中国加速迈入“钢桥时代”
作者：www.hstjmg.com 日期：2017/8/23
近日，交通运输部发布《关于开展公路钢结构桥梁典型示范工程建设的通知》(以下简称《通知》)，明确开展公路钢结构桥梁典型示范工程建设。《通知》要求，钢结构桥梁应按照“工业化制造、装配化施工”要求组织建设，改进建设组织和质量控制管理方式，积极利用BIM(建筑信息模型)等技术手段改进质量管理;同时，要科学选择桥梁结构型式，强化钢结构构造设计。目前，全国各地正按照交通运输部意见，在建设高速公路中均加大了钢结构桥梁的推广应用力度，部分项目采用了钢结构高架桥的方案。今后，钢结构桥梁建设将逐渐成为趋势，而将要到来的“钢桥时代”必然为“钢需”带来巨大增长空间。
8月2日，我国铁路桥梁建设的标志性工程———成都至贵阳高速铁路西溪河大桥实现钢混结合桥梁的顶推合龙，标志着大桥主体建设完成。西溪河大桥全长493.6米，最高桥墩为60米，桥面至谷底的深度为260米，采用跨度为240米的上承式钢管混凝土拱桥新结构，属我国高铁转体桥梁的最大跨度，并首次在国内高铁拱桥建设中创新采用了“连续拖拉式桥梁顶推”等技术。
加速推广钢结构桥梁
势在必行
钢结构桥梁即采用钢结构建造的桥梁，一般这种桥梁整体用钢量达50%以上称为“大型钢结构桥梁”。其主体为合金钢材，生产零部件后进行组装和焊接。
钢结构桥梁的优点很多。例如，钢构件断面小、自重轻、强度高，适于建造荷载很大的桥梁，钢构件便于运输和吊装。由于钢材有良好的塑性和韧性，钢结构桥的抗震性能和抗风性能也更好。同时，钢结构加工简易而迅速，施工占地面积小，一些部件可在现场制作，安装方便，施工周期短，而且钢桥的安装方式和钢结构构件精度高的特点容易使钢桥质量稳定，钢结构桥梁在使用过程中也易进行加固、接高、扩宽路面等改造。此外，钢桥中有许多孔洞与空腔，方便管线布置。
钢结构桥梁上部结构主要包括钢桁梁、钢箱梁和钢混组合梁3大类：钢桁梁结构适应性强、结构受力明确、易于检查维修，长期占据着特大跨径桥梁的优势地位，但其用钢量较大，造价相对较高;钢箱梁结构自重相对较轻，在横风作用下稳定性好，但应力状态复杂，箱梁内部检测、维修难度较大，养护费用相对较高;钢混组合梁结构发挥了混凝土材料的抗压性能和钢材的抗拉性能，回避了钢桥面铺装的疲劳问题，但其结构自重较大，限制了其在特大跨径桥梁的应用，在中等跨径桥梁中优势明显。
随着国内钢结构桥梁建设技术逐渐进步，我国已经具备推广钢结构桥梁的物质基础和技术条件，有能力推进钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等公路钢结构桥梁建设，发挥钢结构桥梁性能优势，助推公路建设转型升级。而且，我国钢铁总量增加，钢铁产品品种丰富、质量提高，这两方面均达到了国际先进水平，与之应运而生的是工程钢结构应用的普及和以钢结构为依托的钢结构企业的发展。据统计，我国已有30多家具有特级资质(该资质要求企业年产量超过5万吨)、产品质量优良、管理科学的钢结构制造企业，其制造水平达到了国际先进水平;30多家具有实力的钢结构安装企业承担了国内重点大型钢结构工程安装，其新技术、新工艺、新设备层出不穷，其施工安装水平也达到了国际先进水平。
因此，当前是推进钢结构桥梁建设、提升公路桥梁建设品质的良好契机，推进钢结构桥梁建设也是促进钢铁行业转型升级的重要举措。2016年，交通运输部就发布了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》，明确要通过5年的努力，使我国公路行业钢结构桥梁设计、制造、施工、养护技术基本成熟，技术标准更加完备，新建的特大、大跨径桥梁以钢结构为主，新改建工程中的常规桥梁，使用钢结构桥梁的比例获得明显提升。
我国发展钢结构桥梁
还有很大空间
我国已成为桥梁大国，但相对于发达国家，我国钢桥技术发展极不平衡：一方面是特大桥的高水准应用，另一方面是中小型钢桥的低水准应用且总量很少。据统计，我国桥梁总数超过百万座，而钢桥总数量不足万座。而在法国，钢桥、钢混组合桥梁占桥梁总量的85%，日本的这个比例约为50%，美国为30%。这个差距表明，我国发展钢结构桥梁还有很大的提升空间。
近日，全球基础设施中心发布最新《全球基础设施展望》报告，预计2040年全球基建项目投资需求将增至97万亿美元，亚洲将成为全球基建需求最大的地区，2040年将需要投入52万亿美元用于基建。其中，中国的基建投资将达到约26万亿美元。在“十三五”期间，中国交通运输总投资规模将达到15万亿元。而桥梁钢结构工程是公路、铁路和城市高架等交通基础设施建设中的重点工程。
目前混凝土、预应力混凝土桥梁仍是我国的主导桥型，我国近年来混凝土用量已超过30亿立方米，占世界混凝土用量的大部分，其耗用的砂、石料、水泥数量巨大，而水泥、骨料的生产以及产生的大量建筑垃圾也让我国付出了巨大的环保代价。这使工程界开始更多关注钢、钢混组合结构桥。
据测算，公路钢结构桥梁占比每提升10%，高性能桥梁用钢年用钢量将增加836万吨。当前国内钢桥的比例不足1%，而发达国家的平均水平为53%，如果我国的钢桥比例能够达到这个水平，由此拉动的桥梁用钢大约在4160万吨。
另外，相对于公路建设，铁路建设过程中对于钢桥的应用很可能速度更快一些。近年来，在我国新增铁路路网中，高铁的占比超过50%，根据国家铁路局数据显示，2016年全国铁路投产新线3281公里，其中投产高铁新线里程超1900公里;预计2017年将新建19条铁路，共计3986公里，其中高铁2200公里。这也意味着2008年~2017年累计新增的高铁里程占到铁路里程的54%。据了解，京津城际铁路桥梁占线路长度的88%，广珠城际铁路桥梁比例更是高达94%。高铁与钢桥建设具有良好的产业协同性。由此可以预测，高铁建设也会带动钢桥建设，进而产生更多用钢需求。
随着“钢桥时代”的到来，高性能桥梁用钢量将大幅度提升。
