redflag 发表于 2018-10-1 15:26:10

大跨度钢桥设计及典型案例连载四:系列高性能结构钢

编者按:
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内容共包括以下共7篇(点击可直接打开帖子)
大跨度钢桥设计及典型案例连载一:大跨度钢桥工程实例
大跨度钢桥设计及典型案例连载二:钢桁梁及整体节点设计
大跨度钢桥设计及典型案例连载三:钢箱梁及板结构设计
大跨度钢桥设计及典型案例连载四:系列高性能结构钢
大跨度钢桥设计及典型案例连载五:板桁组合结构新技术
大跨度钢桥设计及典型案例连载六:钢桁梁斜拉桥的技术创新
大跨度钢桥设计及典型案例连载七:钢拱桥建造关键技术


大跨度钢桥的建设,推动了材料与结构新技术发展……
铁路桥具有较为刚性的主梁
                  
      铁路桥具有较为刚性的主梁,除了总体的体系刚度,还需要良好的桥面局部刚度,因此主梁采用钢桁梁较多
      

动力性能要求高
其次,应尽可能选用阻尼大的结构并具有一定的参振质量,抑制桥 上列车的振动响应。第三,桥上列车的振动响应与线路条件(尤其是轨道不平顺)有较大关系,因此也需要具备足够的桥面整体性。另外,列车运行对轨道匀顺性有较高的要求,梁端转角限值竖向转角≤2‰、水平转角≤1‰。
结构措施1-采用桁梁或桁拱以获得较好竖向刚度
                  

桥面结构采用多横梁与纵梁、纵肋、弦杆结合的整体桥面结构,能较好地满足高速行车性能要求。
      

高速铁路大跨度桥梁的关键技术:
新材料:高性能的高强度结构钢
新结构:板桁组合结构,钢正交异性板整体桥面结构
新的建造技术:钢桁梁斜拉桥及钢桁拱桥创新技术


桥梁用结构钢
1 .碳素结构钢:低碳钢强度低,高碳钢焊接性差
2 .低合金高强度结构钢:添加少量合金元素,提高强度、细化晶粒、改善性能
3 .高强钢丝和钢索材料:由优质碳素钢经过多次冷拔而成,抗拉强度 1670-1960MPa,伸长率较低 4 %

中国、美国、欧洲及日本桥梁用结构钢

GB 714-2008ASTM A709-11EN10025-3:2004EN10025-4:2004EN10025-6:2004JIS G 3106-2008
Q345qC、D50、50W、HPS50WS355N、S355NLS355M、S355ML
SM490A、SM490BSM490YA、YB
Q370qC、D、E



SM520B、SM520C
Q420qC、D、E
S420N、S420NLS420M、S420ML
SM570
Q460qC、D、EHPS70WS460N、S460NLS460M、S460MLS460Q、S460QLS460QL1

Q500qC、D、E


S500Q、S500QLS500QL1

Q550qC、D、E


S550Q、S550QLS550QL1

Q620qC、D、E


S620Q、S620QLS620QL1

Q690qC、D、EHPS100W

S690Q、S690QLS690QL1




桥梁钢的发展方向:
除Q370外,Q420及Q500也会成为桥梁的主力钢种;近年来,在桥梁上运用高性能钢已经成为研究热点;美国HPS-70W、 HPS-100W 钢和日本的SMA570W钢已经得到运用;耐候钢成为了高性能钢的一个发展方向,逐步在桥梁上得到运用。

GB1591-2010低合金高强结构钢√
GB714-2008桥梁用结构钢结构钢√
GB5313-2010厚度方向性能钢板结构钢√
GB19879-2005建筑结构用钢板结构钢√
GB4171-2008耐候结构钢
GB16270-2009高强度结构用调质板


      


      


      


      


      

关注一个钢种的哪些性能?
高的强度:抗拉强度Rm和屈服点Rel比较高;
良好的焊接性能:碳当量Ceq、焊接裂纹敏感性指数Pcm低,P、S含量低;
优异的防断性能:低温冲击韧性、纤维断面率适应低温及冲击荷载作用;
足够的变形能力:即塑性和韧性性能好,屈强比低;
抗层状撕裂性能:厚度方向性能好。



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