随着韩国换乘枢纽综合体开发等复合型城市开发项目、社会基础设施（SOC）建设项目逐步大型化，建筑与土木工程建设规模持续扩张。尤其在土木工程领域，地下工程建设体量不断增大，工程复杂程度与施工难度显著提升。在此背景下，保障施工现场的施工效率与安全稳定性已成为行业核心课题，业界也在积极开展技术研发，通过创新施工工艺、引入智能建造技术等多种方式探索优化方案。

但新型施工工艺与智能化技术的现场落地及工程实证仍存在诸多瓶颈，不仅面临技术标准化难度大的问题，还存在现场质量管理难度提升、专业技术人才储备不足、初期设备投入及运维成本偏高、多工序交叉干扰导致工期风险增加等一系列问题，极大制约了新技术、新工艺的规模化推广应用。

基于上述现状，通过推进土木工程材料高性能化、改良传统施工工艺，是当前应对复杂工程建设需求、提升施工效率的切实可行路径。为此，本文以高强度热轧H型钢SHP450W的工程应用为核心，依托结构材料高强度化技术优势，提出优化现有施工体系的改进方案，区别于单纯缩减材料用量的传统优化思路，重点聚焦提升土木工程整体施工性能与施工效率。

本节重点探究土木工程用热轧H型钢SHP450W在构件层面的性能提升效果。SHP450W延续了传统土木工程结构用钢材SHP275W、SHP355W的优良特性，具备优异的焊接性能、冲击韧性及耐腐蚀性，完全适配土木工程的严苛服役工况。与此同时，该钢材拥有与建筑结构用高强度H型钢SHN460相当的高强度性能，实现了结构实用性与力学高性能的有机结合。此外，新修订的KS F 4603-2025标准，其适用范围已从原先仅限定于桩材，扩展到土木工程中包括围檩、支撑等在内的所有结构构件，规格也相应扩充。本文考虑到这一情况，以土木工程中全范围的结构构件为对象，开展了构件性能探讨及价值工程（VE）探讨。

表1整理汇总了为验证上述特性，KS F 4603-2025中规定的土木工程用热轧H型钢的力学性能。如表1所示，韩国标准（KS）要求土木工程用热轧H型钢必须确保达到一定水平以上的冲击性能，此外，还通过限制碳当量及铜（Cu）的化学成分含量，要求确保焊接性和耐腐蚀性等性能。

如表1所示，SHP450W的屈服强度相较于SHP275W至少高出63%以上，相较于SHP355W至少高出25%以上。显然，这种高强度特性有望在构件单元层面，基于承载能力的提升实现截面缩减效果。为验证这一效果，本文针对围檩和中间桩，开展了不同钢种的性能对比分析。

首先，在土木工程结构中被视为受弯构件、且无支撑长度相对较短的围檩，材料强度的提升会直接影响构件单元的承载能力提升，进而体现出经济性改善效果。为验证这一点，表2列出了围檩的设计结果，以及基于韩国物价信息（2025年9月）公布的单价得出的经济性评估结果。结果显示，尽管SHP450W的单价相对较高，但通过减少所需钢材用量，可使材料成本降低约19%。

表3从相同视角出发，对比了钢种替换后的性能以及所需中间桩间距的变化情况。尤其对于桩材，由于需考虑设备运营的经济性及施工性，通常可使用的规格受到限制。鉴于此，本文采用土木工程中普遍用作中间桩的热轧H型钢（300×305×15×15）开展探讨。结果显示，应用SHP450W可使中间桩间距增加约75%，这也可作为基于减少钢材用量实现经济性提升的方案加以利用。

通常在土木工程中，应用高强度H型钢也可通过缩减构件截面实现经济性提升。此外，应用高强度H型钢有望通过确保设备运营空间及简化施工环节，实现施工性改善及工期缩短的效果。

为验证这一效果，表4列出了某铁路项目土木工程现场，基于构件单元钢种替换及结构优化的价值工程（VE）结果。该示例假设现场使用H型钢桩（H-Pile）、各类板材及钢管支撑杆，并列出了土木工程中各钢结构构件应用SHP355W及SHP450W后的构件分析结果。如表4所示，应用SHP450W进行钢种替换及结构优化价值工程（VE）后，不仅可缩减各构件截面，还可增加构件间距及跨度。

首先，对于模板支撑及桩构件，评估得出各构件截面平均可缩减约15%。同时，基于模板支撑与中间桩间距的增加，有助于扩大内部设备运营空间；通过提升侧面桩的支撑力，可减少2道围檩及支撑构件，从而在垂直方向实现25%的空间增加效果。基于此，仅从简单算术角度计算，可实现5倍的空间规模扩大效果，这将有助于为施工现场设备运营腾出空间，进而改善施工性。

此外，减少围檩及支撑构件的层数，可通过缩减安装与拆除所需的人力及时间，降低土木工程的施工负荷，提升现场效率，从而缩短施工工期。

基于上述项目的评估结果，表5列出了该项目价值工程（VE）实施前后钢材用量的评估结果。基本上，所有进行钢种替换的构件，通过应用高强度钢材均实现了截面缩减效果。同时，对于可能影响构件间距的构件，通过增加中心间距，进一步扩大了钢材用量的缩减效果，整体钢材用量缩减率达到15.7%。

本文旨在针对土木工程用高强度热轧H型钢（SHP450W）的应用，提出应对大规模土木工程中可能出现的施工性下降及材料成本上升问题的解决方案。在材料单元评估中，证实了土木工程用热轧H型钢可通过提升强度来缩减截面，从而为改善经济性作出贡献。此外，依托价值工程（VE）分析结果可验证，高强度H型钢可作为一种解决方案。该材料不仅能够有效保障结构安全系数，还可通过优化设计方式扩大桩间距、减少围檩布设层数，进一步拓展设备作业空间，最终实现施工性能提升与工期缩短的双重效益。