近日，交通運(yùn)輸部發(fā)布《關(guān)于開展公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁典型示范工程建設(shè)的通知》(以下簡稱《通知》)，明確開展公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁典型示范工程建設(shè)�！锻ㄖ芬�，鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)按照“工業(yè)化制造、裝配化施工”要求組織建設(shè)，改進(jìn)建設(shè)組織和質(zhì)量控制管理方式，積極利用BIM(建筑信息模型)等技術(shù)手段改進(jìn)質(zhì)量管理;同時(shí)，要科學(xué)選擇橋梁結(jié)構(gòu)型式，強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)。目前，全國各地正按照交通運(yùn)輸部意見，在建設(shè)高速公路中均加大了鋼結(jié)構(gòu)橋梁的推廣應(yīng)用力度，部分項(xiàng)目采用了鋼結(jié)構(gòu)高架橋的方案。今后，鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)將逐漸成為趨勢，而將要到來的“鋼橋時(shí)代”必然為“鋼需”帶來巨大增長空間。
8月2日，我國鐵路橋梁建設(shè)的標(biāo)志性工程———成都至貴陽高速鐵路西溪河大橋?qū)崿F(xiàn)鋼混結(jié)合橋梁的頂推合龍，標(biāo)志著大橋主體建設(shè)完成。西溪河大橋全長493.6米，最高橋墩為60米，橋面至谷底的深度為260米，采用跨度為240米的上承式鋼管混凝土拱橋新結(jié)構(gòu)，屬我國高鐵轉(zhuǎn)體橋梁的最大跨度，并首次在國內(nèi)高鐵拱橋建設(shè)中創(chuàng)新采用了“連續(xù)拖拉式橋梁頂推”等技術(shù)。
加速推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁
勢在必行
鋼結(jié)構(gòu)橋梁即采用鋼結(jié)構(gòu)建造的橋梁，一般這種橋梁整體用鋼量達(dá)50%以上稱為“大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁”。其主體為合金鋼材，生產(chǎn)零部件后進(jìn)行組裝和焊接。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)點(diǎn)很多。例如，鋼構(gòu)件斷面小、自重輕、強(qiáng)度高，適于建造荷載很大的橋梁，鋼構(gòu)件便于運(yùn)輸和吊裝。由于鋼材有良好的塑性和韌性，鋼結(jié)構(gòu)橋的抗震性能和抗風(fēng)性能也更好。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)加工簡易而迅速，施工占地面積小，一些部件可在現(xiàn)場制作，安裝方便，施工周期短，而且鋼橋的安裝方式和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件精度高的特點(diǎn)容易使鋼橋質(zhì)量穩(wěn)定，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在使用過程中也易進(jìn)行加固、接高、擴(kuò)寬路面等改造。此外，鋼橋中有許多孔洞與空腔，方便管線布置。
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：鋼桁梁結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)、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(jià)相對較高;鋼箱梁結(jié)構(gòu)自重相對較輕，在橫風(fēng)作用下穩(wěn)定性好，但應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，箱梁內(nèi)部檢測、維修難度較大，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用相對較高;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(yīng)用，在中等跨徑橋梁中優(yōu)勢明顯。
隨著國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)技術(shù)逐漸進(jìn)步，我國已經(jīng)具備推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)條件，有能力推進(jìn)鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)橋梁性能優(yōu)勢，助推公路建設(shè)轉(zhuǎn)型升級。而且，我國鋼鐵總量增加，鋼鐵產(chǎn)品品種豐富、質(zhì)量提高，這兩方面均達(dá)到了國際先進(jìn)水平，與之應(yīng)運(yùn)而生的是工程鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的普及和以鋼結(jié)構(gòu)為依托的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國已有30多家具有特級資質(zhì)(該資質(zhì)要求企業(yè)年產(chǎn)量超過5萬噸)、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良、管理科學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)，其制造水平達(dá)到了國際先進(jìn)水平;30多家具有實(shí)力的鋼結(jié)構(gòu)安裝企業(yè)承擔(dān)了國內(nèi)重點(diǎn)大型鋼結(jié)構(gòu)工程安裝，其新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備層出不窮，其施工安裝水平也達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
因此，當(dāng)前是推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)、提升公路橋梁建設(shè)品質(zhì)的良好契機(jī)，推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)也是促進(jìn)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要舉措。2016年，交通運(yùn)輸部就發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的指導(dǎo)意見》，明確要通過5年的努力，使我國公路行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)、制造、施工、養(yǎng)護(hù)技術(shù)基本成熟，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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。
我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)橋梁
還有很大空間
我國已成為橋梁大國，但相對于發(fā)達(dá)國家，我國鋼橋技術(shù)發(fā)展極不平衡：一方面是特大橋的高水準(zhǔn)應(yīng)用，另一方面是中小型鋼橋的低水準(zhǔn)應(yīng)用且總量很少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國橋梁總數(shù)超過百萬座，而鋼橋總數(shù)量不足萬座。而在法國，鋼橋、鋼混組合橋梁占橋梁總量的85%，日本的這個(gè)比例約為50%，美國為30%。這個(gè)差距表明，我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)橋梁還有很大的提升空間。
近日，全球基礎(chǔ)設(shè)施中心發(fā)布最新《全球基礎(chǔ)設(shè)施展望》報(bào)告，預(yù)計(jì)2040年全球基建項(xiàng)目投資需求將增至97萬億美元，亞洲將成為全球基建需求最大的地區(qū)，2040年將需要投入52萬億美元用于基建。其中，中國的基建投資將達(dá)到約26萬億美元。在“十三五”期間，中國交通運(yùn)輸總投資規(guī)模將達(dá)到15萬億元。而橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程是公路、鐵路和城市高架等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重點(diǎn)工程。
目前混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁仍是我國的主導(dǎo)橋型，我國近年來混凝土用量已超過30億立方米，占世界混凝土用量的大部分，其耗用的砂、石料、水泥數(shù)量巨大，而水泥、骨料的生產(chǎn)以及產(chǎn)生的大量建筑垃圾也讓我國付出了巨大的環(huán)保代價(jià)。這使工程界開始更多關(guān)注鋼、鋼混組合結(jié)構(gòu)橋。
據(jù)測算，公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比每提升10%，高性能橋梁用鋼年用鋼量將增加836萬噸。當(dāng)前國內(nèi)鋼橋的比例不足1%，而發(fā)達(dá)國家的平均水平為53%，如果我國的鋼橋比例能夠達(dá)到這個(gè)水平，由此拉動的橋梁用鋼大約在4160萬噸。
另外，相對于公路建設(shè)，鐵路建設(shè)過程中對于鋼橋的應(yīng)用很可能速度更快一些。近年來，在我國新增鐵路路網(wǎng)中，高鐵的占比超過50%，根據(jù)國家鐵路局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016年全國鐵路投產(chǎn)新線3281公里，其中投產(chǎn)高鐵新線里程超1900公里;預(yù)計(jì)2017年將新建19條鐵路，共計(jì)3986公里，其中高鐵2200公里。這也意味著2008年~2017年累計(jì)新增的高鐵里程占到鐵路里程的54%。據(jù)了解，京津城際鐵路橋梁占線路長度的88%，廣珠城際鐵路橋梁比例更是高達(dá)94%。高鐵與鋼橋建設(shè)具有良好的產(chǎn)業(yè)協(xié)同性。由此可以預(yù)測，高鐵建設(shè)也會帶動鋼橋建設(shè)，進(jìn)而產(chǎn)生更多用鋼需求。
隨著“鋼橋時(shí)代”的到來，高性能橋梁用鋼量將大幅度提升。
