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混凝土和鋼材是現(xiàn)代橋梁工程結(jié)構(gòu)兩大最主要的材料。混凝土結(jié)構(gòu)具有就地取材、造價相對較低、施工工藝成熟等優(yōu)點，長期以來在公路橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、材質(zhì)均勻、質(zhì)量穩(wěn)定、易于工廠化制造、裝配化施工、便于回收利用等優(yōu)點，為世界橋梁界所推崇。鋼結(jié)構(gòu)橋梁和混凝土橋梁是現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)的兩種基本結(jié)構(gòu)型式。法國、日本、美國等國家的鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比分別為85%、41%和35%，我國受經(jīng)濟社會發(fā)展水平和鋼材產(chǎn)能制約，鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要用于特大跨徑橋梁。截止2015年底，我國公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比不足1%。
隨著鋼鐵產(chǎn)能的提高和鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)技術(shù)的進步，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。當(dāng)前，鋼鐵產(chǎn)能過剩、鋼材價格下降，是推進鋼結(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，同時也是落實《國務(wù)院關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》（國發(fā)〔2016〕6號）要求，促進鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要舉措。為推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)，交通運輸部發(fā)布了《關(guān)于推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的指導(dǎo)意見》（交公路發(fā)〔2016〕115號，以下簡稱《指導(dǎo)意見》）。
一、推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)已成為行業(yè)共識
推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)，是落實綠色發(fā)展理念，實行現(xiàn)代工程管理人本化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)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(shè)品質(zhì)，提高結(jié)構(gòu)安全耐久性，降低全壽命周期成本，促進公路建設(shè)的轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效。
目前，在公路行業(yè)內(nèi)外對推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁呼聲很高，一些省份已經(jīng)開始試點工作，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了鋼結(jié)構(gòu)橋梁研討會，受到行業(yè)各方面的高度關(guān)注。國內(nèi)技術(shù)水平較高的設(shè)計單位已開始了相關(guān)研究，部分單位開始著手研究編制中等跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁的通用圖。此外，我國鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)實力較強，在政策引導(dǎo)下，鋼結(jié)構(gòu)橋梁生產(chǎn)能力將有足夠保證。現(xiàn)階段，推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁的最大障礙，一是建造成本，二是慣性思維。據(jù)測算，對中小跨徑橋梁，混凝土結(jié)構(gòu)建造成本相對較低，但隨著橋梁跨徑的增大，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的造價優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。從在全生命周期看，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的造價和耐久性優(yōu)勢更為突出。為此，《指導(dǎo)意見》明確，要堅持政策引導(dǎo)、市場為主的推進原則，政府主要發(fā)揮政策引導(dǎo)作用，各地應(yīng)根據(jù)實際情況，因地制宜地制定發(fā)展技術(shù)路線，更好地發(fā)揮市場的主動性，有序推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)。要選擇條件適宜的項目進行試點、示范，總結(jié)經(jīng)驗，修訂完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，逐步推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)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(jié)構(gòu)橋梁代替原有的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁。
指導(dǎo)意見指出，要通過五年的努力，使得我國公路行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計、制造、施工、養(yǎng)護技術(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。
二、高度重視鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的關(guān)鍵問題
推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，更是一個重大技術(shù)政策。落實《指導(dǎo)意見》必須尊重科學(xué)，講究方式方法，按照客觀規(guī)律辦事，有序推進，切忌一哄而上，不顧實際情況遍地開花、盲目推進，造成不必要的損失和負面影響。為此，《指導(dǎo)意見》明確了七個方面的要求。
一是要加強橋梁結(jié)構(gòu)方案比選工作。推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)不是排斥混凝土結(jié)構(gòu)橋梁，而是要在適當(dāng)?shù)那闆r下選擇適當(dāng)?shù)臉蛐徒Y(jié)構(gòu)，發(fā)揮各種結(jié)構(gòu)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。在推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)中，一定要強調(diào)橋梁方案的比選工作。
在公路工程建設(shè)項目可行性研究和初步設(shè)計階段，應(yīng)該對各種技術(shù)上滿足要求、經(jīng)濟上可行的橋梁結(jié)構(gòu)進行綜合比選，比選不僅要考慮建設(shè)成本，還要考慮項目環(huán)境條件、養(yǎng)護成本、工程實施風(fēng)險等因素。比選方案既要包括混凝土T梁、箱梁等結(jié)構(gòu)，也要包括鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等鋼結(jié)構(gòu)。從工程經(jīng)驗看，鋼結(jié)構(gòu)橋梁自重輕的特點，尤其在特大跨徑橋梁、高地震烈度區(qū)橋梁中優(yōu)勢明顯，應(yīng)該優(yōu)先選用。對于彎坡斜等特殊形狀的橋梁，受力條件復(fù)雜，適宜鋼材各向同性的優(yōu)勢發(fā)揮，也應(yīng)該優(yōu)先選用鋼結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)重建的橋梁等，應(yīng)該根據(jù)其跨徑和所處環(huán)境，選擇適合的鋼結(jié)構(gòu)橋梁或混凝土結(jié)構(gòu)橋梁進行全面比較，擇優(yōu)選用。
在技術(shù)經(jīng)濟比選時，特別要注意切合項目建設(shè)的實際條件，避免在不具備條件下，強行推進一種結(jié)構(gòu)橋梁，不必要的增加建設(shè)成本，造成安全風(fēng)險隱患。
二是要做好鋼結(jié)構(gòu)橋梁的選型工作。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，鋼桁梁是傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)型式，適應(yīng)性強、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，但結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，箱梁內(nèi)部檢測、維修難度較大，養(yǎng)護費用相對較高，鋼橋面板疲勞問題仍需要進一步研究改進。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。每一類結(jié)構(gòu)，根據(jù)細部結(jié)構(gòu)差異又可以分為多種結(jié)構(gòu)類型，每種結(jié)構(gòu)有其各自的特點和適用范圍。合理的選型，對更好的適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)所處自然環(huán)境，提高結(jié)構(gòu)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(yīng)結(jié)合項目的實際情況，選擇最適合的橋梁結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)特性，揚長避短，取得最佳效果。
三是要加強鋼結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)造設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)橋梁斷面尺寸小，構(gòu)造設(shè)計對橋梁結(jié)構(gòu)的安全和耐久性影響顯著。應(yīng)針對鋼結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)造特點，重點做好細部構(gòu)造設(shè)計。要加強節(jié)點、截面過渡和連接部的細部設(shè)計，做到結(jié)構(gòu)連續(xù)均衡，避免造成斷面突變和過分應(yīng)力集中，減少結(jié)構(gòu)疲勞損傷。要針對鋼結(jié)構(gòu)抵抗腐蝕問題，完善排水系統(tǒng)設(shè)計，切實做到不滲不漏，防止橋面水對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，要在排水系統(tǒng)材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工安裝等方面，強調(diào)精細化設(shè)計。要針對鋼結(jié)構(gòu)橋梁自重輕的特點，加強上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆構(gòu)造設(shè)計和驗算，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對于箱型等整體性斷面，支點間距不宜小于結(jié)構(gòu)寬度的60%。要完善防火構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)應(yīng)對火災(zāi)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(yǎng)護成本。美國、日本的鋼結(jié)構(gòu)橋梁已經(jīng)開始廣泛推廣耐候鋼。我國目前已經(jīng)具備了耐候鋼的生產(chǎn)能力，并開始向國外出口，這是一種值得推廣的材料。據(jù)有關(guān)媒體報道，國內(nèi)耐候鋼已經(jīng)開始了實橋試驗，取得了較好的效果。
四是要做好鋼結(jié)構(gòu)的可維護性設(shè)計。及時發(fā)現(xiàn)病害、及時維護，對提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性具有重大幫助。鋼結(jié)構(gòu)橋梁在完善結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施方面，較混凝土結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢。在鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計時，應(yīng)將檢修構(gòu)造作為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的必須內(nèi)容，統(tǒng)籌考慮，做到構(gòu)件可達、可檢、可修、可換，以更好地保證結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的管理養(yǎng)護單位應(yīng)健全養(yǎng)護管理制度，有針對性的加強養(yǎng)護，配備管理人員和設(shè)備，提升管理養(yǎng)護水平，保證橋梁安全運行和結(jié)構(gòu)耐久。
五是要推進鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化建造。鋼結(jié)構(gòu)橋梁適宜工廠化制造、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配式施工，符合現(xiàn)代橋梁建設(shè)發(fā)展趨勢。應(yīng)通過結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、加工智能化，更好地提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁建造品質(zhì)，降低建設(shè)成本，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)從設(shè)計階段開始，統(tǒng)籌考慮鋼結(jié)構(gòu)橋梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化制造、裝配式施工等問題，合理劃分構(gòu)件和節(jié)段。對現(xiàn)場拼裝方案要進行專項設(shè)計，現(xiàn)場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(xiàn)場焊接、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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂和人才培養(yǎng)。當(dāng)前，我國公路行業(yè)涉及鋼結(jié)構(gòu)橋梁的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、定額基本齊全，人員和技術(shù)儲備基本滿足建設(shè)的需要。但從實踐看，由于公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁目前主要應(yīng)用于特大跨徑橋梁，大跨徑、中等跨徑橋梁的設(shè)計、施工經(jīng)驗相對較少，定額測定時間也較早，與實際應(yīng)用存在一定的差距，需要發(fā)揮各參建單位的力量，運用市場機制，不斷積累和完善。交通運輸部也將積極組織、推進標(biāo)準(zhǔn)定額的制修訂工作。
七是要優(yōu)化建設(shè)組織形式。鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)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(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)普遍采用現(xiàn)場預(yù)制或現(xiàn)澆方式，其發(fā)包方式已不能適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)橋梁工業(yè)化制造的要求。為此，《指導(dǎo)意見》明確，鋼結(jié)構(gòu)鼓勵采用設(shè)計施工（含制造）總承包的方式發(fā)包，促進設(shè)計與施工、制造的深度融合，最大限度的發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)勢。針對鋼結(jié)構(gòu)橋梁養(yǎng)護的專業(yè)特性，鼓勵采用專業(yè)化養(yǎng)護發(fā)包的方式，提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁的養(yǎng)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(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)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(dǎo)，轉(zhuǎn)變以往固有觀念，調(diào)動各方面力量，形成行業(yè)合力。《指導(dǎo)意見》指出：
各省級交通運輸主管部門要加強對這項工作的領(lǐng)導(dǎo)，分析本地區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)儲備、鋼結(jié)構(gòu)制造條件和建設(shè)經(jīng)驗等實際情況，結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展要求和資源稟賦，研究建立適合本地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁推廣應(yīng)用工作機制和技術(shù)路線，在試點的基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗，逐步推廣。
省級交通運輸主管部門應(yīng)逐步建立鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)件制造單位的信用評價制度，將信用管理作為市場管理、提高工程質(zhì)量的重要手段。交通運輸部將根據(jù)信用評價的實施效果，適時將鋼結(jié)構(gòu)制造單位的信用評價納入到公路建設(shè)行業(yè)信用評價體系中。
項目建設(shè)單位應(yīng)針對項目的實際情況，分析鋼結(jié)構(gòu)的適用條件，以及在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)中需要解決的關(guān)鍵問題，組織開展專題研究，形成實用型成果，指導(dǎo)項目建設(shè)。要通過一段時間的技術(shù)積累，逐步完備鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)技術(shù)。在推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)中，公路建設(shè)、設(shè)計、施工等各單位要充分利用市場和社會的力量，發(fā)揮專家的智慧，為推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)提供技術(shù)支持和保障。
鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖的編制是現(xiàn)階段推進公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的重要措施。交通運輸部將積極支持有能力的設(shè)計單位與鋼結(jié)構(gòu)制造單位通力配合，編制鋼結(jié)構(gòu)橋梁的標(biāo)準(zhǔn)圖，推進鋼結(jié)構(gòu)橋梁的普及。