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[专题] 迎接桥梁材料市场 下一个春天 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2012-5-11 20:28:36 |显示全部楼层 |          |
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迎接桥梁材料市场下一个春天; M0 v; U# Q- h# u$ k$ ?


1 m4 p  Q5 [4 P$ _

文/本刊记者 张萍
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  桥梁工程主要包括材料、结构和施工工艺,其中,材料是至关重要的。桥梁从建筑方面体现了人类文明的发展,而桥梁的总体效果、功能的实现都需要通过材料的载体得以体现。材料的品种、质量及规格直接影响到桥梁工程的坚固、持久和耐用,并在一定程度上影响着桥梁的结构形式和施工方法。所以,在很大程度上,与其说施工工艺决定了一个时期桥梁的发展,不如说桥梁的材料决定了一个时代的桥梁文明、桥梁艺术和桥梁技术水平。" e$ H1 y: `. d9 t5 B; J: Y/ N
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  本期,我刊特推出桥梁材料专题,以期引起业内对桥梁建筑材料行业的关注,提高业主对建桥材料的重视,分析桥梁材料企业面临的问题,从而进一步提高桥梁建设工程的质量和耐久。桥梁的质量及耐久性与桥梁的使用材料及局部材料息息相关。事实证明,桥梁中许多技术问题的解决,往往与桥梁材料的创新性密不可分,新的桥梁材料的出现,必将促进桥梁结构设计与施工工艺的创新。, a7 F7 N' i. {9 P7 h
  有专家称,一些桥梁设计、施工人员对桥梁材料的了解存在一定程度的局限性。设计人员虽然在大学期间接触过材料领域的相关知识,但毕业后即从事设计工作,缺乏实践经验;而施工人员虽比设计人员对建桥材料和桥用产品更为了解,但其工作目标是在工期及投资范围内,按照设计蓝图保质量、保安全地完成建桥任务。
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  桥梁涉及的材料很多,如钢材、板材、混凝土、水泥、纲绞线、锚具、支座、伸缩缝等。桥梁使用的材料一般是指桥梁的主要构件特别是承重构件使用的材料,按历史发展顺序可分为木材、石材、铸铁、钢、混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土等。而局部使用的材料(包括桥用产品)往往只用在桥面、栏杆、支座、伸缩缝、防水层等方面,它们的使用寿命不可能与桥梁相同,往往需要维修更换。
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  材料的“革命”

  桥梁发展的主要标志是桥梁跨径,在只有木材、藤条和石料修建几米、几十米跨径桥梁的时代,人们无法理解今天桥梁的规模和型式;同样,随着复合材料等轻质高强材料的进一步发展,桥梁在价格和耐久性上不断突破和创新,今后的桥梁跨度和型式又必将是现代人无法想象的。2 x! k2 I7 s: \# `* |
  受材料发展所限,最早的桥梁,多为木桥或石桥,如福建的万安桥、河北的赵州桥,再如西班牙塞哥维亚古罗马水道桥,都是原始材料的石桥。黏土砖瓦的出现,使得建筑材料由天然变为人工生产,为桥梁的发展奠定了物质条件。随着时间的推移和技术的发展,逐渐出现砖石结构和拱形结构,因此演变出了砖石结构桥梁,现在多见于园林设计中的小桥。
' j. s9 X/ T. {" L  同样,发明造就了新的人造材料——混凝土,进而出现了钢筋混凝土和预应力混凝土。随着水泥和混凝土生产技术的迅速发展,混凝土的应用急剧增加,范围日益扩大。
9 }: f3 o4 ]' A9 M  随着技术的进步,优质钢材及高强度钢筋的出现,促进了网架结构、预应力大跨度结构等结构形式的迅速发展,也使得桥梁的跨度不断加大,出现了很多超大跨度桥梁,如明石海峡大桥、润扬长江大桥等。' x. q2 q4 I) O+ @. D# Q) D
  专家们预言,21世纪将是复合材料的时代。复合性材料因其可设计性强,可任意施工成型的技术优点,与轻质、高强、防撞、抗震、耐疲劳、耐腐蚀的材料结构优势,引起了国际工程界,特别是桥梁界的高度重视,带动了其用于桥梁结构工程的研究与实践。从20世纪70年代开始,摩洛哥、西班牙、瑞士、英国、以色列、美国、中国、保加利亚、德国等,竞相开展了复合材料桥梁的应用研究。中国于1986年建成了第一座主跨27.4米的玻璃钢(GFRP)斜拉人行桥;英国于1992年建成主跨63米的玻璃钢斜拉人行桥;瑞士联邦材料实验室(EMPA)完成了碳纤维增强塑料(CFRP)拉索的室内静动力试验;美国加州大学用缠绕方法制造出混杂复合材料缆索,准备用其替换长滩Desmond桥上80根拉索中的4根;德国BASF公司还设想用CFRP拉索建造100米跨径的桥梁。复合材料大规模用于桥梁的势头可窥一斑。
  ~1 y+ ^9 O/ \! m7 [6 P  目前,随着复合材料的发展,桥梁材料已步入复合材料与常规材料复合以“扬长避短”“物尽其用”的新时代,弥补了单一材料的缺点,并有了单一材料所不具有的新性能,使桥梁结构向“大跨径”“高耐久性”和“工业化施工”方向发展有了坚实的支撑,这对桥梁的设计施工也将产生巨大的冲击和挑战。& |1 v! c: v* F
  对于成品. @; y" R& M: |% F# r* ?- Y# K
  大部分都有% e2 j  u( y+ o
  国家、行业标准
, C8 m, ]. a6 q; i. @  或规范作为保障
' R" x- P3 E- e& e  只要采购符合标准的8 h: w; U, K7 P1 T
  产品即能保证质量; I3 B, P# `9 W. ~# O7 B% F
  而对于原材料
9 V+ `' ?+ s( n0 f& C6 X  由于受生产厂家/ i- ^$ V+ V0 ]+ p7 C! c- F0 L
  以及地域条件  S' h' {5 o9 C" l8 }# P9 ]
  等因素制约. U, V. h2 m0 g1 |2 a
  其品质往往存在. O# D9 n7 N/ }/ j4 x5 f" I
  不同程度的波动
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  发展的“瓶颈”

  据了解,目前桥梁施工所用的材料大致可分为两类。一类是成品,以金属制品为主,如钢筋、钢绞线、锚具等;另一类是原材料,以非金属材料为主,如胶凝材料、砂、碎石、外加剂等。对于成品,大部分都有国家、行业标准或规范作为保障,只要采购符合标准的产品即能保证质量;而对于原材料,由于受生产厂家以及地域条件等因素制约,其品质往往存在不同程度的波动。其功能可能会随着使用条件的变化而变化,只有使用者对材料的特性做到十足了解,才能充分发挥材料的优势。
) t: }# K6 \  P' u  我国设计和施工人员对桥梁材料的了解均有待提高,针对此弊端,有专家强调,桥梁工程是多学科的,不可能要求设计、施工人员对各种材料和桥用产品都十分内行。然而,强调材料的重要性,强调实施过程中重视材料的质量和性能是可实现的。此外,仅仅是设计、施工人员重视材料领域仍是不够的,参与桥梁建设的人员都应有所重视,否则,很难在使用材料、产品上形成共识,甚至耽误工程进展。9 B9 G- L0 N+ ]) n; k5 ?% x
  设计与施工单位的工作各有侧重,山东高速集团青岛高速公路有限公司总工邵新鹏认为,针对新材料的应用,使用单位可委托熟悉该类材料的相关单位与设计及施工人员进行技术交流,也可委托相关单位作为过程控制的指导者与监督者,从而避免该类材料使用不当情况的发生。, l( M7 ~& ]- X% b: ?& P* I
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  重庆交通大学复合材料桥梁研究所张锡祥教授认为:“目前施工方和设计方的专业技术人员对桥梁通用材料了解相对较多,对桥梁专用材料的了解和应用次之,对桥梁新材料了解相对较少,并不太了解如何正确应用。例如桥梁加固工程中粘贴纤维布加固、压注灌封胶修复混凝土裂缝所涉及的碳纤维布、玻璃纤维布、浸渍胶、灌封胶等新材料,施工方或设计方很多专业技术人员对其修复、加固机理、设计原理、施工工艺、质检方法等还知之不多或知之不详。针对这一短板,可通过举办培训班、专题讲座和技术讨论会等方式,提高施工方和设计方专业技术人员的相关基础知识和设计、施工能力,从而提高整个行业对桥梁材料‘由表及里’的深入了解和‘扬长避短’的合理应用。”% c' M$ G( i  L/ Y3 \3 r
  我国目前的桥梁材料4 A& \, E1 t5 x. Q: z
  生产厂家经营状况
0 m' P" z0 w9 x/ d& @( F+ g  差别较大
& z6 n% C0 d8 X  大型的正规厂家
9 O' |6 n  X$ d' ^- V) G" U- X  经营状况较好% W8 b! h9 u, W2 u
  而小型、非正规厂家
6 q3 _: V' q+ A: M2 d6 r! S  大都惨淡经营
7 }7 A) Z/ ?1 Z* O% y  总体状况为
" x0 M' q) R+ x+ r! X1 M; o* t  供大于求
' F% L* m4 y3 V- e  竞争激烈
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  蓄势待发的材料厂家

  据了解,我国的桥梁材料生产厂家主要包括通用材料(如钢材、水泥、沥青、混凝土等)和专用材料(如桥梁拉索、支座、伸缩缝等)两大类,总数逾万。因涉及的行业面较广,目前还无专门针对桥梁材料生产厂家的准入门槛。只是对某些专用桥梁材料实施了“生产许可证”的准入制度。国家对桥梁生产厂家的监管力度总体较大,但大都集中在宏观管理和技术标准层面,具体的产品质量检查和生产厂家行为监管仍有待提高的空间,致使一些不正规厂家有空可钻。- }+ T7 Y# h5 l9 N
  据张锡祥教授介绍,我国目前的桥梁材料生产厂家经营状况差别较大,大型的正规厂家经营状况较好,而小型、非正规厂家大都惨淡经营。总体状况为供大于求、竞争激烈。并且不同程度地存在材料资源短缺、自主知识产权技术研发成果较少、企业核心技术竞争力较差的发展瓶颈。例如桥梁大型伸缩缝、桥梁加固用碳纤维等构件和材料,目前还很难与欧、美、日等发达国家竞争。
3 p, g0 g0 T9 R/ R0 P+ m  针对桥梁材料生产厂家的现状,张锡祥教授一语中的,开出了如下药方:“与国外相比,国内桥梁材料生产厂家所欠缺的地方主要体现在如下五个方面。首先,厂家生产规模较小;第二,自主研发技术成果较少;第三,核心技术竞争力不强;第四,市场竞争不规范;第五,国家层面扶持和引导力度不足。而解决的方法主要包括以下三点:首先,可通过企业兼并、重组等整合措施组建有技术、有经济实力的大型桥梁材料企业;其次,通过国家科技引导、财政扶持政策和企业自发投入,产出具有完全自主知识产权的技术成果,从而增大企业的核心技术竞争力;最后,通过政府监管和行业自律,提高市场的规范竞争,带动行业的可持续发展。”
2 O" s8 i, y% P  l% u6 j4 m+ T
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xiahuan12345 发表于 2012-12-31 22:57:57 |显示全部楼层
楼主讲的很中肯啊,学习了,谢谢!
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