钢结构桥梁建设行业1.行业内企业规模小、市场集中度不高。
桥梁钢结构工程具有技术难度大、工程施工复杂、对实施企业工程业务链配套能力要求高等特点,使得行业内企业数量较少。
另外,由于大型桥梁工程一般为国家或各地的重点工程,其对于钢结构工程企业的工程经验及以往业绩的要求相对较高,以及工程技术、场地、设备规模、人员、资质等的限制,使得参与大型桥梁钢结构工程竞争的规模较大的专业企业数量较少,且以大型央企为主。
本行业为市场集中度较低的市场化竞争行业。
2.本行业的发展与交通基础设施建设密切相关在交通基础设施建设中,桥梁作为道路建设中跨越江河、山谷、沟壑、低地等的关键性工程越来越成为道路建设的主要组成部分,占比也越来越大,以全长1318公里的京沪高速铁路为例,桥梁长度达1061公里,占比超过80%。
以铁路、公路建设为主的交通基础设施建设的发展将带动桥梁建设的发展,同时拉动了与桥梁建设高度相关的桥梁钢结构工程行业的进步。
以公路建设为例,过去五年里,公路建设投资规模由2006年的6231.05亿元增加到了2010年11482.28亿元,增长了84.28%;与此相适应,全国特大公路桥梁也由2006年的1036座增加到了2010年的2051座,增幅为97.97%,体现出良好的联动发展趋势。
钢结构桥梁作为大跨径桥梁的主要构造形式,在路桥建设中得到了更为充足的发挥,并有效推动了桥梁钢结构工程行业的发展,行业协会统计数据显示,2010年全国桥梁钢结构工程完工量超过250万吨,为2004年的5倍多,成为因交通基础设施建设加速而发展较为迅速的行业之一。
3.桥梁钢结构工程有严格的质量要求桥梁钢结构工程作为桥梁工程的重要组成部分,其完工质量直接影响到整个桥梁的施工进度和工程质量,进而对整个路桥工程造成影响,且一般大跨径桥梁的设计使用寿命动辄几十年,甚至上百年,这就对工程承担方的工程质量提出了严格的要求。
目前,大型桥梁钢结构工程招标时,对投标企业一般要求具有钢结构工程专业承包一级资质、具备一定数量的一级建造师和质量工程师、拥有一定比例的专业质量检测设备、通过行业公认专业机构的质量资质认证等一系列的质量相关要求,并对其过往工程质量进行考察,以此来确定有资格参与投标的企业。
在项目实施过程中,要求企业在工程质量方面符合专业规范,并要接受业主方和监理方的实时质量抽查,以确保在每一环节都能够达到甚至超过设计质量要求。
4.桥梁钢结构工程需要较高的工程技术水平配套大跨度钢结构桥梁的建设是一个复杂的多专业、多施工单元所组成的联合作业过程。
桥梁建设过程中对于每个单项工程都有严格的工程技术指标要求,对于以桥梁主梁施工为主的桥梁钢结构工程来说,更是需要有高标准的工程技术水平,以满足桥梁整体性能及功能的实现需求。
通常情况下,大型桥梁对于钢结构大节段制造技术、特定结构的钢梁组装焊接技术、钢梁拼装技术、大型节段运输技术、桥面组装连接技术、精确合拢技术等都有与其桥梁整体设计相适配的特有技术要求。
随着桥梁施工难度的不断突破、在条件恶劣环境下工程的逐渐开展,桥梁钢结构工程的技术难度逐步加大,对承担桥梁钢结构工程的业内企业的技术水平也提出了较高层次的要求,一般招标过程中即要求相关投标企业具备一定数量的专业技术人员和相应类型工程的技术储备,以能够达到相应工程的技术标准。
5.桥梁钢结构工程项目的工期较长由于大型桥梁的构造复杂、施工环境艰苦、涉及的施工单元较多等,整个桥梁工程的工期一般会持续3-5年,以正在建设的泰州长江大桥为例,整个工程2007年开工,预计2011年底竣工,持续时间为4年。
以钢梁为主的钢结构工程作为整个桥梁建设的重要组成部分,从中标到全部工程完成的持续时间一般也会超过1年,超过了一般建筑钢结构工程几个月的工期水平。
6.单项工程业务量呈大型化方向发展随着我国桥梁整体建设水平的提高和桥梁用钢的性能提升,越来越多的桥梁采用了性能优良的钢结构作为其主梁构造形式,尤其是跨度超过300米以上的桥梁,较少采用混凝土材料来制造主梁。
未来以港珠澳大桥、琼州海峡大桥、渤海湾大桥等巨型跨度钢结构桥梁为代表的广泛的大跨径钢结构桥梁的应用,将使得我国的单项桥梁钢结构工程业务规模水平得到较大发展,单项工程业务量呈现出大型化、规模化的趋势。
建造流程单元制造、组装焊接、节段拼装、涂装、梁段总装、实时检测及起重吊装、桥位焊接及涂装、桥梁合拢、桥梁钢结构维护技术难点焊接技术:工作量大,施工要求高。
钢材料:直接承受车轮荷载,疲劳问题突出。
钢铁腐蚀:钢在空气中会被氧化而生锈,影响牢固性。
(一)钢材本身存在的问题某单位在加工某大厦1200*1200*60的箱形柱时,在施焊过程中突然发现60mm作为腹板的厚板出现了撕裂现象,肉眼可见清晰的裂纹把板从厚度方向分成两半,经过NDT检测发现裂纹深度发生在深度3mm左右,同时对同一类型同一批号的另外几张板切割的零部件进行检测,发现板内存在夹层,轧制质量不好是造成质量问题的主要原因。
在焊接的过程中由于焊接产生的焊接应力作用将夹层的材料拉开。
由此出现了厚板沿厚度方向撕裂的现象.原因分析:由于使用部位的特殊性,该零部件在构件中作为腹板使用,沿纵向上下方向焊接的零部件在焊接形式上开的全熔透坡口受力的劲板,由于板内部存在的分层,焊接产生的焊接应力向外释放从而沿厚度方向撕裂了板。
可以根据实际情况采取以下的几种措施进行处理:(1)大量的钢材内部存在的夹层属于钢厂本身在轧制过程中产生的质量问题,已经超过了国家标准规范的要求,可以要求钢厂派人来核实,同钢厂协商退货或换货处理;(2)如果夹层数量较少可以征求技术部门和业主的意见,将信息反馈给钢厂,对出现的问题采取施工补救措施,可以根据无损检测的结果,在有问题的部位采用气刨全部刨开,超过本身的深度,然后用等强度焊接材料进行填充,完毕后对表面进行处理,在规定的时间后进行NDT检测,同时对相同的构件取样进行理化检验,达到设计规范要求可以继续使用;(3)在监理的见证下将该零部件割掉,重新换上满足条件的板材,换下的零部件用于非承重和非重要部位或作为辅材使用,完成后在规定的时间后进行NDT检测,做好记录。
(二)在施工流程中出现的问题加工制作过程中较易发生质量问题且发生后处理起来很棘手的主要是特殊工序和重要工序。
一般工序发生质量问题所占的比率很小。
特殊工序有焊接、涂装,重要工序有下料,装配。
1.焊接工序。
该工序属于隐蔽工程,也是最易发生质量问题的工序之一,从2004年某公司的产品质量报表统计显示,发生该工序的质量问题中:因为焊接质量导致的焊缝返修率高达80%以上,其次是由于上道工序操作不当和操作人员的技术问题而导致焊缝质量问题约占10%,这样问题属于直接影响工程质量的主要问题,所以此类型的问题必须通过专业的检测公司运用专业的检测工具才可以检测、评判出来,一般根据焊缝内的缺陷类型分为夹渣、未溶合、气孔等。
2.涂装工序。
该工序也是属于隐蔽工序,对结构的影响小于对于建筑功能的影响。
也是较易发生质量问题的工序。
工序的质量问题主要表现在:构件表面的漆膜大面积脱落和局部脱落,构件表面的漆膜脱落、产生流挂现象,漆膜的厚度不够,漆膜厚度分布不均,漆膜的颜色色差较大。
3.放样下料工序。
该工序属于构件加工之前的龙头,其质量的好坏对下道工序存在着直接的影响,甚至导致下料的零部件全部的报废,这种情况的发生是很普遍的,所以在下料之前对于加强过程的质量监控是十分重要而且必要的。
该工序的产生的质量问题主要表现在:对于长条和薄板类型的零部件在切割中变形比较厉害;由于切割气体或者板材内部存在夹渣和成份分布不均匀而导致的切割面出现马牙纹、节瘤、割痕深度超标准;气割或锯切的零部件未考虑后续工序的收缩变形而导致的零部件尺寸超标;由于工艺文件编制的失误而导致的批量零部件报废;下料切割的尺寸严重的超过了标准的要求。
4.装配工序。
该工序在构件加工的质量中占有重要的地位,其质量受上道工序的影响较大,所以在装配前加强过程的监控是非常的重要。
该工序的产生的质量问题主要表现在:装配的零部件位置错误,如3450mm装成4350mm;零部件的使用错误,本来应该装配2#零部件件,装配的却是3#另部件;零部件在正确位置上装配错误、如板上的孔45mm本来是朝外,而实际把45mm朝内装了;装配的零部件装配间隙超过规范和技术文件的要求,3mm的间隙现在7mm;有些零部件没有经过校正就进行装配,装配完成后已存在的变形没办法消除变形;操作工为图省事私自切割造成零件上孔位置尺寸超标;装焊区没有进行表面处理;由于图纸尺寸的错误造成的装配错误。
建筑业我国建筑业的发展包含水、土、文化有关的基础建设。
桥梁加固养护行业全国范围的桥梁状况堪忧。
至2006年有关资料显示,全国病害桥梁超过10万座,其中危桥有6282座。
这些桥梁均属于五类桥,即“技术状况处于危险状态,部分重要构件出现严重缺损,桥梁承载能力明显降低并危及桥梁安全”。
我国桥梁养护加固技术发展的历史不长,市场管理尚在初始阶段,缺少有效的制度和措施保证,且项目规模小,数量多,地域分散,从业人员技术能力和管理水平参差不齐等许多不利于行业健康发展的因素,使得桥梁养管难以完全达到效果。
这些问题主要表现在以下几个方面:1、桥梁养护加固市场有待规范桥梁养护加固项目对检测、设计、施工、监理等从业人员综合能力要求较高,而事实上这个行业目前的管理还不及新建项目的管理有效。
如果把桥梁比作病人,从业人员比作医护工作者,那么这个市场里,大医院、小诊所、名医、游医、中医、西医等各路人马,各显神通,让人目不暇接,难分优劣。
在这个从业大军中,真正有技术、有实力、有信誉、有规模的并不多,更多的是小规模的公司。
这些单位的背景大致有以下几种:第一,从原国有科研设计单位转型过来;第二,从原来传统施工企业分离出来;第三,从加固材料供应商、产品经销商提供服务的过程中加入进来的;上述三类企业各有所长,也存在各自的弱点:第一类企业,有技术、有人才,但缺乏施工管理能力和经验;第二类企业,有一定的施工管理能力和经验,但技术和人才不足;第三类企业,有材料成本技术上的优势但都以民营小公司为主,综合实力有待提高。
桥梁养护加固市场上需要的是具有技术、人才、管理、研发的综合企业,现实中真正在技术、人才和管理上有综合能力的企业数量太少。
市场上大小企业一起竞争,“优良中差”共同生存的局面已经形成。
2、结构检测技术过多依赖经验近三十年来,桥梁设计技术发展迅速,设计、施工水平已达到了相当高的程度。
千米级斜拉桥——苏通大桥、世界级跨海大桥——杭州湾大桥、以及世界第一拱桥——朝天门大桥的建成标志着世界桥梁的设计建造水平达到新的高度。
可旧桥的检测水平发展比较缓慢,我们还不能够精确判断桥梁病害状态,不能准确测量砼结构中关键的应力指标,还无法知道结构中钢筋和钢铰线的应力状态和锈蚀程度。