不同桥梁施工方案的碳排放差异分析

不同桥梁施工方案的碳排放差异分析【摘要】为给桥梁施工供给切实有效的减碳指导,以降低桥梁建设期产生的碳排放,对桥梁承受不同施工方案所造成的碳排放差异进展了争论.结合实际的桥梁工程,对桥梁建设期碳排放计算边界进展了界定,将建设期划分为建材生产、材料运输及机3对该桥梁建设期碳排放进展了定量分析.争论结果说明:材料生产阶段的碳排放量占952％,机械施工阶段的碳排3％.觉察了用满堂支架法与用顶推法施工的碳排放差异.用顶25.5mPC2.27t/m.最终对碳排放量影响较大的几个参数进展了敏感性分析.《交通科学与工程》【年(卷),期】2019(035)001【总页数】6(P38-43)张振浩;谭荣平;曾意;陈逵【作者单位】410114338000410114;长沙410114【正文语种】中文U24沐宇[1]LCA3了环境影响评价。徐双[2]2运营期的碳排放进展了争论。姜志威[3]CO2量进展了计算分析。杨朋超[4]提诞生命周期环境影响评价方法，并对一座承载力T4[5]等人4方案施工时所产生的碳排放进展比照分析，以期为施工方案的选择供给参考。碳排放评估模型碳排放计算范围的界定材料厂到现场的全部环节，包括柴油汽车的运输和不同种类的机械施工。碳排放评估模型排放系数法是利用物质的碳排放系数与活动数据之乘积确定碳排放量的[6]。因此，该工程所释放的碳排放量。材料生产加工阶段生产各种建材必定会消耗自然资源和能源，必定会产生温室气体，单位建筑材料在依据各种材料温室气体排放系数和使用量得出材料在生产加工阶段的碳排放。其计算式为：式中：M；iλj,iijGWPjj[7]。施工阶段2作为建材运输阶段影响碳排放量的主要因素，建材运输阶段碳排放计算式为：式中：Mi为施工阶段第iLiCi输车辆单位质量单位运输距离的碳排放。放因子，机械施工碳排放计算式为：式中：Ea；P；η排放系数。清单分析能源碳排放系数与桥梁建设过程相关的化石能源有汽油和柴油。在本争论中，柴油碳排放系数取3.1kgCO2/kg2.93kgCO2/kg[8]。依据不同电源构造在中国的分布比重进展加权计算，得出中国电力平均碳排放系数为1.062kgCO2-eq/(kW·h)[9]。材料碳排放系数2不同等级水泥的碳排放量是不同的[10]，如：P.I.52.50.894kg/单位；P.O.42.50.792kg/单位；P.S.32.50.629kg/单位。C20,C30,C40C50223,309,382451kgCO2/m3C60C501.3C60541kgCO2/m3。4[101。14CO2Table1CO2emissionperunitoffourtypesofsteel建材类型碳排放量/(kg·单位-1)适用范围大型钢材1.722型钢中、小型钢材1.381角钢、扁钢、钢模板及钢支架等热轧带钢2.208螺纹钢和圆钢冷轧带钢2.757冷拔钢丝0.213kgCO2/m3[110.89kgCO2/kg[12]0.244kgCO2/kg[13]。机械碳排放系数施工机械的碳排放表达在能源消耗上，通过单位台班能源消耗量乘以对应能源碳排工程机械台班费用定额》[142。2不同施工机械的碳排放系数Table2Carbonemissioncoefficientofdifferentconstructionmachinery机械类型柴油/(kg·台班-1)碳排放系数/(kgCO2·台班-1)75kW54.97170.4071.0m364.53200.0431.0m3轮胎式装载机49.03151.993桥梁建设期碳排放分析本争论选取河南省一座波形钢腹板PC15～20m30.5m。基础为1.5m钻孔灌注桩。桥梁分两联，YU01联长度为450m，9×50m的跨径。承受双箱单室等截面箱梁，波形腹板左、右幅断面对称布置(如图1所示)。桥面宽度25.5mC60Q345qc1PC：mm)Fig.1SectionalarrangementofPCcompositegirderboxgirderwithcorrugatedsteelwebs(unitmm)材料生产阶段该桥主要材料工程量数据见表326248.74t51%)，其次来自钢材(占总碳排放量施工阶段材料在运输中会消耗大量的能源。大路运输消耗一级标准：汽油货车为5.6L/(×102t·km)，3.8L/(×102t·km)。大路运输消耗二级标准：汽油货5.8L/(×102t·km)，4.4L/(×102t·km)[15]。桥梁工程的运输方运输为主，该争论承受大路运输消耗一级标准，考虑到载重汽车使用柴油，本次计算材料运输均按柴油计算。假定全部材料的运输距离为 60km，通过换算，93030t558.9t。表3材料消耗量和碳排放量Table3Materialconsumptionandcarbonemission材料名称工程量碳排放量/tC20一般混凝土242.1m3 C30一般混凝土22852.6m37061.453C40一般混凝土4857.9m31855.717C60一般混凝土7930.7m34290.508预应力钢绞线348.1t959.711钢筋4663.4t10296.790钢板999.3t1380.033沥青1406t343.064涂料150kg 0.133水34480kg 7.3442阶段的主要材料用量和机械用量，比照2种不同的施工法所造成的碳排放量差异。满堂支架法工时所消耗的材料量和机械台班数。依据《大路工程机械台班费用定额》[14]，由机械台班数，推算出施工机械所消耗的能源量。按式(1),(2)进展计算，得到材料在生产和运输过程中产生的总的碳排放量，按式(3)可计算出不同类别施工机械(所消耗的能源不同)在施工过程中所产生的碳排放量。承受满堂支架法施工时的资源消4。表4用满堂支架法的资源消耗量和碳排放量Table4Theamountofresourceandcarbonemissionwiththemethodoffullsupports资源名称消耗量碳排放量/tC20一般混凝土4725m31053.675钢管40320kg 55.681钢模板13247kg 18.294柴油62312kg193.167汽油3805kg 11.148电415291kW·h441.039顶推法5。表5用顶推法的资源消耗量和碳排放量Table5Theamountofresourceandcarbonemissionwiththepushingmethod资源名称消耗量碳排放量/tQ235型钢49130kg84.595MGE板50kg—不锈钢板1480kg 牵引钢绞线7930kg21.855柴油61330kg190.123汽油3805kg11.149电415979kW·h441.770比照分析4,51773t)远高于用顶推法施工所产生的碳排放量(751t25.5mPC2.27t/m。依据221053t；需要支架搭设时会消耗大74t。在顶推施工法中，由于预制平台的搭设，87t。由于用顶推法的电力机械碳排放比用满堂26249t，运输阶段的碳排放量为559t751t。27559t，其中，材料生产阶段占总排放量的2%，机械施工阶3%。碳排放因子敏感性分析10%和20%及碳排放因子下降10%和20%，分别计算建设期碳排放量，如图2所示。202放因子、钢材碳排放因子、柴油碳排放因子及电力碳排放因子。2Fig2Sensitivityanalysisofcarbonemissionfactors高性能混凝土的减排效益争论[16190～250kg/m3。对掺入弃渣的C20,C30,C40C50200kg/m3C20,C30,C40C50100,150,223272kg/m3C60C60C50C60C501.3C60326kg/m3。用满堂支架法和用顶推法施工碳减排效益如33t)Fig3Carbonemissionduringthebridgeconstruction(unit:t)6542t(降低了23.3%)。使用高性能混凝土和承受顶推法，碳排放量削减了6141t(22.7%)。说明：在桥梁建设中，使用高性能混凝土对削减碳排放是格外有益的。3结论在组合箱梁桥建设中，碳排放量主要产生于材料生产阶段，占碳排放总量的952%，机械施工阶段碳排放量占碳排放总3%。PC27559t。用满堂支架法施工所产生的碳排1022t25.5mPC2.27t/m。组合箱梁桥建设期对碳排放影响较大的参数敏感性强度由大到小的挨次为：混23.3%，用顶推22.7%。【相关文献】刘沐宇,林驰,高雄伟.桥梁生命周期环境影响评价争论[J].武汉理工大学学报,2007,29(11):119-122.(LIUMuyu,LINChi,GAOHong-wei.Researchonthebridgeenvironmentimpactwiththelifecycleassessment[J].JournalofWuhanUniversityofTechnology,2007,29(11):119-122.(inChinese))徐双.不同构造材料的桥梁生命周期碳排放争论[D].武汉:武汉理工大学,2012.(XUShuang.Theresearchoncarbonemissionofdifferentstructuralmaterialsinthebridgelifecycle[D].Wuhan:WuhanUniversityofTechnology,2012.(inChinese))姜志威,蒋海里,刘晓苹,等.城市高架桥建筑周期内CO2排放量计算争论[J].中国市政工程,2012(2):86-88.(JIANGZhi-wei,JIANGHai-li,LIUXiao-ping,etal.StudyonCO2emissioncalculationintheconstructionperiodofurbanviaduct[J].ChinaMunicipalEngineering,2012(2):86-88.(inChinese))杨朋超.考虑不同加固方法的桥梁全生命周期环境影响评价[D].北京:北京交通大学,2013.(YANGPeng-chao.Lifecycleenvironmentalimpactassessmentofbridgesconsideringdifferentreinforcementmethods[D].Beijing:BeijingJiaotongUniversity,2013.(inChinese))尚春静,张才智,李小冬.高速大路生命周期能耗和大气排放争论[J].大路交通科技,2010,27(8):149-154.(SHANGChun-jing,ZHANGZhi-hui,LIXiao-dong.Researchontheenergyconsumptionandemissionofthelifecycleoftheexpressway[J].JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopment,2010,27(8):149-154(inChinese))李煜,李慧,李颖.炼厂温室气体排放核算争论[J].广州化工,2014(19):138-141.(LIYu,LIHui,LIYing.Researchonthecalculationmethodsofgreenhousegasemissionofrefineries[J].GuangzhouChemicalIndustry,2014,42(19):138-141.(inChinese))IzraelYA,SemenovSM,AnisionwOA,etal.Thefourthassessmentreportoftheintergovernmentalpanelonclimatechange:WorkinggroupIIcontribution[J].RussianMeteorologyandHydrology,2007,32(9):551-558.贺晓彤.城市轨道交通明挖车站建设碳排放计算及主要影响因素分析[D].北京:北京交通大学,2015.(HEXiaotong.Calculationofcarbonemissionandmaininfluencingfactorsintheconstructionofurbanrailtransit[D].Beijing:BeijingJiaotongUniversity,2015.(inChinese))刘沐宇,欧阳丹.桥梁工程生命周期碳排放计算方法[J].土木建筑与环境工程,2011(S1):125-129.(LIUMu-yu,OUYANGDan.Calculationmethodofcarbonemissionduringthelifecycleonthebridgeconstruction[J].JournalofCivil,Architectural&EnvironmentalEngineering,2011(S1):125-129.(inChinese))燕艳.浙江省建筑全生命周期能耗和二氧化碳排放评价争论[D].杭州:浙江大学,2011.(YANYan.StudyontheevaluationoftheenergyconsumptionandCO2emissionduringthewholelifecycleofbuildingsinZhejiangProvince[D].Hangzhou:ZhejiangUniversity,2011.(inChinese))国家温室气体清单特别工作组.2006年IPCC国家温室气体清单指南[M].北京:全球环境战略争论所,2006.(NationalGreenhouseGasInventoriesGroup.2006IPCCguidelinesfornationalgreenhousegasinventories[M].Beijing:BallEnvironmentStrategyInstitute,2006.(inChinese))张又升.建筑物生命周期二氧化碳减量评估[D].台南:国立成功大学,2002.(ZHANGYou-sheng.Lifecycleassessmentonthereductionofcarbondioxideemissionofbuildings[D].Tainan:NationalChengKungUniversity,2002.(inChinese))刘夏璐,王洪涛,陈建,等.中国生命周期参考数据库的建立方法与根底模型[J].环境科学学报,2010,30(10):2136-2144.(LIUXia-lu,WANGHong-taoCHENJian,etal.MethodandbasicmodelforthedevelopmentofChinesereferencelifecycledatabase[J].JournalofEnvir