊密配合,更好的發(fā)揮各自的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁建設普遍采用現(xiàn)場預制或現(xiàn)澆方式,其發(fā)包方式已不能適應鋼結(jié)構(gòu)橋梁工業(yè)化制造的要求。為此,《指導意見》明確,鋼結(jié)構(gòu)鼓勵采用設計施工(含制造)總承包的方式發(fā)包,促進設計與施工、制造的深度融合,最大限度的發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)勢。針對鋼結(jié)構(gòu)橋梁養(yǎng)護的專業(yè)特性,鼓勵采用專業(yè)化養(yǎng)護發(fā)包的方式,提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁的養(yǎng)護質(zhì)量,降低全壽命周期成本。

三、充分發(fā)揮各方面的力量

推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設作為公路行業(yè)一項重大技術(shù)政策,需要加強組織領導,轉(zhuǎn)變以往固有觀念,調(diào)動各方面力量,形成行業(yè)合力?!吨笇б庖姟分赋觯?

各省級交通運輸主管部門要加強對這項工作的領導,分析本地區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)儲備、鋼結(jié)構(gòu)制造條件和建設經(jīng)驗等實際情況,結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展要求和資源稟賦,研究建立適合本地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁推廣應用工作機制和技術(shù)路線,在試點的基礎上,總結(jié)經(jīng)驗,逐步推廣。

省級交通運輸主管部門應逐步建立鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)件制造單位的信用評價制度,將信用管理作為市場管理、提高工程質(zhì)量的重要手段。交通運輸部將根據(jù)信用評價的實施效果,適時將鋼結(jié)構(gòu)制造單位的信用評價納入到公路建設行業(yè)信用評價體系中。

項目建設單位應針對項目的實際情況,分析鋼結(jié)構(gòu)的適用條件,以及在應用鋼結(jié)構(gòu)中需要解決的關鍵問題,組織開展專題研究,形成實用型成果,指導項目建設。要通過一段時間的技術(shù)積累,逐步完備鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設技術(shù)。在推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設中,公路建設、設計、施工等各單位要充分利用市場和社會的力量,發(fā)揮專家的智慧,為推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設提供技術(shù)支持和保障。

鋼結(jié)構(gòu)標準圖的編制是現(xiàn)階段推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設的重要措施。交通運輸部將積極支持有能力的設計單位與鋼結(jié)構(gòu)制造單位通力配合,編制鋼結(jié)構(gòu)橋梁的標準圖,推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁的普及。