鋼結構橋梁在公路工程中的應用展望

王曉丹

摘 要： 本文綜述了鋼結構橋梁的發展現狀，介紹了有關行業政策，指出了推進鋼結構橋梁建設應注意的幾個方面，分析了鋼結構橋梁的適用范圍，并對鋼結構橋梁未來的發展進行了展望。

關鍵詞： 鋼結構；公路橋梁；展望

前言：公路橋梁，是指路線穿過江河、港灣、湖泊、水庫、灌渠等水域，或跨越深谷地帶，或與其它線路交叉，為了保持交通暢通而設置的結構物。鋼結構橋梁具有自重輕、跨度大、剛度好以及施工周期短等優點，正逐步取代混凝土橋梁，應用越來越廣泛。

一、鋼結構橋梁發展現狀

混凝土和鋼材是現代橋梁工程結構兩大最主要的材料，所以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。混凝土結構具有取材方便、造價相對較低、施工工藝成熟等優點，長期以來在公路橋梁建設中被廣泛應用。鋼結構具有自重輕、材質均勻、質量穩定、易于工廠化制造、裝配化施工、便于回收利用等優點，在發達國家廣泛應用。

中國建設鋼橋的歷史可以追朔到百年以前，1907年建成的上海外白渡橋，1909年通車的蘭州黃河老橋都成為歷史文物，受到保護。我國受社會經濟發展水平制約，鋼結構橋梁主要用于特大跨徑橋梁，截至2015年底，我國公路鋼結構橋梁占比不足1%。隨著鋼鐵產能的提高和鋼結構橋梁建設技術的進步，我國已經具備推廣鋼結構橋梁的物質基礎和技術條件。

二、行業政策

2016年7月，交通運輸部印發《關于推進公路結構橋梁建設的指導意見》（交公路發〔2016〕115號），決定推進鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等公路鋼結構橋梁建設，提升公路橋梁品質，發揮鋼結構橋梁性能優勢，助推公路建設轉型升級。

2016年9月，河南省交通運輸廳下發了《河南省綠色公路建設和推進公路鋼結構橋梁建設實施方案》，推動公路鋼結構橋梁在我省的政策落地。

我國已經成為世界第二大經濟體，加上國家“去產能”政策的實施，當前是推進鋼結構橋梁建設、提升公路橋梁建設品質的良好契機，同時也是落實《國務院關于鋼鐵行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》（國發〔2016〕6號）要求，促進鋼鐵行業轉型升級的重要舉措。

三、鋼結構橋梁建設應關注的幾個問題

一是要加強標準規范制修訂。當前，我國公路行業涉及鋼結構橋梁的標準規范、定額基本齊全，技術儲備基本滿足建設的需要。但從實踐看，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、施工經驗相對較少，定額測定時間也較早，與實際應用存在一定的差距，需要發揮各參建單位的力量，運用市場機制，不斷積累和完善。

二是要推進鋼結構工業化、標準化、智能化建造。鋼結構橋梁適宜工廠化制造、工業化生產、裝配式施工，符合現代橋梁建設發展趨勢。我們應通過結構標準化、加工智能化，更好地提升鋼結構橋梁建造品質，降低建設成本，提高生產效率。應從設計階段開始，統籌考慮鋼結構橋梁標準化設計、工廠化制造、裝配式施工等問題，合理劃分構件和節段。對現場拼裝方案要進行專項設計，現場拼裝可以采用焊接連接，也可以采用栓接、鉚接等方式，盡量減少施工現場焊接、防腐涂裝，增強施工操作的便利性，保證質量耐久性。

三是要加強橋梁結構方案比選工作。推進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，發揮各種結構的比較優勢，達到降低工程全壽命周期成本、提高工程品質的目的。在推進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，應該對各種技術上滿足要求、經濟上可行的橋梁結構進行綜合比選，比選不僅要考慮建設成本，還要考慮項目環境條件、養護成本、工程實施風險等因素。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。從工程經驗看，鋼結構橋梁具有自重輕的特點，尤其在特大跨徑橋梁、高地震烈度區橋梁中優勢明顯，應該優先選用。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勢發揮，也應該優先選用鋼結構。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境，選擇適合的鋼結構橋梁或混凝土結構橋梁進行全面比較，擇優選用。

在技術經濟比選時，特別要注意切合項目建設的實際條件，避免在不具備條件下，強行推進某一種結構橋梁，不必要的增加建設成本，造成安全風險隱患。

四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，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，長期占據著特大跨徑橋梁的優勢地位，但其用鋼量較大，造價相對較高。鋼箱梁結構自重相對較輕，在橫風作用下穩定性好，但結構內部應力狀態復雜，箱梁內部檢測、維修難度較大，養護費用相對較高，鋼橋面板疲勞問題仍需要進一步研究改進。鋼混組合梁結構發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勢明顯。合理的選型，對更好的適應橋梁結構所處自然環境，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，應結合項目的實際情況，選擇最適合的橋梁結構，充分發揮結構特性，揚長避短，取得最佳效果。

五是要優化建設組織形式。鋼結構橋梁設計要與制造加工緊密配合，更好的發揮各自的優勢。傳統的混凝土結構橋梁建設普遍采用現場預制或現澆方式，其發包方式已不能適應鋼結構橋梁工業化制造的要求。為此，鋼結構鼓勵采用設計施工（含制造）總承包的方式發包，促進設計與施工、制造的深度融合，最大限度的發揮鋼結構橋梁的優勢。針對鋼結構橋梁養護的專業特性，鼓勵采用專業化養護發包的方式，提高鋼結構橋梁的養護質量，降低全壽命周期成本。

六是要加強人才培養。鼓勵設計、施工、監理、管養等單位加強鋼結構橋梁專業人才的引進和培養。大中專院校應加大對鋼結構橋梁相關專業人才的培養力度，增加專業設置。

四、鋼結構橋梁在我省的適用范圍

鋼結構橋梁主要適合應用于大中跨徑橋梁，一般40米至80米跨徑宜選用鋼混組合結構橋梁，80米以上跨徑宜選用鋼橋或鋼混組合結構橋梁。

1、黃河大橋與淮河大橋應大規模推廣應用鋼結構橋梁。黃河與淮河大橋灘地面積大，場地平整；中原地區路網密集，具備建設鋼橋廠房的基礎條件；橋長較長，采用鋼結構橋梁后便于整體集中養護，因此建議在該位置規模應用鋼結構橋梁。

2、跨線橋梁等特殊位置宜采用鋼結構橋梁。在曲線半徑較小，跨越繁忙的公路或高速公路時，利用鋼結構橋梁可整孔架設、可頂推施工的特點，可快速完成橋梁的架設，在這些位置宜采用鋼結構橋梁。

3、跨越南水北調橋梁應采用大跨徑鋼結構橋梁。南水北調總干渠建成后，要求橋梁一跨跨越總干渠，橋梁跨度大，施工難度高，利用鋼結構橋梁跨越能力大的特點，可有效降低引橋長度。

4、山區橋梁不宜采用鋼結構橋梁。山區橋梁由于場地受限，鋼結構運輸條件不足，難以得到規模化應用，對于山區不建議采用大量的鋼結構橋梁。

結語：推進公路鋼結構橋梁建設，是落實綠色發展理念，實行現代工程管理人本化、專業化、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，提高結構安全耐久性，降低全壽命周期成本，促進公路建設的轉型升級、提質增效。我相信，在未來的公路橋梁建設中，鋼結構橋梁一定會得到越來越多的推廣應用。

參考文獻

[1]淺談新形勢下我國鋼結構橋梁的建設前景.楊朝江.江西建材.2017（5）.

[2]鋼結構橋梁的發展與應用趨勢.吳藝偉 葛桐旭 胡志超.工程技術.2017（14）.