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交通強國,裝配式橋梁大有可為
2020-01-07 來源:中國建設報 


  中共中央、國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》,為城市交通基礎設施建設指明了方向。福建省廈門市是中國東南沿海的重要中心城市、港口,是最早的經(jīng)濟特區(qū),也是國務院設立的自由貿(mào)易綜合試驗區(qū)。據(jù)悉,2018年,廈門市在交通運輸業(yè)方面的投資同比增長42.0%。目前,廈門市的公路橋梁、城市高架橋的建設發(fā)展迅速,特別是裝配式橋梁正在興建。為更好地了解橋梁建設方面的相關知識,中國建設報記者日前與廈門市交通運輸局巡視員、總工程師林樹枝進行了對話。

  中國建設報記者:林總工,《交通強國建設綱要》提出,要“牢牢把握交通‘先行官’定位,適度超前,推動交通發(fā)展由追求速度規(guī)模向更加注重質量效益轉變,由各種交通方式相對獨立發(fā)展向更加注重一體化融合發(fā)展轉變”,請問,交通建設包括哪些內(nèi)容?

  林樹枝:交通是隨著人類生活和生產(chǎn)的需要發(fā)展起來的,交通建設主要包括鐵路、公路、水運、民航、管道、郵政等基礎設施建設。我國要通過完善多層次交通網(wǎng)絡布局,推動交通大通道大樞紐建設,形成全國交通協(xié)調(diào)發(fā)展的新格局。

  隨著我國的社會主義建設進入新時代,交通的發(fā)展也將進入新階段?!督煌◤妵ㄔO綱要》明確了我國交通發(fā)展的指導思想,即:“構建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的現(xiàn)代化綜合交通體系,打造一流設施、一流技術、一流管理、一流服務,建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強國。” 未來一段時期,交通基礎設施建設將如火如荼、蓬勃發(fā)展。

  中國建設報記者:《交通強國建設綱要》要求:“構建現(xiàn)代化工程建設質量管理體系,推進精品建造和精細管理。” 您認為,在橋梁建設中,采用什么建造模式,更容易實現(xiàn)這一目標?

  林樹枝:當然是裝配式建造模式。從20世紀末期至今,預制裝配式鋼筋混凝土結構已經(jīng)廣泛應用于國內(nèi)的土木工程以及橋梁、隧道等領域,發(fā)揮著不可替代的作用。全預制化的橋梁結構,也已成為加快施工速度、減少現(xiàn)場污染、實現(xiàn)低碳化建設的有效手段。在國家政策的引導下,目前,裝配式橋梁結構在各類交通工程中已得到越來越廣泛的應用。

  推進裝配式橋梁建設,是落實綠色發(fā)展理念,實現(xiàn)工程管理人本化、專業(yè)化、標準化、信息化、精細化的重要抓手,可以有效提升橋梁的建設品質,提高結構安全耐久性,降低全壽命周期成本。

  中國建設報記者:裝配式橋梁主要有幾種類型?

  林樹枝:裝配式橋梁主要有三種類型,即:木結構橋梁、預制裝配式鋼筋混凝土橋梁和鋼結構橋梁。

  中國建設報記者:請您介紹一下這三種裝配式橋梁結構的特點。

  林樹枝:中國是最早應用木結構的國家之一。木結構在唐朝已形成了一套完整的制作方法,北宋李誡主編的《營造法式》,是中國也是世界上第一部關于木結構建造的法規(guī)。在現(xiàn)代,復合木結構技術的發(fā)展,為木結構拓寬了應用領域。現(xiàn)代復合木結構采用膠合木,膠合木與成材相比,強度大,而且結構均勻,內(nèi)應力小,不易開裂和翹曲變形,還有較高的耐火性能,可解決大跨度、耐候防蛀等問題。利用膠合木,國內(nèi)已建成了許多木結構橋梁。國內(nèi)最長的木結構橋梁——蘇州胥江木結構桁架拱橋采用膠合木桁架拱體系,全長達108米,主拱跨度達75.7米,是目前世界上跨度最大的木結構橋梁。

  預制裝配式鋼筋混凝土橋梁由裝配式梁體、裝配式橋墩和裝配式墩臺組成,裝配式梁體采用節(jié)段拼裝。隨著起重設備能力的提升,大節(jié)段整體吊裝方法越來多地用于橋梁建設,優(yōu)點是減小了拼接縫的數(shù)量,將主要的梁體制作轉移到工廠內(nèi)生產(chǎn),減少了現(xiàn)場施工的難度,在保證施工質量的同時,加快了施工速度。城市高架橋若采用傳統(tǒng)的滿堂支架現(xiàn)澆方法,會造成橋下交通阻斷,影響地面交通,給城市居民的生產(chǎn)、生活造成很不利的影響,因此,城市高架橋的建設不僅需要綜合考慮質量、工期、美觀、環(huán)保等方面的要求,還要考慮保證道路的通暢。預制裝配式橋梁可以很好地解決這些問題,很適合在城市密集區(qū)施工。

  鋼結構橋梁的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下七個方面:第一,鋼結構構件強度高、斷面小、自重輕,適用于建造結構復雜、荷載很大、跨徑很長的橋梁,采用鋼結構橋梁,可以實現(xiàn)無障礙跨越鐵路、高速公路、城市交叉口等;第二,鋼材具有良好的塑性和韌性,延性好、抗震性能好,適合用于地震高烈度區(qū)、地震重點設防區(qū);第三,鋼結構可實現(xiàn)標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工,制造精度高、質量穩(wěn)定可靠、運輸和吊裝方便、施工工期短;第四,施工過程中容易進行加固、接高、擴寬等改造工作;第五,鋼結構構件中一般都設計許多空腔,有利于管線的布置;第六,鋼結構節(jié)能環(huán)保,材料可回收再利用;第七,鋼結構橋梁易于維修、改造、回收再利用。

  譬如,2008年4月,有關單位對1908年建成的上海外白渡橋進行維修,外白渡橋南北兩個跨橋第一次分離。拆移后,外白渡橋兩個跨橋分別送至工廠維修,在蘇州河上“消失”了9個月,經(jīng)過修繕后,外白渡橋“鶴發(fā)童顏”,重新屹立在蘇州河上。

  中國建設報記者:鋼結構橋梁不僅優(yōu)點多,在很多城市已經(jīng)成為一道亮麗的風景線,請問,鋼結構橋梁有幾種類型?

  林樹枝:鋼結構橋梁主要包括鋼桁梁、鋼箱梁和鋼混組合梁3大類型。

  鋼桁梁是傳統(tǒng)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(jù)著特大跨徑橋梁的優(yōu)勢地位,但其用鋼量較大,造價相對高。

  鋼箱梁結構自重相對較輕,在橫風作用下穩(wěn)定性好,但結構內(nèi)部應力狀態(tài)復雜,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。

  鋼混組合梁結構發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能和鋼材的抗拉性能,規(guī)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,不過,在中等跨徑橋梁中,優(yōu)勢明顯。

  譬如,港珠澳大橋采用了16公里長的鋼箱梁和6公里長的組合梁,是國際上建設規(guī)模最大的海上鋼結構長橋。鋼箱梁和組合梁具有自重輕、承載能力高、整體性強、耐久性和抗震性能好等優(yōu)點,很符合港珠澳大橋“標準化、大型化、工廠化、裝配化”的建設理念。

  中國建設報記者:中國建筑金屬結構協(xié)會發(fā)布的《2019年中國鋼結構建筑行業(yè)報告》顯示,2018年,規(guī)模以上的鋼結構企業(yè)完工的鋼結構橋梁項目僅有18個,您認為是什么原因?

  林樹枝:我認為,目前推廣鋼結構橋梁的主要障礙是建造成本、慣性思維的問題。根據(jù)對中小跨徑橋梁的測算,混凝土結構建造成本相對較低,但隨著橋梁跨徑的增大,鋼結構橋梁的造價優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。從全生命周期看,鋼結構橋梁造價和耐久性優(yōu)勢更為突出。

  此外,鋼結構橋梁的防腐、防銹也是人們擔心的問題之一。近年來,鋼鐵行業(yè)在提高鋼材抵抗自然環(huán)境腐蝕方面做了大量的努力,耐候鋼就是典型的成果之一。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,大幅度降低后期養(yǎng)護成本。美國、日本的鋼結構橋梁已經(jīng)開始廣泛推廣耐候鋼??上驳氖牵覈壳耙呀?jīng)具備了生產(chǎn)耐候鋼的能力。

  其實,世界上有很多使用年限超過100年的鋼結構橋梁,只要養(yǎng)護得好,并不存在鋼結構銹蝕的情況。譬如,1849年完工的匈牙利布達佩斯鏈子橋,1983年竣工的紐約布魯克林大橋,1937年5月建成通車的美國金門大橋等等。

  鋼結構橋梁和混凝土橋梁是現(xiàn)代橋梁結構的兩種基本型式。法國、日本、美國等鋼結構橋梁占比分別為85%、41%和35%。以往,我國受經(jīng)濟社會發(fā)展水平和鋼材產(chǎn)能制約等因素影響,鋼結構橋梁主要用于特大跨徑橋梁,截止到2015年底,我國公路鋼結構橋梁占比不足1%。為推進鋼結構橋梁在我國的規(guī)模化應用,2016年,交通運輸部專門發(fā)布了《關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》。隨著我國鋼鐵產(chǎn)能的提高和橋梁建造技術的進步,我國已經(jīng)具備推廣鋼結構橋梁的物質基礎和技術條件。

  中國建設報記者:請您介紹一下福建省在城市橋梁工程領域推廣鋼結構的情況。

  林樹枝:為進一步拓寬鋼結構推廣應用領域、促進建筑業(yè)高質量發(fā)展,2019年10月22日,福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳、福建省發(fā)展和改革委員會聯(lián)合發(fā)布的《關于在城市橋梁工程領域推廣鋼結構的通知》要求:“各地應當結合經(jīng)濟發(fā)展和自然條件,在跨江、跨河、跨越城市主次干道的城市橋梁、立交橋、過街天橋、棧橋步道等城市橋梁工程項目先行先試,支持選擇采用鋼結構。”福建省已將推進城市鋼結構橋梁建設作為提升橋梁建設品質、促進建筑行業(yè)轉型升級的重要舉措。以廈門為例,已經(jīng)建成的全國首條空中自行車道——廈門云頂路自行車道快速道以及全長28.9公里、貫穿廈門島東西方向的山海健康步道,均采用鋼結構橋梁。

  中國建設報記者:請您談一下鋼結構橋梁的應用前景。

  林樹枝:我國是產(chǎn)鋼大國,但不是鋼結構應用強國。在橋梁工程中應用鋼結構的比例較低,與發(fā)達國家相比,還有很大的差距,也就是說,鋼結構橋梁的發(fā)展還有很大的空間。隨著政府對鋼結構應用的鼓勵和扶持,特別是我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長,規(guī)模大、跨徑長的特大型橋梁等大批建設項目待建,為鋼結構橋梁提供了廣闊的應用前景。

  《交通強國建設綱要》強調(diào),要堅持綠色發(fā)展,促進資源節(jié)約集約利用,要把生態(tài)環(huán)境保護理念貫穿到交通基礎設施規(guī)劃、建設、運營和養(yǎng)護的全過程。在橋梁建設中,推廣應用裝配式建造模式,對節(jié)能減排、綠色環(huán)保,對減輕橋梁在建造、使用、拆除的全生命周期內(nèi)的環(huán)境資源壓力,意義非常重大,橋梁的裝配式建造也已越來越成為全社會的共識。

  當前,《交通強國建設綱要》已經(jīng)發(fā)布,指導思想、發(fā)展目標已經(jīng)明確。我們要群策群力,為早日把我國建設成交通強國而努力奮斗。



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