鋼橋的綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展定型版

1、-. z.鋼橋的綠色環(huán)保與可持續(xù)開(kāi)展學(xué)校：*大學(xué) 學(xué)院：土木工程學(xué)院 組別：第04組 成員：林*、 *、鐘*：040000000、180000000、110000000鋼橋的綠色環(huán)保與可持續(xù)開(kāi)展FZU摘 要：在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治與生態(tài)環(huán)境都發(fā)生著巨大變化的全球背景之下，建筑模式也隨之發(fā)生變化，將傳統(tǒng)的耗材耗能建筑轉(zhuǎn)向綠色環(huán)保型建筑。而這一方向確實(shí)立自然而然地引出建筑業(yè)可持續(xù)開(kāi)展的觀念，是適應(yīng)時(shí)代的開(kāi)展，是當(dāng)今社會(huì)的需要。本文著重介紹鋼橋的綠色環(huán)保設(shè)計(jì)與可持續(xù)開(kāi)展的理念。關(guān)鍵詞：鋼橋，綠色環(huán)保設(shè)計(jì)，可持續(xù)開(kāi)展1引言縱觀世界，一些興旺國(guó)家的鋼橋技術(shù)開(kāi)展已經(jīng)到了非常成熟了，然而中國(guó)的鋼橋卻久久不能進(jìn)步

2、，即使是早期鐵路橋上必備的鋼橋，大局部也都是外國(guó)人設(shè)計(jì)和建造的。為什么美國(guó)多鋼橋而中國(guó)多混凝土橋？甚至連同在亞洲的日本都十分重視鋼橋，并且鋼橋的設(shè)計(jì)成為一種普遍的選擇?；蛟S大家都會(huì)答復(fù)經(jīng)濟(jì)根底決定上層建筑，但是我相信以現(xiàn)在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)，以及目前中國(guó)的煉鋼水平，鋼橋的推廣在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上已經(jīng)不是問(wèn)題了。所以我們主要介紹鋼橋的綠色環(huán)保和可持續(xù)開(kāi)展所具有的意義。圖1 跨時(shí)代的金門(mén)大橋鋼橋綠色環(huán)保設(shè)計(jì)的時(shí)代背景開(kāi)展是人類(lèi)社會(huì)永恒的主題。自從20世紀(jì)90年代聯(lián)合國(guó)在環(huán)保大會(huì)上提出可持續(xù)開(kāi)展口號(hào)后，可持續(xù)開(kāi)展戰(zhàn)略越來(lái)越受到人們的關(guān)注，在社會(huì)開(kāi)展中得到了廣泛的宣傳和應(yīng)用，在建筑領(lǐng)域也掀起了一股綠色建筑熱潮。由

3、于傳統(tǒng)城市開(kāi)展模式、傳統(tǒng)建筑體系是不可持續(xù)的體系，是污染環(huán)境、造成生活質(zhì)量下降的體系，因此，在綠色文化的影響下，思想敏銳的建筑師開(kāi)場(chǎng)思考，開(kāi)場(chǎng)探索建筑開(kāi)展的綠色道路。所謂綠色建筑就是一種象征著節(jié)能、環(huán)保、安康、高效的人居環(huán)境，以生態(tài)學(xué)的科學(xué)原理指導(dǎo)建筑實(shí)踐，創(chuàng)造出人工與自然相互協(xié)調(diào)、良性循環(huán)、有機(jī)統(tǒng)一的建筑空間環(huán)境，它是滿(mǎn)足人類(lèi)生存和開(kāi)展要求的現(xiàn)代化理想建筑。目前，綠色建筑已成為21世紀(jì)建筑開(kāi)展的主流，越來(lái)越受到人們重視。綠色環(huán)保設(shè)計(jì)則是隨著人類(lèi)生存環(huán)境的嚴(yán)峻化和環(huán)境生態(tài)問(wèn)題層出不窮的情況下引入的理念。在橋梁設(shè)計(jì)中要把降低能耗、循環(huán)利用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境同時(shí)兼顧橋梁自身的性能、壽命、質(zhì)量等相關(guān)因素

4、作為設(shè)計(jì)的前提，以實(shí)現(xiàn)橋梁的最優(yōu)化設(shè)計(jì)和可持續(xù)開(kāi)展的目標(biāo)。圖2 構(gòu)造復(fù)雜外形獨(dú)特的鋼橋鋼橋有自重輕，跨度大，抗震性好，施工便捷，撤除、改建、擴(kuò)建、移建方便，可做成構(gòu)造復(fù)雜、美觀漂亮的橋型，最重要的還有橋梁的鋼材可以回收再利用，更加節(jié)能環(huán)保的有點(diǎn)。但也有建立本錢(qián)先對(duì)較高，鋼橋容易銹蝕，后期的維護(hù)管理要求較高的缺點(diǎn)。相比于混凝土橋梁，其雖然有比擬好的耐久性，但最大的弊端在于其由于地震等原因破壞后難以修補(bǔ)更換，撤除就意味著整座橋梁的壽命已經(jīng)終結(jié)，不但在經(jīng)濟(jì)上會(huì)承受巨大的損失，而且搬運(yùn)以及廢棄混凝土的處理也是極其不方便的，甚至給環(huán)境帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)。這也充分說(shuō)明，開(kāi)展綠色環(huán)保與可持續(xù)開(kāi)展的鋼橋勢(shì)在必行。

5、3綠色環(huán)保下的橋梁體系綠色設(shè)計(jì)要遵從五項(xiàng)根本原則，即閉環(huán)設(shè)計(jì)原則、資源最正確利用原則、能源消耗最小原則、零污染原則、技術(shù)先進(jìn)原則。閉環(huán)設(shè)計(jì)原則表達(dá)的是產(chǎn)品全生命周期并行；資源最正確利用原則是指盡可能選用通過(guò)簡(jiǎn)化產(chǎn)品構(gòu)造實(shí)現(xiàn)可回收再利用性的可再生資源，并在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中最大限度的利用選用的資源的設(shè)計(jì)原則。能源消耗最小原則是指產(chǎn)品整個(gè)生命周期循環(huán)中實(shí)現(xiàn)能耗最少。零污染原則是指設(shè)計(jì)時(shí)消除污染源，從根本上防止污染。技術(shù)先進(jìn)原則是指創(chuàng)造性的應(yīng)用最先進(jìn)的技術(shù)來(lái)獲得最正確的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。以下介紹了三種橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)形式：根據(jù)綠色設(shè)計(jì)的原則中閉環(huán)設(shè)計(jì)原則，在對(duì)橋梁構(gòu)造進(jìn)展設(shè)計(jì)時(shí)，要充分以橋梁在其生命周期內(nèi)

6、所面臨的各種荷載、各種不利的環(huán)境因素以及自身承載能力的退化為設(shè)計(jì)前提，通過(guò)全面精準(zhǔn)的構(gòu)造計(jì)算來(lái)保證橋梁過(guò)程使用中的平安性。對(duì)于架構(gòu)在海上的橋梁，要對(duì)其承受風(fēng)荷載、海水及濕熱空氣能力在設(shè)計(jì)中予以充分考慮。對(duì)于鋼構(gòu)造橋梁要全面考慮防腐措施的設(shè)計(jì)。 根據(jù)綠色設(shè)計(jì)原則中能源消耗最小原則和零污染原則，在設(shè)計(jì)中要準(zhǔn)確分析構(gòu)造受力，并合理的設(shè)計(jì)橋梁構(gòu)造尺寸和配筋及結(jié)點(diǎn)。充分考慮構(gòu)造平安的同時(shí)，以最小的材料消耗實(shí)現(xiàn)最大的效益。通過(guò)設(shè)計(jì)合理的施工方案并活用各種構(gòu)造體系來(lái)提高橋梁質(zhì)量，減少材料能耗并降低環(huán)境污染。 根據(jù)綠色設(shè)計(jì)的原則中的技術(shù)先進(jìn)原則，在對(duì)橋梁構(gòu)造進(jìn)展設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合具體的實(shí)際情況，進(jìn)展技術(shù)先進(jìn)的構(gòu)造

7、形式設(shè)計(jì)?？傊?，運(yùn)用綠色設(shè)計(jì)的理論和觀念進(jìn)展橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)，要比傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)更具備美觀、平安性及經(jīng)濟(jì)適用性，對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)更小，更有可持續(xù)開(kāi)展的價(jià)值。 4綠色鋼橋的可持續(xù)開(kāi)展理念4.1可持續(xù)原則To take less timber from the forest than it can reproduce. 即不能索取任何大于自然再生能力的物質(zhì)資料。雖然世界上的總量有限，但鋼材具有回收利用的技術(shù)，在歷史的潮流里，其周轉(zhuǎn)在保證一定的量時(shí)是可以到達(dá)平衡的，也就是說(shuō)我們不需要一直去索取有限的原材料，對(duì)于鋼材料也自然不會(huì)索取大于自然再生能力。4.2可持續(xù)開(kāi)展目標(biāo)Economic process t

8、hat can be maintainedlong term in linewith earths carrying capacity & Development that means the needs for the present without promising the ability of future generationsto meet their own needs 即保持長(zhǎng)期協(xié)調(diào)增長(zhǎng)的目標(biāo)和不至于損害后代開(kāi)展的目標(biāo)。目前的中國(guó)橋梁建立中，大局部仍使用混凝土橋梁，因?yàn)闃蛄杭夹g(shù)的開(kāi)展都離不開(kāi)材料，但就鋼橋開(kāi)展來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)橋梁用鋼的開(kāi)展還有待突破。那就是鋼梁的材質(zhì)應(yīng)具有高強(qiáng)度、高堅(jiān)

9、韌性、高淬透性、低碳且塑性好并具有高性?xún)r(jià)比的環(huán)保材料的特點(diǎn)，一般稱(chēng)之為高性能鋼。如今，我國(guó)鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量比過(guò)去提高很多，但在材料的品種、規(guī)格和性能的多用途上與國(guó)外還有較大的差距，因而在一定程度上成了影響著橋梁構(gòu)造的設(shè)計(jì)和施工工藝的瓶頸。隨著對(duì)鋼構(gòu)造的深入研究和經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)也開(kāi)場(chǎng)建鋼材和混凝土混合構(gòu)造的橋梁。相信在不久的將來(lái)，技術(shù)難題的攻克，鋼橋會(huì)在橋梁建立中被普及。所以這是一個(gè)長(zhǎng)期的課題。4.3可持續(xù)要求概念設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新、施工過(guò)程中的新技術(shù)實(shí)現(xiàn)、提高構(gòu)造設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)中的耐久性。4.3.1概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，是整個(gè)工程設(shè)計(jì)階段的最初級(jí)階段，也是工程設(shè)計(jì)的核心和靈魂。概念實(shí)際離不開(kāi)對(duì)

10、橋梁的自然條件、橋梁的使用功能和周邊的景觀要求等一系列根底資料的充分研究，概念生成和選擇的成果表達(dá)了設(shè)計(jì)者對(duì)實(shí)際對(duì)象的獨(dú)特理解、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的具體駕馭和對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的總體把握，概念設(shè)計(jì)階段是最需要賦予創(chuàng)新理念的實(shí)際過(guò)程。但中國(guó)對(duì)鋼橋的概念卻很少，自然也就不會(huì)修建鋼橋，鋼橋技術(shù)的開(kāi)展就比擬慢。而在美國(guó)，自金門(mén)大橋起，就十分重視，所以現(xiàn)在擁有成熟的技術(shù)，以致鋼橋成為眾多工程師的普遍概念。所以有概念才會(huì)開(kāi)展。4.3.2施工過(guò)程中的新技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋼橋施工技術(shù)的一個(gè)重要方面是鋼構(gòu)件的連接技術(shù)，從最早采用的鉚接到栓接再到焊接。這三種連接方式在鋼構(gòu)造橋梁施工中已經(jīng)被使用100多年，鉚接已經(jīng)被逐漸淘汰，焊接得到了越來(lái)

11、越廣泛的應(yīng)用，栓接特別是高強(qiáng)螺栓連接雖有逐漸減少趨勢(shì)但無(wú)法被取代。目前，主要技術(shù)進(jìn)步是對(duì)焊接技術(shù)的改良和推廣，未來(lái)的開(kāi)展需求表達(dá)在一下幾個(gè)方面：不同強(qiáng)度鋼材之間的焊接技術(shù)，以促進(jìn)基于不同手里要求的等強(qiáng)度鋼板的變厚度布 置向不同強(qiáng)度鋼板的等厚度布置，方便不同受力的鋼構(gòu)造手段之間的連接施工。不同材質(zhì)鋼材之間的焊接技術(shù)，以改變以前只能對(duì)同一性質(zhì)的鋼板進(jìn)展焊接的狀況，有利于橋梁用的選擇和施工。特殊鋼材的焊接技術(shù)及其低本錢(qián)化，以推動(dòng)耐候鋼產(chǎn)品在鋼構(gòu)造橋梁中的推廣應(yīng)用不僅使得鋼橋具有更好的耐腐蝕能力，而且也適應(yīng)了低碳化的可特續(xù)開(kāi)展要求。水下接技術(shù)和焊接質(zhì)量的不斷提高，以適應(yīng)未來(lái)跨海大橋的深水根底施工。圖3

12、 鋼橋的平安施工鋼構(gòu)造在施工過(guò)程的安康檢測(cè)技術(shù)也十分重要。鋼構(gòu)造施工過(guò)程安康監(jiān)測(cè)是一個(gè)涉及變形、應(yīng)力、振動(dòng)、施工環(huán)境等多方面因素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析、判斷的過(guò)程。其中每個(gè)因素都有很多種手段方法來(lái)進(jìn)展監(jiān)測(cè)跟蹤，應(yīng)該根據(jù)不同過(guò)程的構(gòu)造特點(diǎn)、施工方法以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特點(diǎn)來(lái)選用適宜的監(jiān)測(cè)方法，揚(yáng)長(zhǎng)避短，力求在滿(mǎn)足測(cè)試精度、測(cè)試頻率等要求下，準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、平安地完成施工過(guò)程的平安監(jiān)測(cè)工作。傳統(tǒng)意義上的有線(xiàn)監(jiān)測(cè)有段在測(cè)點(diǎn)布置、能源供給、排錯(cuò)檢修、勞動(dòng)強(qiáng)度等方面都有很大的局限性。所以需要開(kāi)展無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)的遠(yuǎn)程振弦式應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為鋼構(gòu)造安康監(jiān)測(cè)在布線(xiàn)安裝難、工作量大、更換維護(hù)、能源限制、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作量大等困難提供了解決方

13、法。鋼構(gòu)造施工過(guò)程的平安預(yù)警，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有人詳細(xì)系統(tǒng)的研究，如果可以施工過(guò)程的預(yù)警按照不同方法進(jìn)展分類(lèi)，并且按照明確警情、尋找警源、分析警兆和預(yù)報(bào)警級(jí)對(duì)施工過(guò)程預(yù)警體系進(jìn)展分析，并且提出了施工過(guò)程預(yù)警的綜合預(yù)警法，在施工中保證平安。技術(shù)的開(kāi)展為鋼橋提供可靠的平安度，使其適應(yīng)各種環(huán)境并得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)鋼構(gòu)造施工平安的開(kāi)展，確保了鋼橋建立確實(shí)實(shí)可行，可加速鋼橋的開(kāi)展。4.3.3提高構(gòu)造設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)中的耐久性提高構(gòu)造耐久性。橋梁構(gòu)造的耐久性是橋梁設(shè)計(jì)中的重要考慮環(huán)節(jié)，它決定著橋梁構(gòu)造的使用壽命。使用壽命過(guò)短會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)，加大初期投資的本錢(qián)和后期養(yǎng)護(hù)及維修費(fèi)用本錢(qián)，降低效益，違背了綠色設(shè)計(jì)的根

14、本原則。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)就需要在橋梁的設(shè)計(jì)階段對(duì)橋梁構(gòu)造的可檢性、可修性、可換性、可強(qiáng)性、可控性及可持續(xù)性等因素進(jìn)展充分的分析研究，要對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念提出挑戰(zhàn)，如果橋梁建成后其各個(gè)部件無(wú)法順利實(shí)現(xiàn)檢查、更換、及時(shí)修復(fù)，且不能得到有效控制、加強(qiáng)和可持續(xù)開(kāi)展，就會(huì)導(dǎo)致橋梁構(gòu)造在內(nèi)、外因復(fù)合作用下，逃不出破損，倒塌的命運(yùn)。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師要充分考慮這些自身壽命期低于構(gòu)造設(shè)計(jì)壽命期的部件，要實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁構(gòu)造設(shè)計(jì)的變形在構(gòu)造上到達(dá)可控的目的，同時(shí)在構(gòu)造上保證其建成后可查、可修、可換、可加強(qiáng)，只有這樣才能在日后的運(yùn)營(yíng)階段對(duì)橋梁進(jìn)展有效的維修、加固，到達(dá)保證橋梁構(gòu)造耐久性的目的。我國(guó)現(xiàn)有的規(guī)*規(guī)定，橋梁構(gòu)造的耐

15、久性或使用壽命為100年，但實(shí)際上橋梁構(gòu)造在規(guī)定使用期內(nèi)就不得不重建，局部橋梁甚至在預(yù)期的一半壽命內(nèi)就需要撤除重建。正交異性鋼橋面的疲勞裂縫大會(huì)報(bào)告是橋梁耐久性研究中最常見(jiàn)也是最需要解決的問(wèn)題。由于與厚重的混凝土主梁或橋面板相比，正交異性鋼橋面板是一種輕質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)，因此在我國(guó)大跨度懸索橋和斜拉橋中，正交異性鋼橋面使用比擬普遍，也出現(xiàn)了一些疲勞裂縫問(wèn)題，1997年建成的虎門(mén)大橋，其正交異性鋼橋面在通車(chē)后不久就發(fā)現(xiàn)了橋面瀝青鋪裝問(wèn)題，到了2007年更是暴露出面板和縱肋焊接處的裂縫問(wèn)題，嚴(yán)重影響了正常的橋梁通行，也在中國(guó)橋梁界引起了極大的關(guān)注。該橋橋面是一個(gè)典型的正交異性鋼橋面，鋼箱梁總寬度為35.

16、6m，中間梁高3.0m，作為箱梁頂板的正交異性鋼面板厚度為12mm，并采用間距為620mm、厚度為8mm的U形肋進(jìn)展加勁。目前，在正交各向異性鋼橋面內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量的疲勞裂紋，這些裂縫可以分成圖4所示的從A到E的5種類(lèi)型。其中，A型裂紋出在頂板上，沿著頂板與縱向U形肋的焊縫；B型裂紋出現(xiàn)在U形肋的腹板上，沿著頂板與縱向U形肋的連接線(xiàn)，大局部出現(xiàn)在U形肋的彎折處；C型裂紋出現(xiàn)在U形肋節(jié)段之間的接縫處；D型裂紋產(chǎn)生于U形肋的腹板上，位于與橫膈連接的焊腳處；E型裂紋產(chǎn)生于橫膈板上，位于與U形肋相連的焊腳處，這種裂縫隔板孔開(kāi)場(chǎng)沿著橫膈板水平或斜向開(kāi)展，或者沿焊縫開(kāi)展。初步分析發(fā)現(xiàn)，正交異性鋼橋面板疲勞裂縫

17、的主要原因是頻繁的超載，包括車(chē)輛密度和車(chē)軸重量?jī)蓚€(gè)方面。為此，首先進(jìn)展了交通量統(tǒng)計(jì)分析，日交通量從1997年的14928增加到2008年的62439，增長(zhǎng)系數(shù)為4.2。即在過(guò)去的11年里，6車(chē)道橋面己經(jīng)經(jīng)受了1.55億車(chē)次的作用，平均每個(gè)車(chē)道承受了2.58千萬(wàn)車(chē)次的作用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了疲勞強(qiáng)度。然后又對(duì)車(chē)輛軸重進(jìn)展了統(tǒng)計(jì)分析，顯小出有三個(gè)軸重峰值，分別為50kN、150kN和400kN，而橋梁的設(shè)計(jì)軸重是200kN，幾乎一半以上的車(chē)輛軸重超過(guò)設(shè)計(jì)軸重。最后的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，這裂縫主要發(fā)生在重型貨車(chē)行駛的兩個(gè)邊車(chē)道上，由于卡車(chē)超載嚴(yán)重、通行密度又高，而面板較薄、瀝青鋪裝破壞后造成路面不平整，

18、加大了沖擊作用，正是由于這綜合因素導(dǎo)致了正交異性鋼橋面在通車(chē)不到12年的時(shí)間里就因?yàn)榉捶磸?fù)復(fù)的超載而產(chǎn)生嚴(yán)重的疲勞裂縫。鄧文中先生曾經(jīng)建議：如果貨車(chē)的超載問(wèn)題難以控制，中國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)*應(yīng)當(dāng)正視這一現(xiàn)實(shí)，在保證橋面鋪裝耐久性的前提下，應(yīng)將兩側(cè)重車(chē)車(chē)道的鋼面板厚度進(jìn)一步加大到16mm。他還提出過(guò)一個(gè)的構(gòu)思：采用熱軋大型縱肋，并將肋距增大到800mm，橋面板厚度不小于18mm，而縱肋的跨度可增加到810m，此時(shí)可取消橫肋而僅保存少量橫隔板。超載引起的正交異性鋼橋的疲勞裂縫問(wèn)題是中國(guó)社會(huì)開(kāi)展中出現(xiàn)的特殊問(wèn)題，在世界*圍內(nèi)并不具有普遍性。正因?yàn)槿绱?，我們中?guó)的橋梁界更需要結(jié)合國(guó)情自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以期在不

19、久的將來(lái)成功解決中國(guó)式正交異性鋼橋面板的耐久性問(wèn)題。5鋼構(gòu)造和混凝土構(gòu)造的比照 對(duì)于一件事物的評(píng)價(jià)都是需要通過(guò)比照的，有比照才能表達(dá)鋼構(gòu)造的優(yōu)越性和在未來(lái)開(kāi)展的必然性。經(jīng)過(guò)大家多年各方面的研究，我們也從經(jīng)濟(jì)性、綠色開(kāi)展等方面羅列了鋼構(gòu)造與混凝土的客觀比照。5.1建筑鋼構(gòu)造與混凝土構(gòu)造的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬 我國(guó)的根本路線(xiàn)是以經(jīng)濟(jì)建立為中心，經(jīng)濟(jì)是一個(gè)國(guó)家能否開(kāi)展的根本。不管什么，經(jīng)濟(jì)都是主導(dǎo)著能否開(kāi)展的根本，所以對(duì)建筑的經(jīng)濟(jì)探索決定著我們適合用什么樣的材料、什么樣的構(gòu)造。所以對(duì)鋼構(gòu)造的經(jīng)濟(jì)調(diào)查至關(guān)重要。5.1.1抗震設(shè)防對(duì)鋼構(gòu)造和混凝土構(gòu)造的經(jīng)濟(jì)比擬 近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)地震的不斷重視，土木行業(yè)對(duì)建筑的

20、抗震要求有著越來(lái)越嚴(yán)格的要求。土木工程師也力求能夠建造出能夠讓人們住得安心的建筑，所以不管是混凝土構(gòu)造還是鋼構(gòu)造的建筑，在地震烈度比擬大的地區(qū)都要進(jìn)展抗震設(shè)防。以下是對(duì)抗震建筑采用不同材料的經(jīng)濟(jì)評(píng)估。在六度區(qū)，鋼構(gòu)造比混凝土構(gòu)造的用鋼量要多，主要表達(dá)在標(biāo)準(zhǔn)層大約增加造價(jià)30%左右。而在地下局部，鋼構(gòu)造的造價(jià)要略低一些。鋼構(gòu)造優(yōu)勢(shì)最明顯的地方主要表達(dá)在根底上，根底造價(jià)可比混凝土構(gòu)造節(jié)省30%左右。因此構(gòu)造總造價(jià)鋼構(gòu)造的比混凝土構(gòu)造高 20%左右?？紤]上工期提前完成以及有效面積增加的因素，從綜合經(jīng)濟(jì)分析上看，鋼構(gòu)造比混凝土構(gòu)造多了10%的經(jīng)濟(jì)效益。在七度區(qū)，鋼構(gòu)造比混凝土的地上標(biāo)準(zhǔn)層造價(jià)高 14%

21、左右，地下局部，鋼構(gòu)造的造價(jià)要比混凝土的低 14%左右，根底局部又節(jié)省了 33%，所以構(gòu)造造價(jià)上，鋼構(gòu)造比混凝土構(gòu)造僅高了 8%左右?？紤]工期和總投資以及有效使用面積增加的影響，則鋼構(gòu)造比混凝土節(jié)省 20%，綜合效益上占有優(yōu)勢(shì)。隨著地震設(shè)防烈度的增加，地質(zhì)條件的變化，和工程投資的增加，鋼構(gòu)造的優(yōu)勢(shì)會(huì)逐步凸顯出來(lái)，在工程總造價(jià)上接近混凝土構(gòu)造。整體本錢(qián)分析的結(jié)果顯示：建筑鋼構(gòu)造的經(jīng)濟(jì)效益很大一局部來(lái)自構(gòu)造施工工期的優(yōu)勢(shì)，而且構(gòu)造的層數(shù)越高，這方面的優(yōu)勢(shì)會(huì)越明顯。這點(diǎn)也說(shuō)明鋼構(gòu)造綜合經(jīng)濟(jì)效益的取得，需要高水平的施工管理和有效的施工組織。而混凝土構(gòu)造的工程造價(jià)低，但是工期長(zhǎng)，時(shí)間本錢(qián)高，所以綜合經(jīng)濟(jì)

22、效益就會(huì)顯得較低。因此在評(píng)估高層建筑構(gòu)造材料的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮到施工工期優(yōu)勢(shì)，以爭(zhēng)取節(jié)約更多的本錢(qián)。5.1.2鋼構(gòu)造與混凝土空間上的經(jīng)濟(jì)比擬 中國(guó)是人口稠密的國(guó)家，大城市的土地寸土寸金，所以空間對(duì)大城市的人來(lái)說(shuō)，合理的使用會(huì)創(chuàng)造出更多的價(jià)值。以下對(duì)鋼構(gòu)造建筑和混凝土建筑的比擬來(lái)研究這兩種材料的空間價(jià)值。鋼框架混凝土核心筒構(gòu)造，可以通過(guò)鋼管混凝土柱和鋼-混凝土組合梁，充分發(fā)揮鋼與混凝土的組合優(yōu)勢(shì)，構(gòu)造的內(nèi)力和變形均能滿(mǎn)足使用要求，在滿(mǎn)足極限承載力和使用極限承載力的前提下，得到更經(jīng)濟(jì)的截面尺寸，增加了高度和面積，更加的有利于建筑的功能使用。鋼框架混凝土核心筒構(gòu)造的高層建筑比混凝土框架核心筒構(gòu)造質(zhì)

23、量輕，使得地震力及傾覆彎矩的數(shù)值均偏小，由于框筒構(gòu)造主要的抗側(cè)構(gòu)件為核心筒，故鋼框架核心筒構(gòu)造體系可以節(jié)省核心筒的墻體厚度，從而使整個(gè)構(gòu)造顯得更簡(jiǎn)潔輕巧。在高地震烈度區(qū)，鋼構(gòu)造的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加表現(xiàn)出來(lái)。鋼構(gòu)造的延性和良好的變形能力，使得節(jié)省截面尺寸的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越大。而地震烈度的增大，混凝土構(gòu)造卻越顯的笨重，截面也相應(yīng)的增加了 8%，對(duì)建筑的使用功能有很多的影響，同時(shí)隨著抗震等級(jí)的提高，核心筒的配筋率也增大了很多。鋼框架混凝土核心筒構(gòu)造，質(zhì)量輕，約為混凝土框架核心筒構(gòu)造的 3/5，因此可以大大的節(jié)省根底造價(jià)。由于混凝土構(gòu)造的柱截面較大，而層高為 3.4 米，所以形成了短柱，不但增大的柱箍筋，還減小了

24、構(gòu)造整體的延性，對(duì)整體構(gòu)造的極為不利的，所以鋼構(gòu)造-混凝土核心筒是比擬適合的構(gòu)造方案。圖5 鋼橋的視野 雖然橋梁的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)沒(méi)有高層建筑則明顯，而且一樣量的鋼構(gòu)造比混凝土材料昂貴許多，但是有著強(qiáng)度高，用量少的優(yōu)勢(shì)，在城市甚至可以用以立交橋的建立使得整體看起來(lái)更加美觀、空曠。城市越開(kāi)展，土地的利用率就必須提高，一座城市開(kāi)展的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，也取決于現(xiàn)代建筑給這座城市產(chǎn)生的美感，而鋼橋恰恰可以設(shè)計(jì)出各種形狀，而且更能利用空間價(jià)值，所以我堅(jiān)信鋼橋在城市開(kāi)展中是一種必然的趨勢(shì)。5.2鋼橋與鋼筋混凝土橋梁的能耗與排放比擬鋼橋具有可檢性、可修性、可換性、可強(qiáng)性、可控性及可持續(xù)性等，而且比照混凝土橋梁，這些操作還是

25、十分便捷的。對(duì)于鋼筋混凝土橋而言，就目前的技術(shù)水平，一旦毀壞就比擬難處理，便成為建筑垃圾；而型鋼的處理方式就相對(duì)簡(jiǎn)單。據(jù)葛耀君教授的研究，在同一個(gè)處理水平上，各種材料回收后的資源消耗為水泥1.6單位/噸、型鋼0.18單位/噸、鋼筋0.9單位/噸。假設(shè)不計(jì)循環(huán)回收利用，鋼橋的資源消耗是混凝土橋的50%，如果考慮回收利用，則鋼橋僅為混凝土橋的5%。能源消耗是指建筑物全壽命周期的總耗能，其包括建材生產(chǎn)階段、施工階段、使用階段、撤除階段、廢建材處理階段的總能耗。由于混凝土比擬難處理，大局部?jī)H采用打碎埋置處理，與重新熔煉的鋼材比起來(lái)是少耗了好多能量，但是重新熔煉的能量可以歸入下以工程的生產(chǎn)階段，所以對(duì)于

26、鋼材比混凝土理論能量不會(huì)高出多少。最后建立排放方面，主要是二氧化碳排放和廢棄物。雖然鋼構(gòu)造比混凝土構(gòu)造建立過(guò)程二氧化碳排放高，但在完成使命后整個(gè)混凝土橋會(huì)變成垃圾、而鋼橋則大局部可以回收利用。而且對(duì)鋼橋易銹蝕的缺點(diǎn)，我國(guó)也已經(jīng)有了比擬深入的研究。有化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕等。而且也總結(jié)了防腐涂裝的常用方法：重防腐油漆涂裝防腐、熱浸鍍鋅防腐、熱噴涂防腐火焰噴涂、電弧噴涂等。綠色是可持續(xù)開(kāi)展的重要載體，開(kāi)展綠色建筑首次納入國(guó)家規(guī)劃。綠色設(shè)計(jì)是隨著人類(lèi)生存環(huán)境的嚴(yán)峻化和環(huán)境生態(tài)問(wèn)題層出不窮的情況下引入的理念。在橋梁設(shè)計(jì)中要把降低能現(xiàn)橋梁的最優(yōu)化設(shè)計(jì)和可持續(xù)開(kāi)展的目標(biāo)。 所

27、以不管從資源損耗、能源損耗、建立排放三方面進(jìn)展評(píng)價(jià)，鋼橋的可持續(xù)開(kāi)展更具優(yōu)勢(shì)。結(jié)合鋼構(gòu)造的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，對(duì)鋼構(gòu)造進(jìn)展了綜合的評(píng)價(jià)，因此鋼構(gòu)造的開(kāi)展具有很大的潛力和前景，且是符合我國(guó)建筑行業(yè)的整體形勢(shì)的。推進(jìn)我國(guó)鋼橋綠色環(huán)?？沙掷m(xù)開(kāi)展主要措施 1加強(qiáng)宣傳教育工作，提高人們的綠色鋼橋意識(shí)，加大綠色環(huán)保宣傳力度充分利用當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，采用各種形式，加強(qiáng)綠色鋼橋的宣傳、知識(shí)普及，讓人們認(rèn)識(shí)到綠色鋼橋的可行性與必要性。高等院校要進(jìn)一步完善綠色環(huán)保建筑相關(guān)學(xué)科建立，培養(yǎng)適應(yīng)綠色建筑開(kāi)展需要的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)型人才與復(fù)合型人才。 2完善相關(guān)法規(guī)建立，加快綠色建筑開(kāi)展，抓緊研究綠色建筑開(kāi)發(fā)、建立、運(yùn)營(yíng)、管理、稅收、市場(chǎng)準(zhǔn)入、信息資源管理等方面的法律法規(guī)，為綠色鋼橋的安康開(kāi)展?fàn)I造良好的環(huán)境。 3制定綠色建筑技術(shù)與產(chǎn)品的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)實(shí)施綠色建筑材料，產(chǎn)品認(rèn)證和綠色建筑技術(shù)評(píng)估、標(biāo)識(shí)制度，規(guī)*、監(jiān)視管理等，切實(shí)促進(jìn)綠色建筑材料的開(kāi)展。 4制定一系列推廣綠色可持續(xù)開(kāi)展鋼橋的政策，例如可以采取經(jīng)濟(jì)性獎(jiǎng)勵(lì)政策，通過(guò)市場(chǎng)來(lái)影響