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混凝土和鋼材是現代橋梁工程結構兩大最主要的材料?；炷两Y構具有就地取材、造價(jià)相對較低、施工工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，長(cháng)期以來(lái)在公路橋梁建設中被廣泛應用。鋼結構具有自重輕、材質(zhì)均勻、質(zhì)量穩定、易于工廠(chǎng)化制造、裝配化施工、便于回收利用等優(yōu)點(diǎn)，為世界橋梁界所推崇。鋼結構橋梁和混凝土橋梁是現代橋梁結構的兩種基本結構型式。法國、日本、美國等國家的鋼結構橋梁占比分別為85%、41%和35%，我國受經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展水平和鋼材產(chǎn)能制約，鋼結構橋梁主要用于特大跨徑橋梁。截止2015年底，我國公路鋼結構橋梁占比不足1%。
隨著(zhù)鋼鐵產(chǎn)能的提高和鋼結構橋梁建設技術(shù)的進(jìn)步，我國已經(jīng)具備推廣鋼結構橋梁的物質(zhì)基礎和技術(shù)條件。當前，鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩、鋼材價(jià)格下降，是推進(jìn)鋼結構橋梁建設、提升公路橋梁建設品質(zhì)的良好契機，同時(shí)也是落實(shí)《國務(wù)院關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過(guò)剩產(chǎn)能實(shí)現脫困發(fā)展的意見(jiàn)》（國發(fā)〔2016〕6號）要求，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)轉型升級的重要舉措。為推進(jìn)鋼結構橋梁建設，交通運輸部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)公路鋼結構橋梁建設的指導意見(jiàn)》（交公路發(fā)〔2016〕115號，以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指導意見(jiàn)》）。
一、推進(jìn)公路鋼結構橋梁建設已成為行業(yè)共識
推進(jìn)公路鋼結構橋梁建設，是落實(shí)綠色發(fā)展理念，實(shí)行現代工程管理人本化、專(zhuān)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)，提高結構安全耐久性，降低全壽命周期成本，促進(jìn)公路建設的轉型升級、提質(zhì)增效。
目前，在公路行業(yè)內外對推廣鋼結構橋梁呼聲很高，一些省份已經(jīng)開(kāi)始試點(diǎn)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(kāi)了鋼結構橋梁研討會(huì )，受到行業(yè)各方面的高度關(guān)注。國內技術(shù)水平較高的設計單位已開(kāi)始了相關(guān)研究，部分單位開(kāi)始著(zhù)手研究編制中等跨徑鋼結構橋梁的通用圖。此外，我國鋼結構制造企業(yè)實(shí)力較強，在政策引導下，鋼結構橋梁生產(chǎn)能力將有足夠保證?，F階段，推廣鋼結構橋梁的最大障礙，一是建造成本，二是慣性思維。據測算，對中小跨徑橋梁，混凝土結構建造成本相對較低，但隨著(zhù)橋梁跨徑的增大，鋼結構橋梁的造價(jià)優(yōu)勢開(kāi)始顯現。從在全生命周期看，鋼結構橋梁的造價(jià)和耐久性?xún)?yōu)勢更為突出。為此，《指導意見(jiàn)》明確，要堅持政策引導、市場(chǎng)為主的推進(jìn)原則，政府主要發(fā)揮政策引導作用，各地應根據實(shí)際情況，因地制宜地制定發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)，更好地發(fā)揮市場(chǎng)的主動(dòng)性，有序推進(jìn)鋼結構橋梁的建設。要選擇條件適宜的項目進(jìn)行試點(diǎn)、示范，總結經(jīng)驗，修訂完善相關(guān)標準規范，逐步推廣鋼結構橋梁建設。鋼結構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構橋梁代替原有的混凝土結構橋梁。
指導意見(jiàn)指出，要通過(guò)五年的努力，使得我國公路行業(yè)鋼結構橋梁設計、制造、施工、養護技術(shù)基本成熟，技術(shù)標準更加完備，新建的特大、大跨徑橋梁以鋼結構為主，新改建工程中的常規橋梁，使用鋼結構橋梁的比例獲得明顯提升。
二、高度重視鋼結構橋梁建設的關(guān)鍵問(wèn)題
推進(jìn)公路鋼結構橋梁建設是一個(gè)系統工程，更是一個(gè)重大技術(shù)政策。落實(shí)《指導意見(jiàn)》必須尊重科學(xué)，講究方式方法，按照客觀(guān)規律辦事，有序推進(jìn)，切忌一哄而上，不顧實(shí)際情況遍地開(kāi)花、盲目推進(jìn)，造成不必要的損失和負面影響。為此，《指導意見(jiàn)》明確了七個(gè)方面的要求。
一是要加強橋梁結構方案比選工作。推進(jìn)鋼結構橋梁建設不是排斥混凝土結構橋梁，而是要在適當的情況下選擇適當的橋型結構，發(fā)揮各種結構的比較優(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(jìn)公路鋼結構橋梁建設中，一定要強調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(mǎn)足要求、經(jīng)濟上可行的橋梁結構進(jìn)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、養護成本、工程實(shí)施風(fēng)險等因素。比選方案既要包括混凝土T梁、箱梁等結構，也要包括鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等鋼結構。從工程經(jīng)驗看，鋼結構橋梁自重輕的特點(diǎn)，尤其在特大跨徑橋梁、高地震烈度區橋梁中優(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)先選用鋼結構。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構重建的橋梁等，應該根據其跨徑和所處環(huán)境，選擇適合的鋼結構橋梁或混凝土結構橋梁進(jìn)行全面比較，擇優(yōu)選用。
在技術(shù)經(jīng)濟比選時(shí)，特別要注意切合項目建設的實(shí)際條件，避免在不具備條件下，強行推進(jìn)一種結構橋梁，不必要的增加建設成本，造成安全風(fēng)險隱患。
二是要做好鋼結構橋梁的選型工作。鋼結構橋梁上部結構主要包括鋼桁梁、鋼箱梁和鋼混組合梁3大類(lèi)，鋼桁梁是傳統的鋼結構型式，適應性強、結構受力明確、易于檢查維修，長(cháng)期占據著(zhù)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。鋼箱梁結構自重相對較輕，在橫風(fēng)作用下穩定性好，但結構內部應力狀態(tài)復雜，箱梁內部檢測、維修難度較大，養護費用相對較高，鋼橋面板疲勞問(wèn)題仍需要進(jìn)一步研究改進(jìn)。鋼混組合梁結構發(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(wèn)題，但其結構自重較大，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(lèi)結構，根據細部結構差異又可以分為多種結構類(lèi)型，每種結構有其各自的特點(diǎn)和適用范圍。合理的選型，對更好的適應橋梁結構所處自然環(huán)境，提高結構的安全耐久性，降低全壽命周期成本影響重大，在具體工作中，應結合項目的實(shí)際情況，選擇最適合的橋梁結構，充分發(fā)揮結構特性，揚長(cháng)避短，取得最佳效果。
三是要加強鋼結構橋梁的構造設計。鋼結構橋梁斷面尺寸小，構造設計對橋梁結構的安全和耐久性影響顯著(zhù)。應針對鋼結構橋梁的構造特點(diǎn)，重點(diǎn)做好細部構造設計。要加強節點(diǎn)、截面過(guò)渡和連接部的細部設計，做到結構連續均衡，避免造成斷面突變和過(guò)分應力集中，減少結構疲勞損傷。要針對鋼結構抵抗腐蝕問(wèn)題，完善排水系統設計，切實(shí)做到不滲不漏，防止橋面水對鋼結構的腐蝕，要在排水系統材料選擇、結構設計和施工安裝等方面，強調精細化設計。要針對鋼結構橋梁自重輕的特點(diǎn)，加強上部結構的抗傾覆構造設計和驗算，保證結構穩定性，對于箱型等整體性斷面，支點(diǎn)間距不宜小于結構寬度的60%。要完善防火構造措施，提高結構應對火災的能力。
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，大幅降低后期養護成本。美國、日本的鋼結構橋梁已經(jīng)開(kāi)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(kāi)始向國外出口，這是一種值得推廣的材料。據有關(guān)媒體報道，國內耐候鋼已經(jīng)開(kāi)始了實(shí)橋試驗，取得了較好的效果。
四是要做好鋼結構的可維護性設計。及時(shí)發(fā)現病害、及時(shí)維護，對提高橋梁結構的耐久性具有重大幫助。鋼結構橋梁在完善結構構造措施方面，較混凝土結構更具優(yōu)勢。在鋼結構橋梁設計時(shí)，應將檢修構造作為橋梁結構設計的必須內容，統籌考慮，做到構件可達、可檢、可修、可換，以更好地保證結構的使用壽命和安全性。鋼結構橋梁的管理養護單位應健全養護管理制度，有針對性的加強養護，配備管理人員和設備，提升管理養護水平，保證橋梁安全運行和結構耐久。
五是要推進(jìn)鋼結構工業(yè)化、標準化、智能化建造。鋼結構橋梁適宜工廠(chǎng)化制造、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配式施工，符合現代橋梁建設發(fā)展趨勢。應通過(guò)結構標準化、加工智能化，更好地提升鋼結構橋梁建造品質(zhì)，降低建設成本，提高生產(chǎn)效率。應從設計階段開(kāi)始，統籌考慮鋼結構橋梁標準化設計、工廠(chǎng)化制造、裝配式施工等問(wèn)題，合理劃分構件和節段。對現場(chǎng)拼裝方案要進(jìn)行專(zhuān)項設計，現場(chǎng)拼裝可以采用焊接連接，也可以采用栓接、鉚接等方式，盡量減少施工現場(chǎng)焊接、防腐涂裝，增強施工操作的便利性，保證質(zhì)量耐久性。
六是要加強標準規范制修訂和人才培養。當前，我國公路行業(yè)涉及鋼結構橋梁的標準規范、定額基本齊全，人員和技術(shù)儲備基本滿(mǎn)足建設的需要。但從實(shí)踐看，由于公路鋼結構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(shí)間也較早，與實(shí)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(chǎng)機制，不斷積累和完善。交通運輸部也將積極組織、推進(jìn)標準定額的制修訂工作。
七是要優(yōu)化建設組織形式。鋼結構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。傳統的混凝土結構橋梁建設普遍采用現場(chǎng)預制或現澆方式，其發(fā)包方式已不能適應鋼結構橋梁工業(yè)化制造的要求。為此，《指導意見(jiàn)》明確，鋼結構鼓勵采用設計施工（含制造）總承包的方式發(fā)包，促進(jìn)設計與施工、制造的深度融合，最大限度的發(fā)揮鋼結構橋梁的優(yōu)勢。針對鋼結構橋梁養護的專(zhuān)業(yè)特性，鼓勵采用專(zhuān)業(yè)化養護發(fā)包的方式，提高鋼結構橋梁的養護質(zhì)量，降低全壽命周期成本。
三、充分發(fā)揮各方面的力量
推廣鋼結構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(lǐng)導，轉變以往固有觀(guān)念，調動(dòng)各方面力量，形成行業(yè)合力?！吨笇б庖?jiàn)》指出：
各省級交通運輸主管部門(mén)要加強對這項工作的領(lǐng)導，分析本地區橋梁結構特點(diǎn)、技術(shù)儲備、鋼結構制造條件和建設經(jīng)驗等實(shí)際情況，結合地區經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展要求和資源稟賦，研究建立適合本地區的鋼結構橋梁推廣應用工作機制和技術(shù)路線(xiàn)，在試點(diǎn)的基礎上，總結經(jīng)驗，逐步推廣。
省級交通運輸主管部門(mén)應逐步建立鋼結構橋梁構件制造單位的信用評價(jià)制度，將信用管理作為市場(chǎng)管理、提高工程質(zhì)量的重要手段。交通運輸部將根據信用評價(jià)的實(shí)施效果，適時(shí)將鋼結構制造單位的信用評價(jià)納入到公路建設行業(yè)信用評價(jià)體系中。
項目建設單位應針對項目的實(shí)際情況，分析鋼結構的適用條件，以及在應用鋼結構中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，組織開(kāi)展專(zhuān)題研究，形成實(shí)用型成果，指導項目建設。要通過(guò)一段時(shí)間的技術(shù)積累，逐步完備鋼結構橋梁建設技術(shù)。在推進(jìn)公路鋼結構橋梁建設中，公路建設、設計、施工等各單位要充分利用市場(chǎng)和社會(huì )的力量，發(fā)揮專(zhuān)家的智慧，為推進(jìn)鋼結構橋梁建設提供技術(shù)支持和保障。
鋼結構標準圖的編制是現階段推進(jìn)公路鋼結構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構制造單位通力配合，編制鋼結構橋梁的標準圖，推進(jìn)鋼結構橋梁的普及。