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大位移量伸缩装置

一、 大位移量伸缩 装置的市场情况

  大位移伸缩装 置一般是指伸缩量大于400mm以上或有较大 横向伸缩量或有大转角的伸缩装置,其设计难度大,材料的技术要求严格,控制系统要求灵敏,总装置精度要求高,对大跨度桥梁 的运营质量影响很大,颇受客户及政 府主管部门的关注。因此,我国特大型桥 梁所用的大位移量伸缩装置基本上都是国外进口产品,其价格昂贵。如苏通大桥所 用的伸缩装置的伸缩量为2640mm,为国内最大的 伸缩装置,每延米进口单价接近32.9万元,也是国内最贵 的伸缩装置。

   进口的大位移 量伸缩装置有瑞士马格巴公司、德国毛勒公司、美国布朗公司 等的产品,经过多年的使用情况,在公路系统中 一般认为瑞士马格巴公司产品较好,其次为德国毛勒公司。他们都有自己 的异型钢形状和独特的弹性元件位移控制系统。但德国毛勒公 司产品打入我国市场早,现在又在南京 建立了独资企业,产品覆盖较大。德国德固赛集 团美国子公司沃特森,博曼也在浙江 湖州建立了万宝独资企业。

  国产大位移量 伸缩装置用在特大型桥梁不过区区几座,经过数年运营 尚未损坏的,有重庆大佛寺 长江大桥(伸缩量1120mm)重庆马鞍石嘉陵大桥(伸缩量720mm)、长沙三叉矶湘江(伸缩量720mm和640mm),重庆马桑溪长 江大桥和上海卢浦大桥(伸缩量480mm)等,其单价仅为进 口大位移量伸缩装置的1/4~1/3。目前正在设计 和制造的有辽宁辽河大桥(伸缩量(伸缩量1200mm)。

二、大位移量伸缩 装置的市场需求

   通过对中交公 路规划设计院主持设计、1995后以后建成的23座特大型桥梁 调查表明:使用大位移量 伸缩装置的桥梁占78%,并且无一例外 为国外进口;最大伸缩量为2640mm(苏通长江大桥),最小伸缩量为640mm(黄石长江大桥);伸缩量在720mm以下的占13%,伸缩量在1040~1200mm的占13%,伸缩量在1440~1680mm的占22%,伸缩量在2000mm以上的占22%;所使用大位移 量伸缩装置的建设资金共计19000万元,每延米最低单价为6万元(伸缩量为640mm),最高单价为32.9万元(伸缩量为2640mm)。

根据交通部2008年发布的统计资料,2005~2007年新增特大桥 数量见表。

 年份

 新增特大桥数

长度/m 

平均每座桥长/m
 

 2005

159

284000

 1786

 2006

160

254900

 1593

 2007

218

 371300

 1703

 平均值

179

 303400

 1659


    若其中按65%设置伸缩装置,每座桥布设两道;在设置伸缩装 置的特大桥梁中若取其中40%的伸缩量按平均1040mm(13缝)计,每道伸缩装置 的长度按30mm计,单价按5~6万元/延米计(08年国内市场价格);另60%伸缩装置的伸缩量按480mm(6缝)计,每道伸缩装置长度按30m计,单价按1~1.5万元/延米计(08年国内市场价格)。

2005~2007年均每年的市 场需求为:
伸缩量1040mm伸缩装置:179*65%*40%*30延米*2=2792延米。
伸缩量480mm伸缩装置:179*65%*60%*30延米*2=4189延米。
合同总金额(国内价格):2792延米*5.5万元/延米+4189延米*1.25万元/延米=15356
万元+5236万元=20592万元。

三、大位移量伸缩 装置的效益
国产大位移量 伸缩装置的利润情况如下:

   假定伸缩量为1040mm的伸缩装置国 内利润率为30%,伸缩量为480mm的伸缩装置国 内利润率为20%,那么全部采用 国产大位移量伸缩装置的年总利润为:
15356万元*30%+5236万元*20%=4606.8万元+1047.2万元=5654万元
由于伸缩装置 国内产品市场价格是历年最低的,这个利润数字 已是较低的估计。

四、大位移量伸缩 装置产品状况

   目前,虽然国产大位 移量伸缩装置产品的使用凤毛麟角,但设计的完整和质量、制造和总装的质量、安装的质量参差不齐,最终表现在运 营的质量上:一是伸缩装置 的安全性,运营后有无零 部件或整体的损坏;二是型钢间隙均匀性,是否出现型钢 间隙有大有小或一条间隙大小不等;三是伸缩装置 的工作面、两面桥梁的平整度,车辆通过是否会跳车。2003年和2004年作为第三方——中外合资四川 新路桥机械有限公司做了一件好事,对部分进口和 国产的伸缩装置进行了调查和测量,数据表明;
①调查的国产大 位移量伸缩装置间隙均匀性好于进口伸缩装置;
②调查的国产大 位移量伸缩装置型钢顶面高差优于进口伸缩装置;
③只有重庆大佛寺 长江大桥伸缩装置安装的平整度符合JTG F80/1-2004验收规范的要求。这表明我国大 位移量伸缩装置的设计、制造和安装已 赶上国外同类产品,但国产大位移 量伸缩装置的质量有好有坏,参差不齐。


   进口大位移量 伸缩装置虽然质量不错,但也不是一点 毛病也没有。如:重庆黄花园嘉 陵江大桥使用的美国万宝公司生产的伸缩量为640mm的伸缩装置,经过6年运营已损坏,不得不进行更换;江苏江阴长江 大桥使用的德国毛勒公司生产的伸缩量为2000mm的伸缩装置,从安装开始就 不得不每年进行维修调整方可运行,目前也已进行了更换;福州青洲大桥 使用的美国万宝公司生产的伸缩量为800mm的伸缩装置,所有的弹性元 件都已损坏,虽多次返修仍未修好,不得不更换为 国产弹性元件。

五、大位移量伸缩 装置的研发

   要改变国外大 位移量伸缩装置占据我国特大桥梁的现状,我们要尽快开 展以下工作:

1、大位移量伸缩 装置的研究
   我们承认,国外对大位移量伸缩 装置的研究,尤其在高速行 驶汽车对伸缩装置动载的理论研究及在大位移量伸缩装置的动载试验积累了许多经验。而我国伸缩装 置的设计还处在容许应力法静载计算、疲劳强度检算,尚未按动载进 行疲劳强度设计。这是我国大位 移量伸缩装置理论研究的空缺,希望有识之士 选好课题,尽快开展研究。

2、大位移量伸缩 装置的设计与计算
    据了解,我国许多生产 企业还不能对伸缩装置按04年规范进行系 统的设计计算,拿不出完整的 计算文件,而有一些生产 企业还停留在“抄”、“搬”的水平。而大位移量伸 缩装置的技术含量是桥梁配件产品中最高的,我国生产企业 的研发人员都有同感。希望生产企业 引进人才,横向联合科研、设计、院校共同完成大位移量伸缩 装置的设计与计算。

3、研发大位移量 伸缩装置的动载试验设备
    目前,我国大位移量 伸缩装置的试验设备仅处在静载试验的起始阶段,尚未正式开展,更谈不上动载 实验设备。权威检测机构 还不能提交对伸缩装置的静载性能检测报告,故在此以前我 国的伸缩装置实际处于失控状态。尽快完善大位 移量伸缩装置的静载试验设备,可保证国产伸 缩装置的质量水准,研发大位移量 伸缩装置的动载试验设备可提高我国伸缩装置的技术。

4、尽快完善伸缩 装置产品的行业标准
   伸缩装置产品 的行业标准现在有三个:分别是JT/T327、JT/T502和JT/T722,其内容涉及几 个不同的伸缩装置产品,不能涵盖所有的产品,也就是说还会 有新的伸缩装置产品的行业标准不断推出。但是这三本伸 缩装置产品的行业标准有一些让人费解和深思之处,如例1:对钢材的使用规定,有的行标规定 常温下不得使用Q345B或Q235B级钢,我有行标规定 负温下可以使用Q345B或Q235B级钢,难道伸缩装置 的品种不同,同在我国的某 地区就要使用不同的钢材质量等级?我们不可以随 意按自己的想法改变钢材的使用温度范围。如例2有的行标规定 伸缩装置产品应是防水的,有的行标规定 伸缩装置产品可以是不防水的,哪个规定有道理,谁说了算,等等。

   这些都说明了 一个根本的问题,那就是伸缩装置(包括所有的品种)大家没有统一 的衡量标准——合格的伸缩装 置产品的满足条件。这个问题国际 早有定论:1983年10月在澳大利亚 悉尼召开的第七届国际桥梁和结构工程协会大会上确认了伸缩装置必须满足的四个条件:
1) 保证桥梁的位移自由
2) 提供连续的交 通承载面
3) 降噪和防振
4) 有良好的防水 性能和排泄系统
   
   作者认为这四 个条件是伸缩装置的功能,也是伸缩装置 设计所应遵循的原则。并且,同时满足这四 个条件所设计、制造和安装的 产品才是优质品,严重不满足都为废品。还应指出:


第一个条件——应使伸缩装置 适应并满足桥梁的纵、横、竖三向位移(伸缩和转动),这对大跨径柔 性桥梁是重要的,如吊桥所引起 的横向位移和竖向位移的量值是不小的,吊桥伸缩装置 应予满足,否则会引起伸 缩装置的局部损坏而导致整体失效。
第二个条件——连续的交通承 载面应包含有一定强度安全储备的交通承载面、运营舒适的交 通承载面和行车安全防滑的交通承载面,缺一不可。保证以汽车荷 载为主的可变作用及长期平稳安全地通行。
第三个条件——要求伸缩装置 中的相关构件尽可能多地采用弹性材料制造,减小汽车荷载的冲击、引起的振动和 产品的噪声。
第四个条件——伸缩装置的钢 构件有良好的抗腐蚀性能;要保证雨水、尘土和公路垃 圾不得从伸缩装置处直接向下排放或渗漏;伸缩装置和桥 面防水系统有很好的连接,保证连接处的 防水性能,尤其是桥梁在 伸缩装置处的排泄系统是目前国内设计中最应大力加强的。
     这四个功能也 是编制伸缩装置行业标准应该遵守的原则。希望按此尽快完善、统一伸缩装置 各产品的行业标准,让检测中心、生产企业、设计院所可执行、方便操作,不断出新。


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