短时间的变革
怀俄明大学工程与应用科学学院教授Michael G. Barker, p.e.,与密苏里州桥梁工程顾问John Mann, p.e.合作,对钢与预制混凝土在短跨度应用中的上部结构成本进行了真正的“苹果对苹果”比较。该研究还包括该项目的总建设成本。
巴克说:“我们有一座钢梁桥和一座空心板预制混凝土桥,它们在各方面几乎完全相同。”“它们都建于2012年,位置和地形相同,道路长度和宽度、桥台、结构深度和护栏系统几乎相同。两座桥都是由同一组当地工人建造的。”
结果呢?在建筑平方英尺成本的并排比较中,钢短跨度上层结构节省了25.8%的成本,总体节省了19.3%的结构总成本。让我们来看看研究内部。
最基本的
奥德瑞郡411钢桥建于2012年,高47.5英尺。跨度24英尺。巷道宽度为2英尺。结构深度加板且无歪斜。基本上层结构设计由奥登企业(Oden Enterprises)在内布拉斯加州Wahoo制造的四根耐候钢桁组成。该项目的总成本为111,853美元(97.48美元/平方英尺)。英国《金融时报》)。
同样建于2012年的奥德瑞恩县混凝土桥336跨度为50.5英尺。24英尺。巷道宽度和2英尺。结构深度倾斜20度。它由六根空心空心预制板梁组成。该项目的总成本为154,035美元(120.83美元/平方米)。英国《金融时报》)。在这种情况下,之所以选择混凝土,是因为县里的工程师认为桥梁结构偶尔会被水淹没,并认为混凝土可以让桥梁更快地重新开放。在这两种情况下,奥德瑞恩县的工程师跟踪了桥梁所有组件的详细成本,从设计开始到施工结束。为了进行“苹果对苹果”的比较,所有上层建筑的成本都被单独跟踪。
当计算所有的实际成本时,与预制混凝土上层结构相比,短跨度钢桥上层结构的建筑节约了25.8%。411号钢桥的上层建筑成本——包括材料(大梁、面板、钢筋和混凝土)、人工和设备——达到了37.54美元/平方。336号预制桥的上层建筑成本——包括材料(楼板梁、钢筋、护墙混凝土和灌浆)、人工和设备——达到了50.61美元/平方英尺。英国《金融时报》。
曼恩指出,钢桥每平方英尺的价格较低,是因为钢梁的价格不到平板梁的一半。起重机成本也节省了一些成本。
曼恩说:“由于建造了钢桥(411号桥),奥德瑞县能够使用自己的30吨起重机。”“对于336号预制桥,该县不得不租一台100吨的起重机来处理更重的负荷。”
巴克补充说:“许多县里的工程师忘记了起重机的成本。钢桥不需要较重的混凝土桥所需要的较重的设备。在一座小桥上,成本是巨大的。上述桥梁的两天租金和杂项设备费用为4 000美元,而钢制桥梁的杂项设备费用为500美元。”
钢的另一个优点是可能使用简单的土工合成加筋土(GRS)桥台来处理较轻的负荷。在上面的比较中,如果桥台是为更轻的钢桥设计的,该县本可以在项目上节省额外的资金。GRS基台是创新的基础系统,比其他传统基础材料成本更低。安装过程很简单,而且可以快速完成——在某些情况下,五天或更短的时间就可以完成。
曼恩说:“作为一名资深桥梁顾问,我相信,那些受过短跨度钢桥成本效益设计教育的工程师,可以通过简单实用的细节实现钢材的显著节约。”“有经验的承包商通常可以用更轻的设备在更短的时间内架设和建造一座钢桥,从而额外节省成本。”
Barker补充道:“使用弹性轴承等细节可以节省资金,因为它们易于安装,成本更低。此外,耐候钢或镀锌钢也有优势。我认为我们将继续在全国范围内看到镀锌桥梁的广泛使用,因为你浸一下它们,你就完成了——提供了更少的维护和生命周期成本。县机构会发现钢桥通常比混凝土桥更好。他们只需要进行比较。”
根据短跨度钢桥梁联盟(SSSBA)raybet8的说法,在所有类型的十字路口施工中使用钢材有很多好处。根据SSSBA主席Mike Engestrom的说法,钢铁为工程师、建筑师、建筑商、规范官员和其他建筑专业人员提供了可持续、加速、耐用和具有成本效益的设计解决方案。Engestrom解释说:“研究表明,考虑到劳动力(包括当地工作人员的使用)和安装时间,预制钢桥与其他材料相比具有成本竞争力。”“当首选ABC(加速桥梁建设)时,钢材提供了许多选择,既节省时间又节省金钱。通过对Audrain县桥梁的事实和数据进行比较,进一步验证了这一信息。”
钢的考虑
奥德瑞郡在桥梁建设中选用钢材的历史悠久。
根据曼恩的说法,“根据我们的经验,50英尺范围内的短跨度桥梁。用钢建造时几乎总是最好的价值。在70英尺。或者更长的时间,我们将进行更深入的分析,以评估变量,如临近预制工厂和总成本。在某些情况下,我们考虑预制空心芯板以实现超快的周转,但我们知道我们必须付出额外的代价。总的来说,我发现买钢更好。”
自2008年以来,Audrain县已经建造了5座平均长度为53英尺的短跨度钢桥。平均总项目建设成本为86.09美元/平方米。在同一时间里,该县建造了4座平均长度为37.5英尺的混凝土桥。平均项目总成本为96.32美元/平方米。英国《金融时报》。
巴克博士为项目做讲座
基于web的工具提供短跨度的选项
一座短跨度的钢桥,比如密苏里州奥德里恩县的411号桥,可以在短时间内(可能在几分钟内)设计完成eSPAN140,一个免费的在线设计工具。该工具是由SSSBA与来自钢桥行业各个领域的30多家公司和组织合作开发的。eSPAN140是一款非常有用的工具,可为高达140英尺的桥梁提供定制钢设计。
eSPAN140是由县工程师开发的,不需要复杂的工程投入。只需简单的三步,该工具就为短跨度钢交叉的标准设计和细节提供了一系列可用的选项,包括轧制梁和板梁,模块化和桁架解决方案,埋地土钢桥梁结构(波纹钢管和波纹结构板),以及耐久性解决方案。该工具中包含的行业联系人可以帮助桥梁工程师进行预算估算和定价信息。
使用eSPAN140简单快捷。用户创建一个免费帐户,然后输入项目信息(位置和桥梁长度)、一般尺寸(交通车道、道路宽度、胸墙宽度等)、行人通道选项(人行道数量和估计宽度),以及倾斜角度、预计每日流量和设计速度。然而,一个钢短跨度解决方案可以完成只有三个维度-长度,宽度和条纹交通车道的数量。一旦输入数据,设计工具立即生成定制的钢铁解决方案手册。了解更多关于eSPAN140。
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钢材为桥梁建设提供了经济的解决方案吗?
- 由于钢的重量轻,节省的成本可以是显著的
- 研究表明,风化,A1010 (A709-50CR)和镀锌钢降低了初始和生命周期的成本。
- 与几乎相同的混凝土结构相比,钢结构具有竞争力,甚至可以节省成本。再保险。
- 钢桥的使用寿命也很长,减少了更换的需要。
- 钢的高强度允许更长的跨度,最大限度地减少对潜在栖息地的破坏。
- 钢铁对地震等极端自然灾害具有很强的抵抗力。
- 钢铁是世界上回收率最高的材料,而且是无限可回收的。
- 短跨度钢桥可以用预制构件设计,安装更简单,节省成本。

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