淺談新型建筑材料在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

劉源

（石家莊交通勘察設(shè)計(jì)院，石家莊050000）

淺談新型建筑材料在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

劉源

（石家莊交通勘察設(shè)計(jì)院，石家莊050000）

闡述了橋梁建設(shè)新型材料的發(fā)展意義，分析了幾種常見(jiàn)新型材料的類型，深入研究了新型材料在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用，對(duì)橋梁建設(shè)的創(chuàng)新發(fā)展具有重要作用。

新型材料；智能材料；防水保溫

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.028

1 引言

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷增強(qiáng)和國(guó)民生活水平的不斷提高，大型基礎(chǔ)建設(shè)和市政工程在不斷增多，極大地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可忽略的因素。其中，橋梁建設(shè)因?yàn)樘峁┝吮憬莸慕煌ā⒖焖俚倪\(yùn)輸和先進(jìn)的技術(shù)而被廣泛應(yīng)用在復(fù)雜山脈、湍急河流和陡峭山谷，成為社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)的中流砥柱。從材料角度來(lái)看，我國(guó)橋梁建筑采用新型建筑材料，已經(jīng)成為了時(shí)代發(fā)展和建設(shè)的需要，大量采用新型建筑材料能有效提高橋梁建設(shè)工程的整體水平。

2 新型建筑材料應(yīng)用于橋梁建設(shè)的意義

新型建筑材料在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用，能夠填補(bǔ)傳統(tǒng)建筑材料的缺憾，有助于緩解能源緊張，建立可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)建筑材料的創(chuàng)新發(fā)展。

1）我國(guó)的能源需求持續(xù)旺盛，橋梁建筑材料所需要的鋼、鐵和鋼筋都屬于高耗能的材料，鋼鐵行業(yè)等所造成的能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍左右。因此，橋梁建設(shè)中依然采用高能耗、高污染和低產(chǎn)值的傳統(tǒng)建設(shè)材料，必然會(huì)造成我國(guó)能源緊張問(wèn)題的加劇，而采用新型建筑材料，則可以逐漸減緩這類問(wèn)題。

2）采用新型建筑材料，有助于橋梁建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。橋梁建設(shè)屬于大型基礎(chǔ)建設(shè)工程，它應(yīng)用的材料眾多，而產(chǎn)生的廢棄物非常多，對(duì)于可用資源的浪費(fèi)也成為不爭(zhēng)的事實(shí)。比如，鋼筋混凝土中的鋼、鐵和鋼筋雖然能夠回收，但是它在自然環(huán)境下產(chǎn)生的腐蝕加大了回收的難度。而采用新型建筑材料，不僅能夠有效處理橋梁建筑垃圾，甚至能對(duì)各種有毒有害物質(zhì)進(jìn)行回收利用，有助于我國(guó)橋梁事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3）發(fā)展新型建筑材料，有助于提升傳統(tǒng)建筑材料的創(chuàng)新能力。通過(guò)橋梁建筑材料的不斷研發(fā)，提高了橋梁建筑質(zhì)量的同時(shí)，還給傳統(tǒng)建筑材料提供了創(chuàng)新的動(dòng)力和技術(shù)的潛力。

3 新型建筑材料在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 新型建筑材料在彌補(bǔ)傳統(tǒng)建筑材料方面的應(yīng)用

在橋梁建設(shè)中大力發(fā)展新型建筑材料，已經(jīng)成為橋梁建設(shè)擺脫傳統(tǒng)建筑材料束縛，應(yīng)對(duì)建設(shè)新環(huán)境挑戰(zhàn)，發(fā)展未來(lái)建筑材料的主要趨勢(shì)，對(duì)于節(jié)約國(guó)土資源和構(gòu)建節(jié)能型行業(yè)具有非常重要的價(jià)值。從傳統(tǒng)橋梁建筑材料來(lái)看，我國(guó)橋梁長(zhǎng)期以來(lái)過(guò)度依賴混凝土等建筑材料，建筑技術(shù)落后，實(shí)心混凝土燒結(jié)磚和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土有如下優(yōu)缺點(diǎn)。

實(shí)心混凝土，通常采用的是耕地的黏土層，材料來(lái)源豐富，建筑易于塑型，但使用小塊實(shí)心黏土磚會(huì)直接毀壞耕地，成為破壞農(nóng)業(yè)用地的主要因素。

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，采用鋼、鐵和鋼筋作為建設(shè)材料，它具有硬度高、密度大和穩(wěn)定性強(qiáng)的諸多優(yōu)點(diǎn)，但不具有耐腐蝕、抗酸堿的特性，橋梁建設(shè)一般處于高海拔、高濕度的自然環(huán)境中，這對(duì)于橋梁建設(shè)都會(huì)帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。

因此，為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)橋梁建材的不足，不斷推廣新型建筑材料的研究與應(yīng)用，進(jìn)而帶動(dòng)橋梁建設(shè)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。其中，新型復(fù)合型建筑材料的優(yōu)勢(shì)更加明顯，主要受益于我國(guó)復(fù)合材料的飛速發(fā)展。根據(jù)橋梁建設(shè)的需要，其應(yīng)用的新型復(fù)合型建筑材料主要包含以下3個(gè)方面。

1）非混凝土磚。它的孔洞面積超過(guò)了整體的四分之一，而且它不是黏土燒制的多孔磚和空心磚，我國(guó)橋梁建設(shè)中大多應(yīng)用非混凝土磚來(lái)作為橋梁輔路和牽引橋的建設(shè)工作。

2）新型保溫隔熱材料。在橋梁建設(shè)中，當(dāng)處于高海拔和高跨度的建設(shè)環(huán)境中時(shí)，對(duì)橋梁承重結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)的保溫隔熱提出了非常高的要求，傳統(tǒng)的建筑材料不具備這種特性。新型保溫隔熱材料能夠?qū)⑼饨鐐鲗?dǎo)的熱流及時(shí)進(jìn)行減緩和保存，用于橋梁建筑外圍時(shí)，能夠有效起到保溫隔熱的功能。

3）新型防水密封材料。我國(guó)國(guó)土遼闊，地質(zhì)資源種類眾多，而橋梁建設(shè)的重要場(chǎng)所就是河流險(xiǎn)灘。橋梁建筑材料長(zhǎng)時(shí)間受到河水的沖刷，因此，防水材料就成為橋梁建設(shè)中的重要材料。當(dāng)前，我國(guó)新型防水密封材料已經(jīng)非常成熟，也被廣泛應(yīng)用在橋梁、農(nóng)業(yè)水利和交通運(yùn)輸?shù)戎匾ㄖI(lǐng)域。

3.2 新型智能型材料在橋梁建設(shè)方面的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和生物技術(shù)的創(chuàng)新，智能型材料的種類與數(shù)量也越來(lái)越豐富，這種材料沿襲了生物科技的自我修復(fù)功能，配合信息技術(shù)的自我感知、自我記憶和自我適用的功能，根據(jù)外界的溫度、壓力來(lái)適時(shí)調(diào)整自身狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)建筑材料的自我修復(fù)功能。這種技術(shù)主要應(yīng)用于兩類新型材料。

1）感應(yīng)材料，這類材料主要是采用光導(dǎo)纖維、碳纖維和玻璃纖維等材料，從而實(shí)現(xiàn)感應(yīng)數(shù)據(jù)的及時(shí)傳導(dǎo)和記憶，保證橋梁能夠及時(shí)記錄自身狀況。

2）動(dòng)力材料，它主要是受外界環(huán)境變化和自身狀態(tài)改變所產(chǎn)生動(dòng)力的材料。比如，可以將動(dòng)能材料填加到混凝土中，可以保證橋梁能夠檢測(cè)到運(yùn)行過(guò)程中的各種動(dòng)能變化，提高橋梁的堅(jiān)固程度，加強(qiáng)其自我感知和自我修復(fù)的功能。

3.3 應(yīng)用新型橋梁建筑材料的依據(jù)

在橋梁建設(shè)中選擇和應(yīng)用新型建筑材料，必須遵循一定的依據(jù)，不僅要全面認(rèn)識(shí)其產(chǎn)品性能，還要熟練掌握新型建筑材料的加工、構(gòu)造方法，才能更好地發(fā)揮新型建筑材料在橋梁建設(shè)中的作用。

1）全面認(rèn)識(shí)新型建筑材料的性能。產(chǎn)品性能是產(chǎn)品應(yīng)用的重要保障，也是橋梁建設(shè)中對(duì)于新型建筑材料最為注重的技術(shù)環(huán)節(jié)。在選擇和使用新型建筑材料的時(shí)候，需要充分了解橋梁建設(shè)的技術(shù)特點(diǎn)和功能要求，清楚新型建筑材料在橋梁建設(shè)中的關(guān)鍵作用和對(duì)外界的各種影響，才能選取到符合橋梁建設(shè)需要的新型建筑材料，保證材料性能能夠滿足橋梁建設(shè)的需求。因此，必需要清楚新型建筑材料的性能和應(yīng)用范圍，確保新型建筑材料在橋梁設(shè)計(jì)與建造中的應(yīng)用正確性，將不同的材料應(yīng)用到不同的位置和結(jié)構(gòu)中，才能夠有效保證橋梁建筑的質(zhì)量、功能都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2）熟練掌握新型建筑材料的加工和構(gòu)造方法。隨著時(shí)代的發(fā)展和橋梁建設(shè)行業(yè)的創(chuàng)新，橋梁建設(shè)模式有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，新型建筑材料的引進(jìn)和應(yīng)用也更加規(guī)范。這就要求橋梁設(shè)計(jì)師和建筑工程師應(yīng)該不斷提高對(duì)新型建筑材料的認(rèn)識(shí)，及時(shí)關(guān)注新型建筑材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，掌握新型建筑材料的加工與使用方法，才能保證橋梁新型建筑材料的有效應(yīng)用。

3）正確看待新型橋梁建筑材料的未來(lái)發(fā)展。隨著耐候鋼、玻璃纖維、碳纖維、玻璃鋼等新型建筑材料的廣泛應(yīng)用，極大地豐富了我國(guó)橋梁建設(shè)的應(yīng)用材料，也把橋梁建筑的性能推向了更高層面，新型橋梁建筑材料的硬度、密度和韌性的成倍增加，還保持了橋梁材料所必須的使用壽命和應(yīng)用范圍。因此，新時(shí)代的橋梁建筑將會(huì)廣泛采用高強(qiáng)度、高韌性的新特種鋼，輔以新型智能材料，采用廣泛的動(dòng)力材料作為信息傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)橋梁技術(shù)的重要突破。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展歷程，就是各種新型建筑材料的應(yīng)用歷程。我國(guó)在吸收國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，也自主研發(fā)出一批豐碩成果。當(dāng)然，隨著現(xiàn)代交通的全新發(fā)展，橋梁設(shè)計(jì)師和建筑師一定要充分了解新型建筑材料，提高創(chuàng)新能力，將新型建筑材料的技術(shù)特點(diǎn)盡快轉(zhuǎn)化成橋梁建設(shè)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

【1】尤平若.新型建筑材料在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用[J].山東交通科技, 2011(4):58-60.

【2】李小菊.淺談新型建筑材料在橋梁建設(shè)中應(yīng)用[J].四川水泥, 2016(4):30.

Application of New Building Materials in Bridge Construction

LIU Yuan
(ShijiazhuangCommunicationsSurvey&DesignInstitute,Shijiazhuang 050000,China）

Thispaperelaborates thedevelopmentsignificancethenewmaterialsinbridgeconstruction.Itanalysesthetypesofsomecommon new materials.The application of new materials in bridge construction is studied deeply,which plays an important role in the innovation and developmentofbridgeconstruction.

newmaterial;intelligentmaterial;waterproofandinsulation

TU50

A

1007-9467（2016）10-0063-02

2016-09-10

劉源（1983～），男，河北保定人，工程師，從事道路橋梁工程研究。