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[咨询] 耐候钢在国内桥梁建设中应用如何

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bristu 发表于 2015-3-25 18:05:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
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结构体系: 悬索桥
桥梁部位: 不限
材料:

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耐候钢定义: 即耐大气腐蚀钢,是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列,耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍,涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时,它具有耐锈,使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗,省工节能等特点。 耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
( i% r$ O" X6 S- u$ h: H耐候钢特征:耐候钢的合金成分及重量百分比含量为:C:0.12~0.21、Si:0.2~2.0、Mn:0.7~2.0、S ≤0.036、P≤0.034、Cu:0.10~0.40、Al<0.2,其余为Fe和微量杂质。通过Cu、 Mn、Si、Al等合金化,并简单调整普通低碳钢(Q235钢)的部分元素含量,在不需改变Q235钢生产工艺条件下,就能生产出具有良好的耐大气腐蚀性能、综合机械性能的经济耐候钢。  ]/ _7 O% |) h! [: b; S1 p$ b; R
耐候钢特点指具有保护锈层耐大气腐蚀,可用于制造车辆、桥梁、塔架、集装箱等钢结构的低合金结构钢。与普碳钢相比,耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能。与不锈钢相比,耐候钢只有微量的合金元素,诸如磷、铜、铬、镍、钼、铌、钒、钛等,合金元素总量仅占百分之几,而不像不锈钢那样,达到百分之十几,因此价格较为低廉。& k/ M3 @, O& x: A
耐候钢原理钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后,使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜,阻碍锈蚀往里扩散和发展,保护锈层下面的基体,以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50μm~100μm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好,由于这层致密氧化物膜的存在,阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展,大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装,而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系,也是一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创新的钢系。
1 P' Y8 K6 U- l, n+ Z$ s, w! G' b; B3 T- G% w  X" q$ \
关于耐候钢在国内桥梁中的应用介绍很少,在中小跨度钢箱梁及大跨度钢桁、钢箱桥梁中个人认为其应用应是大有可为的,难道是价格因素导致其应用受局限,国内目前的应用现状及进展又是如何,敬请赐教!

精彩评论7

cjcc 发表于 2015-4-17 18:07:14 | 显示全部楼层
查阅了一些资料,桥梁中使用耐候钢有一些需要注意的地方。* i+ A' s# Q6 {
1、欧规中,耐候钢的构造疲劳强度等级若大于125,按照125等级使用。并有降级使用的要求,详见Eurocode 3 附录L 疲劳强度等级表.
2 N: k. Y. L+ {7 n/ i2、耐候钢,如Q345DNH 可焊性较差,焊接后易变性。! e9 ?: E) s& S
3、耐候钢 焊接相关的专利有:
7 c% `/ S% _! L' Z3 t1 s9 M(以下4条来自维基词条)% g7 D0 v( p) Q
4、焊接点的腐蚀:焊接点的氧化速率必须和其它用料相同,这需要特殊的焊接材料和技术。
5、积水腐蚀:耐候钢并非不锈钢,如果耐候钢的凹位中有积水,该处的腐蚀速率将变快,因此必须做好排水。
6、富盐空气环境:耐候钢对夏威夷这样的富盐空气环境较敏感。在这样的环境中,表层保护膜可能阻止不了内部的进一步氧化。
7、掉色:耐候钢表面的锈层可使它附近的物体表面变得锈迹斑斑。

( T; |# _7 Q% d! ~9 \1 L国内耐候钢桥梁新闻链接:沈阳公司耐候钢人行天桥钢箱梁施工技术达国内领先水平“鞍钢制造”架起国内首座免涂漆耐候钢桥
- I7 d. z( `7 I3 w9 B$ D/ O) H
耐候钢参考文献:
; O: F6 [0 r7 b1 W《耐候钢桥的发展及其设计要点》% ?) U* }- a, F# Q4 R' D6 t" r
  刘玉擎 《桥梁建设》2003年 第5期
% m) e& J: }1 k2 L8 d/ w1 ?/ x【摘要】:
; w* R) x9 |9 k# H2 A7 @耐候钢于1964年首次应用到公路桥上,现已经在经济发达国家得到很大发展.从整个使用期间的费用来衡量,
) [2 m" \- |; n( s耐候钢桥的费用相对于普通钢桥的费用较低,发展前景很好.主要介绍耐候钢在桥梁中的应用现状、发展趋势及耐候钢桥的设计要点等.1 L* w9 ~8 ~9 q5 H* ^. Z- P$ U
《耐候钢在桥梁工程中的应用》  . j) s9 |+ ]2 I  w; O2 ^
贺君  刘玉擎  陈艾荣  
' S2 ?3 R: Y0 n! K! a7 P! n5 [( M《2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集》
3 p. s% m7 ^$ r. L9 L" ?【摘要】:
( L) {# N  t3 w; L1 a$ c. C钢材作为主要建筑材料有着悠久的历史并在桥梁建设中发挥着极其重要的作用.然而锈蚀又是钢桥的一大弱点,影响着其优势的发挥.
# t0 K/ x) l6 m0 ^) Q耐候钢的出现和使用,弥补了钢材作为桥梁材料的不足,为钢桥的发展带来了很好的前景.本文通过介绍耐候钢耐锈蚀机理,在国内外的应用情况及其设计、施工、养护特点等,. v& O( t/ k1 m- F5 e( c$ x) H& d
探讨耐候钢在桥梁工程中的应用技术,为耐候钢桥的设计和施工提供参考,以促进钢桥的进一步发展.
3 |" m' h: y# a( ]9 f- F, x, Z* R; p6 V% m  f7 I

( o3 p( B/ B/ S- s  d
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7 s; P' ?# d1 E2 b$ {& d; v

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superhugo 发表于 2015-6-27 22:32:50 | 显示全部楼层
前期对耐候钢进行了系统调研,根据我们的调研成果,可以了解到:) f4 X: U4 U/ v8 w6 i
       免涂装耐候钢桥在美国已经应用近50年,耐候钢桥占钢桥总数已超过50%;在加拿大有约90%左右的钢桥均采用耐候钢,日本耐候钢桥的比例也达到20%左右。此外,耐候钢桥在韩国、欧洲等国家也有一定应用。由于其后期少维护的特征,从全寿命周期成本的角度来讲,具有较好的经济性。
1 X6 w: N( |( W  W! |8 J4 ~       我国耐候钢桥应用:
/ l, w1 q5 P5 Z" e# z  Y       1、1989年底,在原铁道部郑州铁路局公务处的大力支持下,由铁道部科学研究院研究开发,武钢试制,铁道部专业设计院主持设计,宝鸡桥梁厂制造了三孔耐候钢箱梁,钢号为NH35q,与现在常用的16锰桥钢系同一强度等级。作为试验,将其中一孔梁裸露使用,其余两孔涂面漆,1991年已经投入使用。这座桥架设于京广铁路巡司河上,是我国第一座耐大气腐蚀钢桥。但自从该钢种成功开发以后,耐候钢并未在桥梁中得到广泛应用,主要原因在于与耐候钢桥配套的相关设计体系不完善、耐候钢种单一而无法满足桥梁工程发展的多种需求、桥梁钢的耐候性在当时未引起相关单位的重视等。2 q% |$ z2 d" o3 [, y# ~
      2、2009年重庆朝天门长江大桥部分钢板(重6300t)采用Q420qENH(涂装使用)。% e3 d* G6 V1 J# |; m' G! @
      3、王吉英介绍了辽宁省钢结构桥梁耐候钢的应用实例,分别是鹤大高速公路宽甸公交A匝道桥、大连普湾十六号路跨海大桥、沈阳绕城高速公路改扩建工程后丁香大桥。7 ], G3 Z% F$ k+ P2 z
      4、中铁山桥集团有限公司于2013年成功为美国阿拉斯加地区建造一座免涂漆铁路钢桥,该桥的生产制造完全按照美国标准执行。以美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥为例,介绍了耐候桥梁钢的焊接和洒水工艺,并列出了制造过程中有关耐候钢的注意事项。对阿拉斯加焊接工艺评定进行说明,包括母材、焊接材料、接头力学性能评定标准、焊接工艺评定试验等;对焊接过程的控制,包括角焊缝端头不包角的要求、焊前预热和焊后热处理、定位焊等;焊接洒水工艺方面,杆件制造完毕后,在发运之前每天对杆件洒水一次。洒水要均匀,使得整个杆件的锈蚀程度及外观颜色一致。" ?6 j% p0 a8 b+ b3 [& U
     5、长安大学王春生教授在某座拱桥设计中也采用了Q500级高性能耐候钢。
/ [; L6 V6 ~! k& i( v       针对耐候钢桥发展的研究形成40多页的内部调研报告。总得来看,耐候钢桥在我国的成熟应用还有很长一段路要走,有必要开展耐候钢桥成套技术研究(包括耐候钢桥设计方法、焊接工艺、材料特性及要求、细部构造等多个方面)。; ]( b1 v) c* @
( A, H# q" @% r* r. [% D& n
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点评

不好意思,点错鼠标弄个反对!  发表于 2016-3-2 18:01
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cjcc 发表于 2015-3-26 17:25:59 | 显示全部楼层
同感兴趣,请教各位达人。# i2 s8 q' b4 j% M* t2 U% P
目前只在建筑结构中见过,使用一种叫corten(考顿)钢的耐候钢材; C: f/ m$ \- R

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cjcc 发表于 2015-4-17 18:37:31 | 显示全部楼层
耐侯钢发展大事记
2 z2 Q( i/ T4 S; j1 E% G
' a2 C# T( N: J3 m) V" `  下面列出了耐候钢发展的一些重要事件:/ W9 D$ A8 I% |& U6 @& d

: H( z& L8 ]) M( d6 k" ?3 H  (1)1933年,美国U.S.Steel公司推出工业化产品“COR-TEN-A” 型低合金耐候钢。
2 X- T# {+ N8 S9 l( T# y  (2)1955年,日本开发耐候钢。) {3 E4 |; ]) w5 L
  (3)1959年,美国开始推广使用免涂装耐候钢。$ O4 z1 k2 ]: B8 W5 v
  (4)1961年,中国开始试制16Mn一Cu钢。
$ K2 a" M, y& A: h  v  (5)1965年,中国试制出09CuPTi薄钢板;日本首次在桥梁上使用带涂层耐候钢。1 F; {; n4 `6 q4 }9 Q( z/ n
  (6)1967年,中国首次在铁路车辆上试用;日本首次在桥梁上使用免涂装耐候钢。
& B1 H6 l% _6 C  (7)1969年,德国开始使用免涂装耐候钢。4 Y: ~9 X6 M  b, ?4 o% V2 |
  (8)1972年,英国开始使用免涂装耐候钢。
# H: s1 e$ O0 {' D6 A  (9)1984年,中国制定高耐候性结构钢国家标准。# R" c* _# {9 F; M
  (10)1988年,中国初步试制出NH-35q桥用耐候钢。7 r0 G" R7 M3 [
  (11)1990年,中国首次在桥梁上使用带涂层耐候钢。: u. O7 N) |1 H; K/ j% y
  (12)1999年,中国试制出JT系列塔桅高耐候性结构钢。
+ n1 z8 o& U6 v' k! r6 r) ?  (13)2012年,中国试制出高氯环境使用的耐候钢。
* L, \" U! q- r3 s  (14)2013年,中国首次在桥梁上使用免涂装耐候钢。
4 E; K7 K1 \4 V; t. |4 D, t* q/ ?

jaffrey 发表于 2015-5-12 10:18:36 | 显示全部楼层
现在有些桥梁上开始使用耐候钢材料了。目前国内北京附近有一座悬索桥已经使用此材料,还没设计完毕,请拭目以待。

penny110 发表于 2020-9-10 13:29:42 | 显示全部楼层
jaffrey 发表于 2015-5-12 10:183 `8 A! X/ z$ u4 o
现在有些桥梁上开始使用耐候钢材料了。目前国内北京附近有一座悬索桥已经使用此材料,还没设计完毕,请拭目 ...
1 V. F0 c+ ^0 N7 s! ~
在河北怀来县,紧邻北京,现在已经由我局施工完成。6 i4 e  ^1 A/ @3 v9 m

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