混凝土和鋼材是現(xiàn)代橋梁工程結(jié)構(gòu)兩大最主要的材料。混凝土結(jié)構(gòu)具有就地取材、造價(jià)相對(duì)較低、施工工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)在公路橋梁建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、材質(zhì)均勻、質(zhì)量穩(wěn)定、易于工廠化制造、裝配化施工、便于回收利用等優(yōu)點(diǎn)，為世界橋梁界所推崇。鋼結(jié)構(gòu)橋梁和混凝土橋梁是現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)的兩種基本結(jié)構(gòu)型式。法國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家的鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比分別為85%、41%和35%，我國(guó)受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和鋼材產(chǎn)能制約，鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要用于特大跨徑橋梁。截止2015年底，我國(guó)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁占比不足1%。
隨著鋼鐵產(chǎn)能的提高和鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)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。當(dāng)前，鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩、鋼材價(jià)格下降，是推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)、提升公路橋梁建設(shè)品質(zhì)的良好契機(jī)，同時(shí)也是落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過(guò)剩產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)脫困發(fā)展的意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)〔2016〕6號(hào)）要求，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要舉措。為推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)，交通運(yùn)輸部發(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)》（交公路發(fā)〔2016〕115號(hào)，以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》）。
一、推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)已成為行業(yè)共識(shí)
推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)，是落實(shí)綠色發(fā)展理念，實(shí)行現(xiàn)代工程管理人本化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、精細(xì)化的重要抓手，可以有效提升公路橋梁的建設(shè)品質(zhì)，提高結(jié)構(gòu)安全耐久性，降低全壽命周期成本，促進(jìn)公路建設(shè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效。
目前，在公路行業(yè)內(nèi)外對(duì)推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁呼聲很高，一些省份已經(jīng)開(kāi)始試點(diǎn)工作，并取得了較好的效果。僅今年上半年，甘肅、河北、湖南等省就先后組織召開(kāi)了鋼結(jié)構(gòu)橋梁研討會(huì)，受到行業(yè)各方面的高度關(guān)注。國(guó)內(nèi)技術(shù)水平較高的設(shè)計(jì)單位已開(kāi)始了相關(guān)研究，部分單位開(kāi)始著手研究編制中等跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁的通用圖。此外，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)實(shí)力較強(qiáng)，在政策引導(dǎo)下，鋼結(jié)構(gòu)橋梁生產(chǎn)能力將有足夠保證。現(xiàn)階段，推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁的最大障礙，一是建造成本，二是慣性思維。據(jù)測(cè)算，對(duì)中小跨徑橋梁，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(kāi)始顯現(xiàn)。從在全生命周期看，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的造價(jià)和耐久性優(yōu)勢(shì)更為突出。為此，《指導(dǎo)意見(jiàn)》明確，要堅(jiān)持政策引導(dǎo)、市場(chǎng)為主的推進(jìn)原則，政府主要發(fā)揮政策引導(dǎo)作用，各地應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，因地制宜地制定發(fā)展技術(shù)路線，更好地發(fā)揮市場(chǎng)的主動(dòng)性，有序推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)。要選擇條件適宜的項(xiàng)目進(jìn)行試點(diǎn)、示范，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，修訂完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，逐步推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)不僅限于新建工程，具備條件的改擴(kuò)建橋梁、危橋改造等工程也可以采用鋼結(jié)構(gòu)橋梁代替原有的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁。
指導(dǎo)意見(jiàn)指出，要通過(guò)五年的努力，使得我國(guó)公路行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)、制造、施工、養(yǎng)護(hù)技術(shù)基本成熟，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更加完備，新建的特大、大跨徑橋梁以鋼結(jié)構(gòu)為主，新改建工程中的常規(guī)橋梁，使用鋼結(jié)構(gòu)橋梁的比例獲得明顯提升。
二、高度重視鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題
推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，更是一個(gè)重大技術(shù)政策。落實(shí)《指導(dǎo)意見(jiàn)》必須尊重科學(xué)，講究方式方法，按照客觀規(guī)律辦事，有序推進(jìn)，切忌一哄而上，不顧實(shí)際情況遍地開(kāi)花、盲目推進(jìn)，造成不必要的損失和負(fù)面影響。為此，《指導(dǎo)意見(jiàn)》明確了七個(gè)方面的要求。
一是要加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)方案比選工作。推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)不是排斥混凝土結(jié)構(gòu)橋梁，而是要在適當(dāng)?shù)那闆r下選擇適當(dāng)?shù)臉蛐徒Y(jié)構(gòu)，發(fā)揮各種結(jié)構(gòu)的比較優(yōu)勢(shì)，達(dá)到降低工程全壽命周期成本、提高工程品質(zhì)的目的。在推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)中，一定要強(qiáng)調(diào)橋梁方案的比選工作。
在公路工程建設(shè)項(xiàng)目可行性研究和初步設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該對(duì)各種技術(shù)上滿足要求、經(jīng)濟(jì)上可行的橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合比選，比選不僅要考慮建設(shè)成本，還要考慮項(xiàng)目環(huán)境條件、養(yǎng)護(hù)成本、工程實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)等因素。比選方案既要包括混凝土T梁、箱梁等結(jié)構(gòu)，也要包括鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等鋼結(jié)構(gòu)。從工程經(jīng)驗(yàn)看，鋼結(jié)構(gòu)橋梁自重輕的特點(diǎn)，尤其在特大跨徑橋梁、高地震烈度區(qū)橋梁中優(yōu)勢(shì)明顯，應(yīng)該優(yōu)先選用。對(duì)于彎坡斜等特殊形狀的橋梁，受力條件復(fù)雜，適宜鋼材各向同性的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，也應(yīng)該優(yōu)先選用鋼結(jié)構(gòu)。對(duì)于其他橋梁，包括新建、改擴(kuò)建工程和危橋改造工程中拆除上部結(jié)構(gòu)重建的橋梁等，應(yīng)該根據(jù)其跨徑和所處環(huán)境，選擇適合的鋼結(jié)構(gòu)橋梁或混凝土結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行全面比較，擇優(yōu)選用。
在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選時(shí)，特別要注意切合項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際條件，避免在不具備條件下，強(qiáng)行推進(jìn)一種結(jié)構(gòu)橋梁，不必要的增加建設(shè)成本，造成安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。
二是要做好鋼結(jié)構(gòu)橋梁的選型工作。鋼結(jié)構(gòu)橋梁上部結(jié)構(gòu)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(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)較高。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，回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，在中等跨徑橋梁中優(yōu)勢(shì)明顯。每一類結(jié)構(gòu)，根據(jù)細(xì)部結(jié)構(gòu)差異又可以分為多種結(jié)構(gòu)類型，每種結(jié)構(gòu)有其各自的特點(diǎn)和適用范圍。合理的選型，對(duì)更好的適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)所處自然環(huán)境，提高結(jié)構(gòu)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(yīng)結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇最適合的橋梁結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)特性，揚(yáng)長(zhǎng)避短，取得最佳效果。
三是要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)造設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)橋梁斷面尺寸小，構(gòu)造設(shè)計(jì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全和耐久性影響顯著。應(yīng)針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的構(gòu)造特點(diǎn)，重點(diǎn)做好細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)。要加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、截面過(guò)渡和連接部的細(xì)部設(shè)計(jì)，做到結(jié)構(gòu)連續(xù)均衡，避免造成斷面突變和過(guò)分應(yīng)力集中，減少結(jié)構(gòu)疲勞損傷。要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)抵抗腐蝕問(wèn)題，完善排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，切實(shí)做到不滲不漏，防止橋面水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，要在排水系統(tǒng)材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工安裝等方面，強(qiáng)調(diào)精細(xì)化設(shè)計(jì)。要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁自重輕的特點(diǎn)，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆構(gòu)造設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)于箱型等整體性斷面，支點(diǎn)間距不宜小于結(jié)構(gòu)寬度的60%。要完善防火構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)火災(zāi)的能力。
近年，鋼鐵行業(yè)在提高鋼材抵抗自然環(huán)境腐蝕方面做出了大量的努力，耐候鋼就是典型成果之一。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(kāi)始廣泛推廣耐候鋼。我國(guó)目前已經(jīng)具備了耐候鋼的生產(chǎn)能力，并開(kāi)始向國(guó)外出口，這是一種值得推廣的材料。據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道，國(guó)內(nèi)耐候鋼已經(jīng)開(kāi)始了實(shí)橋試驗(yàn)，取得了較好的效果。
四是要做好鋼結(jié)構(gòu)的可維護(hù)性設(shè)計(jì)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害、及時(shí)維護(hù)，對(duì)提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性具有重大幫助。鋼結(jié)構(gòu)橋梁在完善結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施方面，較混凝土結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢(shì)。在鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將檢修構(gòu)造作為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必須內(nèi)容，統(tǒng)籌考慮，做到構(gòu)件可達(dá)、可檢、可修、可換，以更好地保證結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。鋼結(jié)構(gòu)橋梁的管理養(yǎng)護(hù)單位應(yīng)健全養(yǎng)護(hù)管理制度，有針對(duì)性的加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，配備管理人員和設(shè)備，提升管理養(yǎng)護(hù)水平，保證橋梁安全運(yùn)行和結(jié)構(gòu)耐久。
五是要推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化建造。鋼結(jié)構(gòu)橋梁適宜工廠化制造、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配式施工，符合現(xiàn)代橋梁建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)。應(yīng)通過(guò)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、加工智能化，更好地提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁建造品質(zhì)，降低建設(shè)成本，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，統(tǒng)籌考慮鋼結(jié)構(gòu)橋梁標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化制造、裝配式施工等問(wèn)題，合理劃分構(gòu)件和節(jié)段。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拼裝方案要進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)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(xiàn)場(chǎng)焊接、防腐涂裝，增強(qiáng)施工操作的便利性，保證質(zhì)量耐久性。
六是要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂和人才培養(yǎng)。當(dāng)前，我國(guó)公路行業(yè)涉及鋼結(jié)構(gòu)橋梁的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、定額基本齊全，人員和技術(shù)儲(chǔ)備基本滿足建設(shè)的需要。但從實(shí)踐看，由于公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁目前主要應(yīng)用于特大跨徑橋梁，大跨徑、中等跨徑橋梁的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少，定額測(cè)定時(shí)間也較早，與實(shí)際應(yīng)用存在一定的差距，需要發(fā)揮各參建單位的力量，運(yùn)用市場(chǎng)機(jī)制，不斷積累和完善。交通運(yùn)輸部也將積極組織、推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)定額的制修訂工作。
七是要優(yōu)化建設(shè)組織形式。鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)要與制造加工緊密配合，更好的發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)普遍采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制或現(xiàn)澆方式，其發(fā)包方式已不能適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)橋梁工業(yè)化制造的要求。為此，《指導(dǎo)意見(jiàn)》明確，鋼結(jié)構(gòu)鼓勵(lì)采用設(shè)計(jì)施工（含制造）總承包的方式發(fā)包，促進(jìn)設(shè)計(jì)與施工、制造的深度融合，最大限度的發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)橋梁的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁養(yǎng)護(hù)的專業(yè)特性，鼓勵(lì)采用專業(yè)化養(yǎng)護(hù)發(fā)包的方式，提高鋼結(jié)構(gòu)橋梁的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，降低全壽命周期成本。
三、充分發(fā)揮各方面的力量
推廣鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)作為公路行業(yè)一項(xiàng)重大技術(shù)政策，需要加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，轉(zhuǎn)變以往固有觀念，調(diào)動(dòng)各方面力量，形成行業(yè)合力。《指導(dǎo)意見(jiàn)》指出：
各省級(jí)交通運(yùn)輸主管部門要加強(qiáng)對(duì)這項(xiàng)工作的領(lǐng)導(dǎo)，分析本地區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)儲(chǔ)備、鋼結(jié)構(gòu)制造條件和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等實(shí)際情況，結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求和資源稟賦，研究建立適合本地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁推廣應(yīng)用工作機(jī)制和技術(shù)路線，在試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步推廣。
省級(jí)交通運(yùn)輸主管部門應(yīng)逐步建立鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)件制造單位的信用評(píng)價(jià)制度，將信用管理作為市場(chǎng)管理、提高工程質(zhì)量的重要手段。交通運(yùn)輸部將根據(jù)信用評(píng)價(jià)的實(shí)施效果，適時(shí)將鋼結(jié)構(gòu)制造單位的信用評(píng)價(jià)納入到公路建設(shè)行業(yè)信用評(píng)價(jià)體系中。
項(xiàng)目建設(shè)單位應(yīng)針對(duì)項(xiàng)目的實(shí)際情況，分析鋼結(jié)構(gòu)的適用條件，以及在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，組織開(kāi)展專題研究，形成實(shí)用型成果，指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)。要通過(guò)一段時(shí)間的技術(shù)積累，逐步完備鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)技術(shù)。在推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)中，公路建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工等各單位要充分利用市場(chǎng)和社會(huì)的力量，發(fā)揮專家的智慧，為推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)提供技術(shù)支持和保障。
鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖的編制是現(xiàn)階段推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)的重要措施。交通運(yùn)輸部將積極支持有能力的設(shè)計(jì)單位與鋼結(jié)構(gòu)制造單位通力配合，編制鋼結(jié)構(gòu)橋梁的標(biāo)準(zhǔn)圖，推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的普及。