姚鼎华

（河南 洛阳 471000）

1 新材料在桥梁工程中的应用现状

新材料、新技术的科学应用，是推动桥梁工程不断向前发展的重要标志，也是桥梁设计建造者智慧的结晶。在实际工程中合理应用新材料，能够提高桥梁性能，增强跨越能力，降低成本，减少污染和资源消耗。另外，新材料、新技术的实际应用，也推动了桥梁工程学科不断向前发展。

目前较为流行的新材料，主要有环保材料（如再生混凝土等）、高强或高性能材料（如超高强度钢材等），以及满足特殊工作环境和需求的新材料。

然而，新材料通常价格较高，而且也可能存在一些自身缺陷，并不一定是最合适的。不顾实际情况和实际需求，盲目使用新材料，亦非明智之举。目前我国的桥梁建设中存在一种过分地推崇新材料的误区，认为新材料就等同于“水平先进”和“质量一流”，只要应用了新材料，桥梁就一定质量好、寿命长且“高大上”，在我国的实际工程中，因盲目上新材料、新技术而导致的工程质量问题并不鲜见。

一个典型的例子就是武汉白沙洲长江大桥（即武汉长江三桥）。这座桥通车后10年维修24次，平均不到1年要修两次。而这座桥如此“脆弱”，除了大量超载车辆通行对其造成的损坏外，其中一个重要原因就是盲目地使用了进口新材料，加之施工水平跟不上，并且为了赶工期，还用了“奇葩”的方法：不等到混凝土自然干透，采取高温油炉烘干的办法。结果，沥青的黏合强度、硬度都大打折扣，新材料不仅未能发挥出本身的优异的性能，甚至还不如使用普通材料效果好。这不仅导致材料成本增加，养护维修负担也大大加重，养护成本更是彻底失控——以全寿命周期成本的思想来看，这样的新材料应用显然是不成功的。

因此，为了让新材料更好的在桥梁工程中发挥优势，必须要纠正对新材料的盲目推崇，理性分析使用新材料对桥梁的生命周期成本的影响，并以此作为决策的依据。

2 新材料的应用对桥梁寿命周期成本的影响分析

桥梁的生命周期成本（财务成本）指桥梁在其整个寿命中期内，即建设、监测、养护、维修、加固、拆除回收等的一切财务成本，包括直接的机构成本和间接的用户成本以及意外与风险成本(也可以称为易损性成本)。一般情况下，新材料的使用对用户成本和意外与风险成本影响不大，且难以估计，故本文只讨论机构成本。

机构成本主要包括三种类型的成本：初始建设成本,监测维护(包括监测、养护、维修和更换)成本、拆除和回收再利用成本。

从桥梁的整个寿命周期来看，新材料、新技术的应用对各要素的影响如下：

1）新材料的应用对初始成本的影响

试验研究费用：新材料是为实现某些特定功能而开发的，往往在某一方面性能优异，但同时也可能在其他方面存在一些缺陷（如高强混凝土比普通混凝土更脆、再生混凝土强度较低）。若试验和研究工作不够充分，新材料的性能缺陷未能被发现，严重时会威胁桥梁安全。所以，使用新材料之前必须进行充分的试验和研究，排除会严重影响桥梁性能的隐患。因此，试验和研究费用会增加。

这里必须强调一下，虽然在我国，新材料和新技术投入使用之前，试验和研究往往做的不够充分，但试验和研究是发现新材料、新技术的缺陷，提前排除隐患的最重要途径，因此，必须注重使用前的试验和研究工作，这部分的费用也是绝对不可以省去的。

材料费：

材料单价。新材料的单价与普通材料不同，除了一些利用工业废料制造的环保材料（如再生混凝土等）单价略低于普通材料，一般情况下，新材料的单价是高于普通材料的，使用新材料会导致材料的单位成本增加。

材料用量。由于新材料与普通材料的性能差异，可能使材料用量发生改变。例如，使用高强高性能混凝土做主梁，虽然材料单价增加，但由于强度增加，较小的截面尺寸就可以满足强度要求，减轻了结构自重，提高了跨越能力，材料成本可能不增反降。

新材料的应用，可能会需要特殊的施工设备和施工方法，也会引起成本的改变，一般情况下是成本增加。通过白沙洲大桥的例子可以明显的看出，新材料、新技术对桥梁性能的影响，也与承包商的施工水平有密切关系，若施工水平达不到要求，应放弃采用新材料和新技术。

新材料、新技术的本身的特点，会影响桥梁的性能，从而使养护维修成本发生改变。

2）新材料的应用对监测维护成本的影响

对监测维护成本的影响，主要通过对桥梁性能的影响来实现：

新材料与普通材料有性能上的差异，很可能会影响桥梁性能。一般情况下，高性能材料往往具有优越的性能，适合于主要受力构件，而再生材料的性能较普通材料低，不适于制造主要承重构件。

若试验和研究工作不够充分，可能会存在未被发现的性能缺陷，严重时将会对桥梁安全造成隐患。因此必须事先做好充分的实验研究，排除会严重影响桥梁性能的隐患。

另外，新材料可能需要特殊养护方法，影响养护成本和养护方案的规划。

实际的养护水平和养护条件，必须能够满足新材料对养护的要求。若实际的养护水平和养护条件达不到要求，又无法采取有效措施克服这一困难，则应考虑放弃使用新材料。

3）新材料的应用对环境成本的影响

很多新材料、新技术是为了满足环保需求而开发的，由于“可持续发展思想”的提出和人们的环保意识的提高，这类新材料、新技术在我国十分受欢迎。

对环保的影响主要体现在两个方面：减少污染和节约资源。值得注意的是，桥梁性能的改善、使用寿命的增长，会减少桥梁养护维修改扩建或拆除的频率，也等于间接地节约了资源，减少了建筑垃圾，达到了环保的效果。

4）新材料的应用对美学成本的影响

针对美观而开发的新材料、新技术，如新型涂装材料、彩色混凝土等，对桥梁的美观有直接的有利影响。

另外，使用抗裂性好的材料，能够减少裂缝和损伤，也会有利于桥梁的美观，并降低维护费用。

3 小结

新材料的应用对桥梁寿命周期成本的影响是复杂的、多方面的，在实际工程中必须充分了解新材料的特点，理性分析新材料的应用对桥梁寿命周期成本的影响，并以此为依据进行决策。