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詹建辉:浅谈钢桥的优势和大力推广应用的意义

日期:2017年5月23日 16:47

  题记:交通运输部日前下发了在全国交通系统推广应用钢桥的意见,受交通运输部推荐,应中国交通报社邀请,写了这篇文章。字数有限,水平有限,不足之处,请大家指正。

  经过三十多年跨越式发展,我国桥梁建设技术取得了长足的进步,可以自豪地说,无论是钢桥还是混凝土桥梁,我国都已处于世界先进水平。

  比较而言,在大跨度桥梁建设中,钢桥更加耀眼夺目。进入二十一世纪以来,我国建造的跨江跨海大桥,主桥基本都是钢结构桥梁。目前,我国建成的钢斜拉桥、悬索桥、拱桥主跨跨度都位于世界领先水平,我国钢桥疲劳、焊接、振动、防腐等科学研究以及钢桥材料、设计、制造、施工、检测等技术都走在世界前列。

  然而,与钢桥在跨江、跨海大桥建设方面的突出表现相比,公路桥梁建设中钢桥的应用明显不如人意。据不完全统计,我国公路76万座桥梁中钢结构桥梁占比约1%,而美国钢结构桥梁占33%,日本钢结构桥梁占41%,反差巨大。多年来,在高速公路和普通公路建设领域,除少数有建筑高度限制的跨线桥和大跨度桥梁采用钢结构外,一般都采用预应力混凝土桥梁。

  造成这种局面的原因是多方面的。除钢桥确有造价高、后期养护工作量大等不足外,对钢桥的优势和推广应用的意义认识不到位是主要原因。事实上,钢结构桥梁除在大跨度桥梁尤其是千米级超大跨度桥梁中有无可替代的优势外,在中小跨度桥梁方面,也有明显的优势。概括起来,钢结构桥梁的突出优势在于:

  ①钢结构桥梁适用范围广。由于钢材的抗拉、抗压、抗剪强度较高,适于建造有特殊要求的桥梁;

  ②运输和安装便利。钢结构制造的单元化及自重轻的特点便于构件的运输和安装;

  ③施工工期短。钢结构可在工厂提前加工,施工现场占地面积小,具有更快的架设速度和更低的施工成本;

  ④良好的抗震性能。由于钢材具有良好的塑性和韧性,在地震作用下通过结构的变形能大幅耗散能量,从而提高了钢结构桥梁的抗震性能。在多震、高烈度地震区,抗震性能更好的钢桥优势更加明显;

  ⑤质量的可靠性。钢结构构件一般都在工厂制造、加工,工业化程度较高,结构缺陷少;

  ⑥钢结构节能环保。不同于混凝土桥梁,钢结构可通过再利用、回炉等措施循环使用,“建筑垃圾”少,可节约资源;

  ⑦更长的使用寿命。混凝土桥梁不可避免地面临混凝土碳化、退化等影响结构寿命的问题,钢桥只要养护得当,可以有更长的使用寿命。举世闻名的泸定桥,是由生铁铸成的索道桥,其材料品质远不如今天的钢材,但1696年建成以来,三百多年仍屹立不到。

  当前,加大钢桥的推广应用的意义还在于它是落实中央绿色发展理念、推进交通运输部“绿色交通”发展战略的需要。建设混凝土桥梁,需要消耗大量的水泥和砂石材料,对自然环境的破坏可而知,钢桥的推广应用对于保护环境意义不言而喻。此外,钢铁工业是国民经济的基础产业,也是产能过剩最严重的行业之一,钢结构桥梁的大力推广可以缓解我国钢铁行业产能过剩的压力。经粗略估算,如果普通公路和高速公路的桥梁上部构造都采用钢结构,每年用钢量将增加约两千万吨。

  总之,推广应用钢桥符合绿色环保、节能减排和循环经济的要求,有利于我国经济的可持续发展。做好这项工作,除政府部门的倡导支持外,还需要树立绿色发展理念和桥梁全寿命周期成本理念,做好中小跨径钢桥的标准化设计、制定相关养护规范等基础性工作,同时大力发展养护技术,降低钢桥养护成本。

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