桥梁钢是专用于架造铁路或公路桥梁的钢板。铁路或公路桥梁承受车辆的冲击载荷,桥梁钢要求有一定的强度,韧性和良好的抗疲劳性能,并且对钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢,成功地采用了普通低合金钢如16锰、15锰矾氮等(YB168-70)拴焊桥梁用钢还应具有良好的焊接性能和低的缺口敏感性。
我国“桥梁钢”经历了从国外进口到国产化的艰辛发展历程:万里长江第一桥——武汉长江大桥的建设钢材是从原苏联进口。从南京长江大桥开始,我国自主研发的第一代16锰桥梁钢派上了用场,被称作“争气钢”。后来,我国又研发15锰钒钛桥梁钢,用于九江长江大桥。1985年,国内又开发出国产第三代桥梁钢,即国产14锰铌钢,成功应用于芜湖长江大桥。此后,国内又开发了第四代、第五代桥梁钢……
我国开展了690MPa级桥梁钢、420MPa级耐候桥梁钢、2000MPa级桥索钢、12.9级抗延迟断裂耐候螺栓钢的材料机理、制造关键技术、配套焊接材料与焊接工艺、服役性能评价、结构设计等方面的研发工作。
目前,我国初步建立了高性能桥梁用钢材料体系,4种关键材料将逐步在各项重点工程建设中得以应用,其中690MPa级低屈强比桥梁钢及配套焊接材料和焊接工艺技术将应用于武汉市江汉七桥;420MPa级无涂装耐候桥梁钢及配套焊接材料和焊接工艺技术将应用于中俄黑河大桥;2000MPa级桥索钢将应用于沪通长江大桥、商合杭芜湖公铁长江大桥;12.9级抗延迟断裂耐候螺栓钢将应用于中俄黑河大桥。
4种关键材料的成功开发,解决了多年来我国桥梁钢发展中存在的关键技术难题,形成了体系完整、批量质量稳定的高性能桥梁钢生产能力,提升了我国桥梁制造行业竞争力。本项目的研究成果进一步推动了我国桥梁钢的转型升级,降低了桥梁工程全寿命周期制造与应用成本,使桥梁更安全、更长寿、更节能,有利于带动社会的绿色可持续发展。
根据专家分析,不同的桥梁对每一种钢材性能要求的侧重点也不尽相同。但总体来说, 用于桥梁建设的钢材有两大发展趋势,一是强度不断提高,二是耐候性进一步提升。
钢材强度提高意味着,在满足桥梁结构受力要求的前提下, 桥梁的钢结构可以变得更轻薄。其意义主要体现在两个方面:第一,建桥的用钢量减少,钢材生产中消耗的资源和排放的废弃物也会随之减少,这与国家绿色发展的总体要求是相符合的;第二,桥梁的自重更轻,桥梁的有效荷载会相应提高。
钢材耐候性提升意味着, 桥梁的钢结构能够更好地经受桥址所处自然环境的考验。钢材在实际使用过程中一定会被不断腐蚀,即使是一般的风沙“碰”在钢材上都会造成损耗。但我们可以控制其腐蚀率,即通过技术手段将钢材每年被腐蚀的“量”控制在一定范围内,从而确保桥梁120年甚至150年的使用寿命。
对于桥梁钢结构的保护,传统的方法是在其外部刷一层抗腐蚀涂料。但随着建桥规模越来越大,涂装一次的人力、物力资源耗费剧增。为保证桥梁能在设计使用寿命内高质量服役,建议管养部门还需要隔一段时间补充涂装一次。
因此, 提升钢材的耐候性,使其本身能够应对自然环境的考验,才是更加经济、可靠的方法。
想要了解更多桥梁用钢行业的发展前景,请查阅《2021-2026年桥梁用钢市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》。

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