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:# z, _% L. c% n
大跨度钢桥设计及典型案例连载系列来源于中铁大桥院技术报告PPT,所有内容均可以在本站免费阅读,如您需要下载完整版PDF请在本帖末尾处下载。
/ F* L( A2 I4 u内容共包括以下共7篇(点击可直接打开帖子)
5 n; z4 r+ D" v# ]# m6 o7 x9 m
% g0 I6 K" W. m/ I& K+ N6 [! A
4 v0 i1 z, a0 t* ?3 D2 H J% w' H, D/ U6 m* u" W' H. }& w M5 q% |
( f8 l# H8 B/ K5 T5 D: h8 M
$ ^" ]4 i8 K7 [0 x4 n
7 K/ w: O. Q; a( F! U8 k6 l$ f! f
% p0 b) F8 G* I+ P8 H( {6 l5 {/ k# y7 A# k- I
1 ^+ ^ A$ z% |+ [大跨度钢桥的建设,推动了材料与结构新技术发展……0 b5 s7 F& o! Q4 q- M
铁路桥具有较为刚性的主梁 . e# @ [9 |. q0 p6 I
# Z4 R4 s, B* ?% f0 P- X- T
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% b K4 S- c5 C- j* j/ A5 C2 o7 {
* C) O1 n# O' X8 z* p
+ ^: l" a* B, I8 v动力性能要求高; `' H; M" C' q( C
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‰。
3 F* u7 o" e/ N$ ^1 @9 s' F结构措施1-采用桁梁或桁拱以获得较好竖向刚度% ]" Q! _$ x8 v$ G& o; V
$ @) C f3 `. P( R2 n
. V. E/ T( _* q% p! ^/ W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。2 |4 d6 m+ o/ I* r5 s* y
" }; X, W# M9 L3 Y; ?4 H/ ?
$ u! ]# o' N' E1 w4 k
高速铁路大跨度桥梁的关键技术:
8 h8 \) s) y5 g: z- \新材料:高性能的高强度结构钢' p2 N/ f! [( c. W
新结构:板桁组合结构,钢正交异性板整体桥面结构
2 s7 t. O0 b; w: P- B新的建造技术:钢桁梁斜拉桥及钢桁拱桥创新技术
: o: c/ q6 @, b8 t7 T9 \; k1 E% a5 q p) J+ X* f# V; w) `0 W( g
" s0 r2 g# Q4 R5 K, N# a桥梁用结构钢
7 p7 x" v; l* X. n; ]! _9 b% o x1 .碳素结构钢:低碳钢强度低,高碳钢焊接性差 1 E: Y8 U/ M) A
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 1 ^6 B5 d% r3 T: z5 G5 |0 r
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 %
2 x2 C* E6 u2 Q5 V4 j
! g5 @ s2 X/ l( D中国、美国、欧洲及日本桥梁用结构钢 _3 {' ~7 O( Y+ g2 _
GB 714-2008 | ASTM A709-11 | EN10025-3:2004 | EN10025-4:2004 | EN10025-6:2004 | JIS G 3106-2008 | Q345qC、D | 50、50W、HPS 50W[HPS345W] | S355N、S355NL | S355M、S355ML | " R+ i; H. I9 _' ]( _9 X
| SM490A、SM490B SM490YA、YB | Q370qC、D、E |
; X5 R( e* a) [. P( p0 u |
5 ~5 j/ C1 w) R" R) l" K; M |
) C' I% G9 j+ g: | |
- Y3 N `9 ?. O4 w: m( g | SM520B、SM520C | Q420qC、D、E |
0 N* q8 p' @: O! M+ ] | S420N、S420NL | S420M、S420ML |
C4 |5 V; i# Z | SM570 | Q460qC、D、E | HPS 70W [HPS485W] | S460N、S460NL | S460M、S460ML | S460Q、S460QL S460QL1 | 0 j/ m5 S% r4 [: `7 H. T; r
| Q500qC、D、E |
4 X& Q7 i. q$ D* n! E0 f | % T! I4 Q: f: @) l) z8 ^& X/ Z# K" \
|
& G' {' k4 k0 n9 x | S500Q、S500QL S500QL1 |
3 d8 z) [7 v) B$ f | Q550qC、D、E | 2 X; Z0 X' x) E
| 7 Y2 j! V0 `3 Y# g& a; H
| 6 w' q3 S1 _5 S, c6 {
| S550Q、S550QL S550QL1 | ( ^2 _6 w N" d9 c
| Q620qC、D、E |
) g7 M: W; \6 I | 0 o. V* a2 f$ [2 R2 B% M h1 Z
|
% ~9 p- q e5 S; \2 T9 k/ K | S620Q、S620QL S620QL1 |
3 F; x( Z9 a: d, x | Q690qC、D、E | HPS 100W [HPS690W] |
/ Y& S, C$ {$ y | ' ?8 G$ R1 x' I% _7 a
| S690Q、S690QL S690QL1 | % o% _) y- x, O5 X
| * l1 c1 S& e6 N- p. k0 a% m2 S: Q1 O0 ^
( p& E6 {& K5 h) ^- {& S% N0 p$ N6 c5 f, X7 |
桥梁钢的发展方向:
3 s2 I* O9 S* A% k& p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。
7 D8 j' o) ]& a 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 | . X% K( A ?3 ~7 e; H1 N, K% I
% M+ L" ]* n9 g# x: h
1 b+ u* k* d# g4 O6 R7 g) N) c( u4 Q1 c; v$ F
# Q4 S' c D8 q( I$ H. @
4 J& _) H; k) g* i) [8 S1 c
+ |9 H9 L* y0 k# M4 P+ T, L/ A) _0 N% ]8 ?
' P& m1 G" ^4 ]8 ~/ h1 t( {; O$ A0 A$ e- `, [
2 K. O/ v2 O, |8 O" I: [ 7 A5 M- ^0 l4 o$ {' n6 H& L
1 e4 ^; Z/ j' i' U/ I5 _- G0 t, y. G p- q/ w# G1 d7 R7 j3 {" K
3 B; Z7 i7 r* Y4 e% m6 \* G* n
$ h0 S4 M6 U7 P关注一个钢种的哪些性能?( E# A0 j: X6 V) c* a+ ` r
高的强度:抗拉强度Rm和屈服点Rel比较高; F% }. b( ^" G% j" {
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;& |% B6 ?8 w4 \+ W
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;
7 A: F8 e7 B) F& O足够的变形能力:即塑性和韧性性能好,屈强比低;; H, X5 I5 H" e$ G$ L0 Z9 S
抗层状撕裂性能:厚度方向性能好。
: @5 C" x _2 d0 c9 Y1 t6 U
. z. |' ], C9 ^: ] R$ m( I' ^: e4 r- d% M) P
% ~. o% O0 k" V1 M( V3 f |
|