公路橋梁建設規劃

由于河北省地域內缺少大江大河，因此，省內已建成橋梁多數為中小跨徑混凝土橋梁，鋼橋應用很少，僅有約120座。河北省鋼橋結構類型主要有：鋼管拱橋、鋼—混組合箱梁橋、裝配式鋼箱梁、波形鋼腹板PC組合箱梁橋等，大部分為單點工程，主要功能是跨越既有高速公路、鐵路和南水北調總干渠等特殊位置。

　　現階段，公路的持續發展為鋼橋的建設提供了廣闊的空間。截至2015年底，河北省高速公路通車里程6333公里，在建600余公里。根據京津冀交通一體化高速公路規劃，到2030年，河北省待建高等級公路約40條段、3000公里，橋梁長度約855公里，橋梁面積約2400萬平方米；運營10年以上的高速公路大修橋面面積約240萬平方米；改擴建高速公路橋面面積約14萬平方米；國省干線新建約1600公里，改擴建2400公里，橋梁長度約162公里，橋面面積約240萬平方米，總計約2880萬平方米。

　　通過對河北省近幾年具有代表性的高速公路——承赤高速、京新高速、大廣高速和京滬南延高速等項目，以投資為基礎進行數據統計分析，結果表明：省內山區高速公路平均每公里用鋼量為2220噸，其中橋梁用鋼占比約為75%；平原地區高速公路平均每公里用鋼量為1020噸，橋梁用鋼占比約為92%。加權平均后，省內高速公路平均每公里用鋼量為1570噸，橋梁用鋼占比約為85%。

　　論證鋼結構橋的經濟成本

　　由于河北省橋梁建設以中小跨徑為主，近期將研究重點放在了鋼—混凝土工字組合梁在公路橋梁中的應用。從經濟性上看，鋼—混凝土工字組合梁橋初期建設成本比混凝土橋高，但若考慮全壽命周期成本，兩者相差不多。

　　通過對京新高速橋梁經濟指標對比分析，當鋼構件綜合價格（包含鋼橋的制作、涂裝、運輸和安裝費用）為1.2萬元/噸時，30米跨徑鋼—混凝土工字組合梁橋上部結構經濟指標為2598元/平方米，比較采用預應力混凝土T梁上部結構59.4%至64.1%，全橋經濟指標比采用預應力混凝土T梁高27.9%至28.2%；當鋼構件綜合價格（包含鋼橋的制作、涂裝、運輸和安裝費用）為0.9萬元/噸時，30米跨徑鋼—混凝土工字組合梁橋上部結構經濟指標為2176元/平方米，比較采用預應力混凝土T梁上部結構33.5%至37.5%，全橋經濟指標比采用預應力混凝土T梁高15.9%至16.3%。平原區因下部結構工程的有效節省，經濟指標增加量會進一步減少。

　　考慮橋梁壽命按100年進行運營養護成本測算，橋梁采用鋼結構比混凝土結構后期養護費用可降低200元/平方米左右，占橋梁建設費用的5%至7%。

　　從上述分析可以看出，在全壽命周期內，鋼—混凝土工字組合梁橋的成本與混凝土橋梁大體相當。

　　推廣的前景和意義

　　前景

　　我國連續十幾年保持世界第一產鋼大國的地位，鋼材年產量已超過10億噸，生產能力強，已具備加速發展鋼橋的條件。目前，鋼材價格持續低迷，鋼橋建設成本已大大降低。

　　結合河北省橋梁建設規劃，若采用鋼橋，到2030年，需用鋼約1500萬噸（鋼板1100萬噸、鋼筋370萬噸、鋼絞線30萬噸），平均每年需用鋼約100萬噸（其中鋼橋用鋼約需73萬噸），需用混凝土約3440萬立方米；若采用預應力混凝土小箱梁/T型梁，需消耗鋼絞線84萬噸、鋼筋918萬噸、鋼板8萬噸、混凝土6240萬立方米。對比分析，采用鋼橋可節約混凝土約2800萬立方米，多消耗鋼橋用鋼1092萬噸，減少消耗鋼絞線54萬噸、鋼筋548萬噸。

　　經濟效益

　　鋼橋推廣帶來的規模效益，將使鋼材價格進一步降低，水泥、砂石料和人工成本呈上升趨勢，未來采用鋼結構更具優勢。與混凝土橋梁相比，鋼橋可大大減少混凝土用量，減少環境和資源壓力。

　　橋梁用鋼的巨大需求，將有效提升鋼材產品的附加值，大大提高鋼鐵行業對G D P的貢獻率，有效緩解鋼鐵行業產能過剩壓力。未來15年，鋼橋用鋼消耗量為1100萬噸，鋼橋用鋼、普通鋼筋、橋梁鋼構件現價分別為3000元/噸、2300元/噸、9000元/噸左右。以河北省2014年G D P總量預測值2.9萬億元為基礎，結合河北省冶金協會有關資料測算：未來15年，鋼橋的推廣將增加鋼鐵產業附加值約77億元，折算至每年GDP貢獻率增加約0.2%。

　　生態效益

　　現階段，混凝土、預應力混凝土橋梁仍為主導橋型，其耗用的砂石料、水泥數量巨大，而水泥、骨料的生產則付出了巨大的環境代價。推廣鋼橋將徹底改變我國工程結構以混凝土材料為主的現狀，減少我國混凝土用量，與發達國家工程結構、橋梁結構發展趨勢保持一致。

　　鋼橋構件的工廠化生產，可使施工周期縮短，同時由于現場作業量小，對周圍環境污染也會減少。與混凝土相比，鋼材還能夠循環利用，符合國家節能降耗和綠色環保的建設目標。每噸鋼材的二氧化碳排放量為2000千克，每立方米混凝土的二氧化碳排放量為650千克。河北省待建公路橋梁若采用鋼橋，可節約混凝土2800萬立方米，多消耗鋼材490萬噸，將減少二氧化碳排放量840萬噸。這尚未考慮鋼材循環利用的減排價值。