交通強(qiáng)國(guó),裝配式橋梁大有可為
2020-01-07 來(lái)源:中國(guó)建設(shè)報(bào) 


  中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》,為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)指明了方向。福建省廈門市是中國(guó)東南沿海的重要中心城市、港口,是最早的經(jīng)濟(jì)特區(qū),也是國(guó)務(wù)院設(shè)立的自由貿(mào)易綜合試驗(yàn)區(qū)。據(jù)悉,2018年,廈門市在交通運(yùn)輸業(yè)方面的投資同比增長(zhǎng)42.0%。目前,廈門市的公路橋梁、城市高架橋的建設(shè)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(shè)方面的相關(guān)知識(shí),中國(guó)建設(shè)報(bào)記者日前與廈門市交通運(yùn)輸局巡視員、總工程師林樹枝進(jìn)行了對(duì)話。

  中國(guó)建設(shè)報(bào)記者:林總工,《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》提出,要“牢牢把握交通‘先行官’定位,適度超前,推動(dòng)交通發(fā)展由追求速度規(guī)模向更加注重質(zhì)量效益轉(zhuǎn)變,由各種交通方式相對(duì)獨(dú)立發(fā)展向更加注重一體化融合發(fā)展轉(zhuǎn)變”,請(qǐng)問(wèn),交通建設(shè)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(lái)的,交通建設(shè)主要包括鐵路、公路、水運(yùn)、民航、管道、郵政等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。我國(guó)要通過(guò)完善多層次交通網(wǎng)絡(luò)布局,推動(dòng)交通大通道大樞紐建設(shè),形成全國(guó)交通協(xié)調(diào)發(fā)展的新格局。

  隨著我國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)進(jìn)入新時(shí)代,交通的發(fā)展也將進(jìn)入新階段?!督煌◤?qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》明確了我國(guó)交通發(fā)展的指導(dǎo)思想,即:“構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化綜合交通體系,打造一流設(shè)施、一流技術(shù)、一流管理、一流服務(wù),建成人民滿意、保障有力、世界前列的交通強(qiáng)國(guó)。” 未來(lái)一段時(shí)期,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將如火如荼、蓬勃發(fā)展。

  中國(guó)建設(shè)報(bào)記者:《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》要求:“構(gòu)建現(xiàn)代化工程建設(shè)質(zhì)量管理體系,推進(jìn)精品建造和精細(xì)管理。” 您認(rèn)為,在橋梁建設(shè)中,采用什么建造模式,更容易實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?

  林樹枝:當(dāng)然是裝配式建造模式。從20世紀(jì)末期至今,預(yù)制裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的土木工程以及橋梁、隧道等領(lǐng)域,發(fā)揮著不可替代的作用。全預(yù)制化的橋梁結(jié)構(gòu),也已成為加快施工速度、減少現(xiàn)場(chǎng)污染、實(shí)現(xiàn)低碳化建設(shè)的有效手段。在國(guó)家政策的引導(dǎo)下,目前,裝配式橋梁結(jié)構(gòu)在各類交通工程中已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

  推進(jìn)裝配式橋梁建設(shè),是落實(shí)綠色發(fā)展理念,實(shí)現(xiàn)工程管理人本化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、精細(xì)化的重要抓手,可以有效提升橋梁的建設(shè)品質(zhì),提高結(jié)構(gòu)安全耐久性,降低全壽命周期成本。

  中國(guó)建設(shè)報(bào)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(jié)構(gòu)橋梁、預(yù)制裝配式鋼筋混凝土橋梁和鋼結(jié)構(gòu)橋梁。

  中國(guó)建設(shè)報(bào)記者:請(qǐng)您介紹一下這三種裝配式橋梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

  林樹枝:中國(guó)是最早應(yīng)用木結(jié)構(gòu)的國(guó)家之一。木結(jié)構(gòu)在唐朝已形成了一套完整的制作方法,北宋李誡主編的《營(yíng)造法式》,是中國(guó)也是世界上第一部關(guān)于木結(jié)構(gòu)建造的法規(guī)。在現(xiàn)代,復(fù)合木結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展,為木結(jié)構(gòu)拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)代復(fù)合木結(jié)構(gòu)采用膠合木,膠合木與成材相比,強(qiáng)度大,而且結(jié)構(gòu)均勻,內(nèi)應(yīng)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(wèn)題。利用膠合木,國(guó)內(nèi)已建成了許多木結(jié)構(gòu)橋梁。國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)的木結(jié)構(gòu)橋梁——蘇州胥江木結(jié)構(gòu)桁架拱橋采用膠合木桁架拱體系,全長(zhǎng)達(dá)108米,主拱跨度達(dá)75.7米,是目前世界上跨度最大的木結(jié)構(gòu)橋梁。

  預(yù)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(tái)組成,裝配式梁體采用節(jié)段拼裝。隨著起重設(shè)備能力的提升,大節(jié)段整體吊裝方法越來(lái)多地用于橋梁建設(shè),優(yōu)點(diǎn)是減小了拼接縫的數(shù)量,將主要的梁體制作轉(zhuǎn)移到工廠內(nèi)生產(chǎn),減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的難度,在保證施工質(zhì)量的同時(shí),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(huì)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(shè)不僅需要綜合考慮質(zhì)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(yù)制裝配式橋梁可以很好地解決這些問(wèn)題,很適合在城市密集區(qū)施工。

  鋼結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下七個(gè)方面:第一,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度高、斷面小、自重輕,適用于建造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、荷載很大、跨徑很長(zhǎng)的橋梁,采用鋼結(jié)構(gòu)橋梁,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)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(diǎn)設(shè)防區(qū);第三,鋼結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工,制造精度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、運(yùn)輸和吊裝方便、施工工期短;第四,施工過(guò)程中容易進(jìn)行加固、接高、擴(kuò)寬等改造工作;第五,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中一般都設(shè)計(jì)許多空腔,有利于管線的布置;第六,鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能環(huán)保,材料可回收再利用;第七,鋼結(jié)構(gòu)橋梁易于維修、改造、回收再利用。

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

  中國(guó)建設(shè)報(bào)記者:鋼結(jié)構(gòu)橋梁不僅優(yōu)點(diǎn)多,在很多城市已經(jīng)成為一道亮麗的風(fēng)景線,請(qǐng)問(wèn),鋼結(jié)構(gòu)橋梁有幾種類型?

  林樹枝:鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式,適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)受力明確,易于檢查維修,長(zhǎng)期占據(jù)著特大跨徑橋梁的優(yōu)勢(shì)地位,但其用鋼量較大,造價(jià)相對(duì)高。

  鋼箱梁結(jié)構(gòu)自重相對(duì)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(cè)、維修難度較大,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高,鋼橋面板疲勞問(wèn)題仍需要進(jìn)一步研究改進(jìn)。

  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,規(guī)避了鋼橋面鋪裝的疲勞問(wèn)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,不過(guò),在中等跨徑橋梁中,優(yōu)勢(shì)明顯。

  譬如,港珠澳大橋采用了16公里長(zhǎng)的鋼箱梁和6公里長(zhǎng)的組合梁,是國(guó)際上建設(shè)規(guī)模最大的海上鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)橋。鋼箱梁和組合梁具有自重輕、承載能力高、整體性強(qiáng)、耐久性和抗震性能好等優(yōu)點(diǎn),很符合港珠澳大橋“標(biāo)準(zhǔn)化、大型化、工廠化、裝配化”的建設(shè)理念。

  中國(guó)建設(shè)報(bào)記者:中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2019年中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)報(bào)告》顯示,2018年,規(guī)模以上的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)完工的鋼結(jié)構(gòu)橋梁項(xiàng)目?jī)H有18個(gè),您認(rèn)為是什么原因?

  林樹枝:我認(rèn)為,目前推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁的主要障礙是建造成本、慣性思維的問(wèn)題。根據(jù)對(duì)中小跨徑橋梁的測(cè)算,混凝土結(jié)構(gòu)建造成本相對(duì)較低,但隨著橋梁跨徑的增大,鋼結(jié)構(gòu)橋梁的造價(jià)優(yōu)勢(shì)開始顯現(xiàn)。從全生命周期看,鋼結(jié)構(gòu)橋梁造價(jià)和耐久性優(yōu)勢(shì)更為突出。

  此外,鋼結(jié)構(gòu)橋梁的防腐、防銹也是人們擔(dān)心的問(wèn)題之一。近年來(lái),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(hù)成本。美國(guó)、日本的鋼結(jié)構(gòu)橋梁已經(jīng)開始廣泛推廣耐候鋼??上驳氖牵覈?guó)目前已經(jīng)具備了生產(chǎn)耐候鋼的能力。

  其實(shí),世界上有很多使用年限超過(guò)100年的鋼結(jié)構(gòu)橋梁,只要養(yǎng)護(hù)得好,并不存在鋼結(jié)構(gòu)銹蝕的情況。譬如,1849年完工的匈牙利布達(dá)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(guó)金門大橋等等。

  鋼結(jié)構(gòu)橋梁和混凝土橋梁是現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)的兩種基本型式。法國(guó)、日本、美國(guó)等鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比分別為85%、41%和35%。以往,我國(guó)受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和鋼材產(chǎn)能制約等因素影響,鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要用于特大跨徑橋梁,截止到2015年底,我國(guó)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比不足1%。為推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁在我國(guó)的規(guī)?;瘧?yīng)用,2016年,交通運(yùn)輸部專門發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)能的提高和橋梁建造技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)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。

  中國(guó)建設(shè)報(bào)記者:請(qǐng)您介紹一下福建省在城市橋梁工程領(lǐng)域推廣鋼結(jié)構(gòu)的情況。

  林樹枝:為進(jìn)一步拓寬鋼結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用領(lǐng)域、促進(jìn)建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,2019年10月22日,福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、福建省發(fā)展和改革委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于在城市橋梁工程領(lǐng)域推廣鋼結(jié)構(gòu)的通知》要求:“各地應(yīng)當(dāng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)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(guò)街天橋、棧橋步道等城市橋梁工程項(xiàng)目先行先試,支持選擇采用鋼結(jié)構(gòu)。”福建省已將推進(jìn)城市鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)作為提升橋梁建設(shè)品質(zhì)、促進(jìn)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要舉措。以廈門為例,已經(jīng)建成的全國(guó)首條空中自行車道——廈門云頂路自行車道快速道以及全長(zhǎng)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(jié)構(gòu)橋梁。

  中國(guó)建設(shè)報(bào)記者:請(qǐng)您談一下鋼結(jié)構(gòu)橋梁的應(yīng)用前景。

  林樹枝:我國(guó)是產(chǎn)鋼大國(guó),但不是鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用強(qiáng)國(guó)。在橋梁工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的比例較低,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還有很大的差距,也就是說(shuō),鋼結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展還有很大的空間。隨著政府對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的鼓勵(lì)和扶持,特別是我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng),規(guī)模大、跨徑長(zhǎng)的特大型橋梁等大批建設(shè)項(xiàng)目待建,為鋼結(jié)構(gòu)橋梁提供了廣闊的應(yīng)用前景。

  《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》強(qiáng)調(diào),要堅(jiān)持綠色發(fā)展,促進(jìn)資源節(jié)約集約利用,要把生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念貫穿到交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)的全過(guò)程。在橋梁建設(shè)中,推廣應(yīng)用裝配式建造模式,對(duì)節(jié)能減排、綠色環(huán)保,對(duì)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(lái)越成為全社會(huì)的共識(shí)。

  當(dāng)前,《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》已經(jīng)發(fā)布,指導(dǎo)思想、發(fā)展目標(biāo)已經(jīng)明確。我們要群策群力,為早日把我國(guó)建設(shè)成交通強(qiáng)國(guó)而努力奮斗。



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