钢结构桥梁的发展与应用趋势

吴艺伟 葛桐旭 胡志超

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714086

摘要：本文基于我国当下桥梁行业所面临的问题，结合我国桥梁发展现状，分析了我国桥梁行业未来变革的主要动力，即装配式钢桥取代现浇钢筋混凝土桥，以此缓解钢铁产业产能过剩的现状。钢桥自身环保可回收利用的特点符合我国提倡的绿色发展理念。通过对我国近年来钢桥应用实例，科研现状及相关政策分析得出钢桥在未来桥梁发展中将处于主流地位的结论。

关键词：装配式钢桥；钢混组合桥梁；去产能；绿色环保

1 中国桥梁行业的现状

20世紀以来，我国的交通基础设施发展很快，公路桥梁已达73.53万座，但钢结构桥梁占比极少只占不足1%，发达国家占比一般在30%左右。我国钢桥占比低，这与政策，技术都有极大的关系。但是现在我国面临行业转型升级，在去产能，加快供给侧改革的大背景下，提高钢结构桥梁所占比例势在必行。

2 钢桥实践应用

2.1 装配式钢便桥

配式公路钢桥是一种可以快速架设，主要用于各种车辆通过江河，沟谷等障碍，并可以在战时抢修、抗震救灾、水毁桥梁修复，危桥加固、临时栈桥及道路抢修时应急使用的制式桥梁[1]。在修筑上海嘉闵高架路5标段的建设中，施工红线范围无便道可用，这影响到建筑材料运输及大型施工机械作业，建设一条临时便道势在必行。项目建设初期对采用架设混凝土便桥还是钢便桥进行了分析，最终选用钢便桥作为最终方案。事实证明：钢便桥作为一个临时结构实现了施工区域互通，相比混凝土桥回收率达到90%以上，可节省成本20万元[2]，是一项绿色经济的施工措施。

2.2 大跨度钢结构桥梁

上世纪九十年代以来，我国国民经济高速的发展推动了桥梁事业繁荣发展。1993年建成九江长江大桥，2002年使用国产建成芜湖长江大桥。武汉天兴州长江大桥已经建成，南京大胜关长江大桥已经合龙。长江三峡西陵大桥是中国人自己设计建造的第一座全焊钢箱梁公路桥。

在近年来的桥梁建设中，大跨度的钢结构桥梁已普遍使用。港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用钢混连续梁桥的形式。正在建设中的武汉市沌口长江公路大桥主梁采用钢桁架新结构。

2.3 城市高架桥

为了缓解城市内部交通压力，许多城市都建设了大量的城市高架桥。修建城市高架桥的主要采用预应力混凝土现浇箱梁结构。随着城市的发展，现浇箱梁的缺点也越来越明显：施工期间对城市的交通影响加大，容易造成交通堵塞。在当前钢材产能的背景及国家鼓励推广使用钢结构梁桥的政策下，以板钢组合梁的装配式桥梁在城市高架桥建设中广泛应用。

以安徽省合肥市某6km长桥高架桥设计方案为例，30m标准跨径，结构由四片钢梁与混凝土面板组成。此装配式钢板高架桥施工速度快，与现浇箱梁施工相比可节省58.6%的工期。施工期间仅占用一个车道，基本不影响城市道路通行能力。装配式高架桥中钢梁、桥面板、桥墩均采用工厂预制，现场拼装，可维修替换性强，质量可以保证。

3 钢桥发展的优势条件

钢结构自身良好性能。

结构方面：钢结构自重较轻，耐久性较好。钢材的抗拉、抗壓、抗剪强度较高，同时钢材具有良好的塑性和韧性，从而提高了钢结构桥梁的抗震性能。

钢结构节能环保。钢结构可循环使用，建筑垃圾少，节约资源。

运输和安装便利。钢结构制造的单元化及自重轻的特点便于构件的运输和安装；施工工期短。钢结构可在工厂提前加工，施工现场占地面积小，具有更快的架设速度和更低的施工成本。

质量的可靠性。钢结构构件一般都在工厂制造、加工，工业化程度较高，结构缺陷少。同时具有更长的使用寿命。

4 钢结构桥的部分研究现状

在装配式公路钢桥方面，河南省交通规划勘察设计院有限责任公司对我国应用较为广泛的“321”装配式公路刚桥进行了相近的研究，提出了采用超高衡量代替原有横梁以提高“321”型装配式公路刚桥承载力的方法。并在周口东沙河大桥加固工程中得到应用且效果良好。 长安大学公路学院对大跨度装配式应急公路钢桥进行方案比选研究，提出采用抗弯和抗扭性能较好的矩形钢管界面作为桁架构件的主要界面以提高承载能力。在跨江跨海大桥中，钢结构的性能对桥梁结构本身的性能影响巨大。在建设沪通长江大桥的过程中，工程师合作研发了高性能结构钢，结构钢具有较高的强度，良好的低温韧性和焊接性能。随后又相继研发了一系列高性能结构钢并得以应用。

在港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢混组合梁施工中，为了保证桥梁施工的质量采取了智能化，自动化的施工工艺。

在我国钢桥的建设过程中，新型技术和施工方法得以不断发展并得到应用。

5 结论

在钢铁行业库存较大，提倡绿色环保的背景下，以钢结构为主要材料的桥型是我国现阶段桥梁结构发展的必然趋势。业内人士对钢结构实用技术深入研究，大力创新也是钢桥进一步发展的重要条件。从钢桥在我国的不断发展可以看出，要推动钢桥的发展需要从以下几个方面着手：首先，要有与本国桥梁建造实际情况相适应的技术开发与支持；其次，相应的行业规范，国家规范及标准是钢桥建设保证质量的必然要求；最后，钢桥的发展与国家政策的鼓励也有直接的关系。在此基础上我们可以想象钢结构桥梁在未来将会得到更加广泛的应用和普及。

参考文献：

[1]黄绍金，刘陌生.装配式公路刚桥多用途使用手册[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]谈宏堃.装配式钢便桥在施工工程中的应用[J].建筑施工，2016，38（2）：213214.

[3]任蒙，付坤，陈毅明，冯鹏程.沌口长江公路大桥加劲梁选型与设计[J].世界桥梁，2017，45（1）：58.

[4]朴泷，周高明，吴小兵.港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢混组合梁施工技术[J].桥梁建设，2016，46（2）：1318.

作者简介：吴艺伟（1996），女，河南开封人，本科，主要研究方向：道路桥梁。