《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》政策解读
交通运输部公路局副局长 周荣峰
现代桥梁工程结构里,两大最主要的材料是混凝土和钢材。混凝土结构有就地取材的特点,造价相对较低,施工工艺成熟,长期以来在,它在公路桥梁建设中被广泛应用。钢结构有自重轻的优点,材质均匀,质量稳定,易于工厂化制造,能装配化施工,便于回收利用,为世界桥梁界所推崇。钢结构桥梁和混凝土桥梁,是现代桥梁结构的两种基本结构型式。分别为85%、41%以及35%,这是法国、日本、美国等国家钢结构桥梁的占比情况 ,我国因受经济社会发展水平以及钢材产能制约 ,钢结构桥梁主要被用于特大跨径桥梁 ,截至2015年底 ,我国公路钢结构桥梁的占比还不足1% 。
钢铁产能得以提高,钢结构桥梁建设技术取得进步,我国,已然具备推广钢结构桥梁的那份物质基础,还有技术条件。当下又有情况,钢铁产能出现过剩的状况,钢材价格呈现下降态势,这既是推进钢结构桥梁建设的契机,能提升公路桥梁建设的品质,同时,它还是落实《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》(国发〔2016〕6号)要求的重要一招,对促进钢铁行业转型升级起着关键作用。推进钢结构桥梁建设,这工作由交通运输部负责,为此交通运输部发布了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》,其文号为交公路发〔2016〕115号,后文将此文件简称为《指导意见》。
一、推进公路钢结构桥梁建设已成为行业共识
推进公路钢结构桥梁建设,是落实绿色发展理念之举,是实行现代工程管理人本化的重要抓手,是实行现代工程管理专业化的重要抓手,是实行现代工程管理标准化的重要抓手,是实行现代工程管理信息化的重要抓手,是实行现代工程管理精细化的重要抓手,能有效提升公路桥梁的建设品质,能提高结构安全耐久性,能降低全寿命周期成本,能促进公路建设的转型升级,能促进公路建设的提质增效。
当前,于公路行业的内部以及外部,针对于推广钢结构桥梁这件事,呼声是非常高的,一些省份已然开启了试点工作,并且取得了较为不错的效果。就在今年上半年的时候,甘肃、河北、湖南等省份,先后组织举办了钢结构桥梁研讨会,受到了行业各个方面的高度关注。国内技术水平比较高的设计单位,已经着手开始了相关研究,部分单位开始着手进行研究编织中等跨径钢结构桥梁的通用图。除此之外,我国的钢结构制造企业实力很雄厚,在政策的引导之下,钢结构桥梁的生产能力将会有充足的保证。现时期,推行钢结构桥梁的最大阻碍,其一为建造成本,其二是惯性思维。经测算,对于中小跨径桥梁而言,混凝土结构建造成本相对较低,然而随着桥梁跨径的增大,钢结构桥梁的造价优势开始展现。从全生命周期方面来看,钢结构桥梁的造价以及耐久性优势越发突出。因此,《指导明确指出,需秉持政策引导、以市场为主的进步准则展开行动,政府着重发挥政策引导的功能,各地应依照实际情形,依据当地条件灵活制定发展技术路径,更优地调动市场的自主性,有秩序地推进钢结构桥梁的建造事宜。应当挑选条件相称的项目开展试点、示范工作,总结实践经验,修正并完善有关标准规范体系,逐步向着各大区域推行钢结构桥梁建设活动。钢结构桥梁的建造活动并不限定于全新的施工项目,那些具备适应条件的改扩建桥梁、危桥改造等建设工程也都能够启用钢结构桥梁来择替原有的混凝土结构桥梁 。
指导意见表明,需历经五年奋力,致使我国公路领域钢结构桥梁,在设计方面、制造方面、施工方面、养护方面技术基本达成熟状态,技术标准更为完备,新建特大桥梁、大跨径桥梁以钢结构作为主要形式,新改建工程里常规桥梁,采用钢结构桥梁的比例得到显著提高。
二、高度重视钢结构桥梁建设的关键问题
将公路钢结构桥梁建设予以推进,这构成了一个系统工程,甚至还是一项重大技术政策。要落实《指导意见》,就得尊重科学 ,要讲究方式方法 ,要依照客观规律去行事 ,要有序地推进 ,千万不能一哄而上 ,不能不顾实际状况就让其遍地开花 ,不能盲目地推进 ,否则会造成不必要的损失以及负面影响 。鉴于此 ,《指导意见》明确了七个方面的要求 。
一种情况是,务必要强化桥梁结构方面的方案比选工作,致力于往前推进公路的钢结构桥梁建设,推进此项建设并非是要排斥混凝土结构桥梁,而是在恰当的情形之下,去挑选适宜的桥型结构,从而施展各类结构所具备的比较特点,达成减低成本以及提升品质的目标,在进行推进公路钢结构桥梁这一建设过程中,着重强调桥梁方案的比选工作。
在公路工程建设项目的可行性研究阶段,以及初步设计阶段,需针对各类在技术方面契合要求,且在经济层面具备可行性的桥梁结构,开展综合比选,此比选不但涵盖建设成本,还涉及项目环境条件,养护成本,工程实施风险这类因素,其比选方案不光包含混凝土T梁、箱梁等结构,同时包含钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等钢结构,按照工程经验来讲,钢结构桥梁拥有自重轻的特性,特别是在特大跨径桥梁中,在高地震烈度区桥梁里优势显著,理应优先予以选用。对于那种呈现弯坡斜等独特特殊形状样子的桥梁来讲,因为其受力的条件状况十分复杂,所以这是很适宜于钢材各向同性的优势长处的发挥施展的,故而按照这种情况这也应该优先去选用钢结构。对于其他类型的桥梁而言,其中涵盖新建、改扩建工程以及危桥改造工程里拆除上部结构之后重建重造的桥梁等等这些情况,应当具体根据其跨径的大小尺寸以及所处周围环境的状况实情,先行选择适宜合适的钢结构桥梁或者混凝土结构桥梁来展开全面化的比较对比,之后再从中挑选出最为优质的进行选用。
在进行技术经济比选之际,尤其是得格外注重契合项目建设所实际拥有的条件,防止于不具备相关条件的情形下,强行去推进某一种结构的桥梁建设,进而无端地增添建设成本支出,最终形成安全风险方面的隐患 。
二是得开展好钢结构桥梁的选型事宜。钢结构桥梁上部结构主要涵盖钢桁梁、钢箱梁和钢混组合梁这3大类,钢桁梁属于传统的钢结构样式,具备适应性强、结构受力够明确、容易开展检查维修的特性,较长时间处于特大跨径桥梁的优势位置,然而其投入的钢材份量较多,建造造价往相对来讲较高一些情况去发展。钢箱梁结构自身重量对比起来比较轻些,于横风产生作用的情形下具备稳定性良好态势,但结构于内部所展现出的应力的状态繁杂,箱梁内部进行检测、维修存在较大难度,养护过程中花销的费用相对更高,钢桥面板在疲劳这方面所存问题仍旧需要朝着进一步研究改善的方向前行。在钢混组合梁结构里头,混凝土材料受压特长在当中得以展现,钢材的抗拉特长也得以发挥,钢桥面铺装所存在的疲劳问题被规避掉了,然而呢,它这个结构自身重量相当大,这就对它在特大跨径桥梁上边的应用造成了限制,不过在中等跨径桥梁里优势是很显著的。对于每一类结构而言呢,依据细部结构所存在的差异,又能够划分成多种结构类型,每一种结构有着其各自特有的特点以及适用范围。适应桥梁结构所处自然环境,要进行合理选型,这对提高结构的安全耐久性意义重大,还能降低全寿命周期成本,在具体工作里,应结合项目实际情况,挑选最适配的桥梁结构,充分发挥结构特性,做到扬长避短,进而取得最佳效果 。
这一条是,将要强化钢结构桥梁这方面的构造设计,具备断面尺寸小特性的钢结构桥梁,构造设计对于其桥梁结构的安全以及耐久性所产生的影响是颇为显著的,并且应当依据钢结构桥梁的构造特点,着重去做好细部的构造设计,还应当强化节点、截面过渡以及连接部这些部位的细部设计,以此达成结构连续均衡的效果,防止出现断面突变以及过分应力集中的状况,进而减少结构疲劳损伤,以上这些都是需要做到的 。需针对钢结构抵抗腐蚀这一问题,去完善排水系统设计,切实达成不渗不漏的效果,以此防止桥面水对钢结构造成腐蚀,在排水系统材料选择方面,在结构设计方面,还有施工安装等方面,都要强调精细化设计。要针对钢结构桥梁自重轻的特性,加强上部结构的抗倾覆构造设计以及验算操作,从而保证结构稳定性,对于箱型等整体性断面而言,支点间距不应当小于结构宽度的60%。要完善防火构造措施,提升结构应对火灾的能力。
近年,钢铁行业在提升钢材针对自然环境腐蚀的抵抗能力上,付出了诸多努力,耐候钢便是其中典型成果之一。耐候钢生产成本相较于一般钢材,提升幅度不大,然而它能够凭借自身性能,抵御一般环境状况下的侵蚀,甚至于能够实现免涂装,极大程度降低后期养护成本。美国、日本的钢结构桥梁已开始广泛推行耐候钢。我国当前已拥有耐候钢的生产能力,并且开始向国外出口,这是一种值得予以推广的材料。据相关媒体报道,国内耐候钢已开启实桥试验,收获了较好的成效。
其四是务必要开展好钢结构的可维护性设计,要及时察觉病害,及时予以维护,这对于提升桥梁结构的耐久性具备重大的助益,钢结构桥梁在完善结构构造举措方面,相较于混凝土结构更具优势,在开展钢结构桥梁设计时,应当把检修构造当作桥梁结构设计的必备内容,进行全面考虑,要达成构件能够抵达、能够检查、能够修理、能够更换,从而更优地确保结构的使用寿命与安全性 。进行钢结构桥梁管理养护工作的单位,应该使养护管理制度得以健全,要加强养护且具有针对性,需配备管理人员以及相关设备,要提升管理养护方面的水平,从而保证桥梁能够安全运行,并且让结构具备耐久适用性。
五是需推进钢结构的工业化建造,推进其标准化建造,推进其智能化建造。钢结构桥梁适合工厂化制造,适合工业化生产,适合装配式施工,这契合现代桥梁建设的发展趋势。要借助结构标准化,借助加工智能化,从而更好地提升钢结构桥梁的建造品质,降低建设成本,提高生产效率。应当从设计阶段着手,全面考虑钢结构桥梁标准化设计的问题,考虑工厂化制造的问题,考虑装配式施工的问题,合理划分构件,合理划分节段。先要进行现场拼装方案的专项设计,现场拼装的方式,既可以是焊接连接,又能够使用栓接、铆接等办法,要尽力削减施工现场的焊接以及防腐涂装,以此增强施工操作的便利程度,还要保证质量的耐久性。
要加强标准规范制修订,还要加强人才培养,且六是有这样的要求。当前,我国公路行业里,涉及钢结构桥梁的标准规范,以及定额,基本是齐全的。人员和技术储备,基本能满足建设的需要。然而从实践方面来看,因为公路钢结构桥梁目前主要是用在特大跨径桥梁上,对于大跨径、中等跨径桥梁的设计,还有施工经验,是相对较少的。定额测定时间也比较早,和实际应用存在一定的差距,这就需要发挥各参建单位的力量,运用市场机制,不断去积累,还要不断完善。交通运输部也会积极组织,推进标准定额的制修订工作。
七是需对建设组织形式予以优化,钢结构桥梁设计得跟制造加工紧密配合,以此更好地展现各自优势,传统混凝土结构桥梁建设大多用现场预制或者现浇方式,其发包方式没办法适应钢结构桥梁工业化制造的要求,鉴于此,《指导意见》清晰指出,对于钢结构鼓励运用设计施工(涵盖制造)总承包的方式来发包,促使设计跟施工、制造深度融合,最大程度发挥钢结构桥梁优势。就钢结构桥梁养护所具备的专业特性而言,倡导运用专业化养护发包这种方式,以此提升钢结构桥梁的养护质量,进而降低全寿命周期成本。
三、充分发挥各方面的力量
将钢结构桥梁建设推广当作公路行业一项重大技术政策,这需要强化组织领导,要转变过去固有的观念,去调动各方面相关力量,由此来形成行业的合力。《指导意见》指出:
各省级交通运输主管部门,要强化对这项工作的领导,剖析本地区桥梁结构方面呈现的特点,考量技术储备状况,审视钢结构制造具备的条件,以及建设经验相关实际情形,结合地区发展对应经济社会提出的要求,还有资源禀赋情况,去研究构建适宜本地区的钢结构桥梁的推广应用这项工作所涉及的机制,以及技术路线,在有试点作为基础的前提下,总结收获的经验,进而逐步实现推广。
省级交通运输行政主管部门应当逐步构建起钢结构桥梁构件制造单位的信用评估制度,把信用管理当作市场管理、提升工程质量的关键举措。交通运输部会依据信用评价的施行成效,适时把钢结构制造单位的信用评价歸入公路建设行业信用评价系统当中。
项目建设单位要依据项目实际情形,剖析钢结构适用情形,且明确应用钢结构需要处理的关键问题,进而组织开展专题研究,形成实用型成果,以此指导项目建设,借此通过一段时间技术积累,逐步完备钢结构桥梁建设技术。在推进公路钢结构桥梁建设进程里,公路建设、设计、施工等各单位需充分借助市场与社会力量,发挥专家智慧,为推进钢结构桥梁建设提供技术支撑与保障。
现阶段推进公路钢结构桥梁建设的重要举措是钢结构标准图的编制,交通运输部会积极支持有能力的设计单位,使其与钢结构制造单位通力配合,去编制钢结构桥梁的标准图,进而推进钢结构桥梁的普及。
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