钢结构桥梁在公路工程中的应用展望

王晓丹

摘 要： 本文综述了钢结构桥梁的发展现状，介绍了有关行业政策，指出了推进钢结构桥梁建设应注意的几个方面，分析了钢结构桥梁的适用范围，并对钢结构桥梁未来的发展进行了展望。

关键词： 钢结构；公路桥梁；展望

前言：公路桥梁，是指路线穿过江河、港湾、湖泊、水库、灌渠等水域，或跨越深谷地带，或与其它线路交叉，为了保持交通畅通而设置的结构物。钢结构桥梁具有自重轻、跨度大、刚度好以及施工周期短等优点，正逐步取代混凝土桥梁，应用越来越广泛。

一、钢结构桥梁发展现状

混凝土和钢材是现代桥梁工程结构两大最主要的材料，所以钢结构桥梁和混凝土桥梁是现代桥梁结构的两种基本结构型式。混凝土结构具有取材方便、造价相对较低、施工工艺成熟等优点，长期以来在公路桥梁建设中被广泛应用。钢结构具有自重轻、材质均匀、质量稳定、易于工厂化制造、装配化施工、便于回收利用等优点，在发达国家广泛应用。

中国建设钢桥的历史可以追朔到百年以前，1907年建成的上海外白渡桥，1909年通车的兰州黄河老桥都成为历史文物，受到保护。我国受社会经济发展水平制约，钢结构桥梁主要用于特大跨径桥梁，截至2015年底，我国公路钢结构桥梁占比不足1%。随着钢铁产能的提高和钢结构桥梁建设技术的进步，我国已经具备推广钢结构桥梁的物质基础和技术条件。

二、行业政策

2016年7月，交通运输部印发《关于推进公路结构桥梁建设的指导意见》（交公路发〔2016〕115号），决定推进钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等公路钢结构桥梁建设，提升公路桥梁品质，发挥钢结构桥梁性能优势，助推公路建设转型升级。

2016年9月，河南省交通运输厅下发了《河南省绿色公路建设和推进公路钢结构桥梁建设实施方案》，推动公路钢结构桥梁在我省的政策落地。

我国已经成为世界第二大经济体，加上国家“去产能”政策的实施，当前是推进钢结构桥梁建设、提升公路桥梁建设品质的良好契机，同时也是落实《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》（国发〔2016〕6号）要求，促进钢铁行业转型升级的重要举措。

三、钢结构桥梁建设应关注的几个问题

一是要加强标准规范制修订。当前，我国公路行业涉及钢结构桥梁的标准规范、定额基本齐全，技术储备基本满足建设的需要。但从实践看，由于公路钢结构桥梁目前主要应用于特大跨径桥梁，大跨径、中等跨径桥梁的设计、施工经验相对较少，定额测定时间也较早，与实际应用存在一定的差距，需要发挥各参建单位的力量，运用市场机制，不断积累和完善。

二是要推进钢结构工业化、标准化、智能化建造。钢结构桥梁适宜工厂化制造、工业化生产、装配式施工，符合现代桥梁建设发展趋势。我们应通过结构标准化、加工智能化，更好地提升钢结构桥梁建造品质，降低建设成本，提高生产效率。应从设计阶段开始，统筹考虑钢结构桥梁标准化设计、工厂化制造、装配式施工等问题，合理划分构件和节段。对现场拼装方案要进行专项设计，现场拼装可以采用焊接连接，也可以采用栓接、铆接等方式，尽量减少施工现场焊接、防腐涂装，增强施工操作的便利性，保证质量耐久性。

三是要加强桥梁结构方案比选工作。推进钢结构桥梁建设不是排斥混凝土结构桥梁，而是要在适当的情况下选择适当的桥型结构，发挥各种结构的比较优势，达到降低工程全寿命周期成本、提高工程品质的目的。在推进公路钢结构桥梁建设中，一定要强调桥梁方案的比选工作。

在公路工程建设项目可行性研究和初步设计阶段，应该对各种技术上满足要求、经济上可行的桥梁结构进行综合比选，比选不仅要考虑建设成本，还要考虑项目环境条件、养护成本、工程实施风险等因素。比选方案既要包括混凝土T梁、箱梁等结构，也要包括钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等钢结构。从工程经验看，钢结构桥梁具有自重轻的特点，尤其在特大跨径桥梁、高地震烈度区桥梁中优势明显，应该优先选用。对于弯坡斜等特殊形状的桥梁，受力条件复杂，适宜钢材各向同性的优势发挥，也应该优先选用钢结构。对于其他桥梁，包括新建、改扩建工程和危桥改造工程中拆除上部结构重建的桥梁等，应该根据其跨径和所处环境，选择适合的钢结构桥梁或混凝土结构桥梁进行全面比较，择优选用。

在技术经济比选时，特别要注意切合项目建设的实际条件，避免在不具备条件下，强行推进某一种结构桥梁，不必要的增加建设成本，造成安全风险隐患。

四是要做好钢结构桥梁的选型工作。钢结构桥梁上部结构主要包括钢桁梁、钢箱梁和钢混组合梁3大类，钢桁梁是传统的钢结构型式，适应性强、结构受力明确、易于检查维修，长期占据着特大跨径桥梁的优势地位，但其用钢量较大，造价相对较高。钢箱梁结构自重相对较轻，在横风作用下稳定性好，但结构内部应力状态复杂，箱梁内部检测、维修难度较大，养护费用相对较高，钢桥面板疲劳问题仍需要进一步研究改进。钢混组合梁结构发挥了混凝土材料的抗压性能和钢材的抗拉性能，回避了钢桥面铺装的疲劳问题，但其结构自重较大，限制了其在特大跨径桥梁的应用，在中等跨径桥梁中优势明显。合理的选型，对更好的适应桥梁结构所处自然环境，提高结构的安全耐久性，降低全寿命周期成本影响重大，在具体工作中，应结合项目的实际情况，选择最适合的桥梁结构，充分发挥结构特性，扬长避短，取得最佳效果。

五是要优化建设组织形式。钢结构桥梁设计要与制造加工紧密配合，更好的发挥各自的优势。传统的混凝土结构桥梁建设普遍采用现场预制或现浇方式，其发包方式已不能适应钢结构桥梁工业化制造的要求。为此，钢结构鼓励采用设计施工（含制造）总承包的方式发包，促进设计与施工、制造的深度融合，最大限度的发挥钢结构桥梁的优势。针对钢结构桥梁养护的专业特性，鼓励采用专业化养护发包的方式，提高钢结构桥梁的养护质量，降低全寿命周期成本。

六是要加強人才培养。鼓励设计、施工、监理、管养等单位加强钢结构桥梁专业人才的引进和培养。大中专院校应加大对钢结构桥梁相关专业人才的培养力度，增加专业设置。

四、钢结构桥梁在我省的适用范围

钢结构桥梁主要适合应用于大中跨径桥梁，一般40米至80米跨径宜选用钢混组合结构桥梁，80米以上跨径宜选用钢桥或钢混组合结构桥梁。

1、黄河大桥与淮河大桥应大规模推广应用钢结构桥梁。黄河与淮河大桥滩地面积大，场地平整；中原地区路网密集，具备建设钢桥厂房的基础条件；桥长较长，采用钢结构桥梁后便于整体集中养护，因此建议在该位置规模应用钢结构桥梁。

2、跨线桥梁等特殊位置宜采用钢结构桥梁。在曲线半径较小，跨越繁忙的公路或高速公路时，利用钢结构桥梁可整孔架设、可顶推施工的特点，可快速完成桥梁的架设，在这些位置宜采用钢结构桥梁。

3、跨越南水北调桥梁应采用大跨径钢结构桥梁。南水北调总干渠建成后，要求桥梁一跨跨越总干渠，桥梁跨度大，施工难度高，利用钢结构桥梁跨越能力大的特点，可有效降低引桥长度。

4、山区桥梁不宜采用钢结构桥梁。山区桥梁由于场地受限，钢结构运输条件不足，难以得到规模化应用，对于山区不建议采用大量的钢结构桥梁。

结语：推进公路钢结构桥梁建设，是落实绿色发展理念，实行现代工程管理人本化、专业化、标准化、信息化、精细化的重要抓手，可以有效提升公路桥梁的建设品质，提高结构安全耐久性，降低全寿命周期成本，促进公路建设的转型升级、提质增效。我相信，在未来的公路桥梁建设中，钢结构桥梁一定会得到越来越多的推广应用。

参考文献

[1]浅谈新形势下我国钢结构桥梁的建设前景.杨朝江.江西建材.2017（5）.

[2]钢结构桥梁的发展与应用趋势.吴艺伟 葛桐旭 胡志超.工程技术.2017（14）.