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公路桥梁建设规划

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公路桥梁建设规划

发布日期:2017-06-21 编辑: 点击:

由于河北省地域内缺少大江大河,因此,省内已建成桥梁多数为中小跨径混凝土桥梁,钢桥应用很少,仅有约120座。河北省钢桥结构类型主要有:钢管拱桥、钢—混组合箱梁桥、装配式钢箱梁、波形钢腹板PC组合箱梁桥等,大部分为单点工程,主要功能是跨越既有高速公路、铁路和南水北调总干渠等特殊位置。

  现阶段,公路的持续发展为钢桥的建设提供了广阔的空间。截至2015年底,河北省高速公路通车里程6333公里,在建600余公里。根据京津冀交通一体化高速公路规划,到2030年,河北省待建高等级公路约40条段、3000公里,桥梁长度约855公里,桥梁面积约2400万平方米;运营10年以上的高速公路大修桥面面积约240万平方米;改扩建高速公路桥面面积约14万平方米;国省干线新建约1600公里,改扩建2400公里,桥梁长度约162公里,桥面面积约240万平方米,总计约2880万平方米。

  通过对河北省近几年具有代表性的高速公路——承赤高速、京新高速、大广高速和京沪南延高速等项目,以投资为基础进行数据统计分析,结果表明:省内山区高速公路平均每公里用钢量为2220吨,其中桥梁用钢占比约为75%;平原地区高速公路平均每公里用钢量为1020吨,桥梁用钢占比约为92%。加权平均后,省内高速公路平均每公里用钢量为1570吨,桥梁用钢占比约为85%。

  论证钢结构桥的经济成本

  由于河北省桥梁建设以中小跨径为主,近期将研究重点放在了钢—混凝土工字组合梁在公路桥梁中的应用。从经济性上看,钢—混凝土工字组合梁桥初期建设成本比混凝土桥高,但若考虑全寿命周期成本,两者相差不多。

  通过对京新高速桥梁经济指标对比分析,当钢构件综合价格(包含钢桥的制作、涂装、运输和安装费用)为1.2万元/吨时,30米跨径钢—混凝土工字组合梁桥上部结构经济指标为2598元/平方米,比较采用预应力混凝土T梁上部结构59.4%至64.1%,全桥经济指标比采用预应力混凝土T梁高27.9%至28.2%;当钢构件综合价格(包含钢桥的制作、涂装、运输和安装费用)为0.9万元/吨时,30米跨径钢—混凝土工字组合梁桥上部结构经济指标为2176元/平方米,比较采用预应力混凝土T梁上部结构33.5%至37.5%,全桥经济指标比采用预应力混凝土T梁高15.9%至16.3%。平原区因下部结构工程的有效节省,经济指标增加量会进一步减少。

  考虑桥梁寿命按100年进行运营养护成本测算,桥梁采用钢结构比混凝土结构后期养护费用可降低200元/平方米左右,占桥梁建设费用的5%至7%。

  从上述分析可以看出,在全寿命周期内,钢—混凝土工字组合梁桥的成本与混凝土桥梁大体相当。

  推广的前景和意义


  前景

  我国连续十几年保持世界第一产钢大国的地位,钢材年产量已超过10亿吨,生产能力强,已具备加速发展钢桥的条件。目前,钢材价格持续低迷,钢桥建设成本已大大降低。

  结合河北省桥梁建设规划,若采用钢桥,到2030年,需用钢约1500万吨(钢板1100万吨、钢筋370万吨、钢绞线30万吨),平均每年需用钢约100万吨(其中钢桥用钢约需73万吨),需用混凝土约3440万立方米;若采用预应力混凝土小箱梁/T型梁,需消耗钢绞线84万吨、钢筋918万吨、钢板8万吨、混凝土6240万立方米。对比分析,采用钢桥可节约混凝土约2800万立方米,多消耗钢桥用钢1092万吨,减少消耗钢绞线54万吨、钢筋548万吨。

  经济效益

  钢桥推广带来的规模效益,将使钢材价格进一步降低,水泥、砂石料和人工成本呈上升趋势,未来采用钢结构更具优势。与混凝土桥梁相比,钢桥可大大减少混凝土用量,减少环境和资源压力。

  桥梁用钢的巨大需求,将有效提升钢材产品的附加值,大大提高钢铁行业对G D P的贡献率,有效缓解钢铁行业产能过剩压力。未来15年,钢桥用钢消耗量为1100万吨,钢桥用钢、普通钢筋、桥梁钢构件现价分别为3000元/吨、2300元/吨、9000元/吨左右。以河北省2014年G D P总量预测值2.9万亿元为基础,结合河北省冶金协会有关资料测算:未来15年,钢桥的推广将增加钢铁产业附加值约77亿元,折算至每年GDP贡献率增加约0.2%。

  生态效益

  现阶段,混凝土、预应力混凝土桥梁仍为主导桥型,其耗用的砂石料、水泥数量巨大,而水泥、骨料的生产则付出了巨大的环境代价。推广钢桥将彻底改变我国工程结构以混凝土材料为主的现状,减少我国混凝土用量,与发达国家工程结构、桥梁结构发展趋势保持一致。

  钢桥构件的工厂化生产,可使施工周期缩短,同时由于现场作业量小,对周围环境污染也会减少。与混凝土相比,钢材还能够循环利用,符合国家节能降耗和绿色环保的建设目标。每吨钢材的二氧化碳排放量为2000千克,每立方米混凝土的二氧化碳排放量为650千克。河北省待建公路桥梁若采用钢桥,可节约混凝土2800万立方米,多消耗钢材490万吨,将减少二氧化碳排放量840万吨。这尚未考虑钢材循环利用的减排价值。


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