关于高性能钢

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日本高性能特殊钢介绍

日本高性能特殊钢介绍
d.增加变形能力(KECH系列钢)
为适应冷镦(锻)的高速化和复杂部件的延展变形化,日本神户制钢开发出增加变形能力的KECH系列钢。其特点是:用超低碳化增加变形能量;添加Si和Nb来保证钢的强度。采用KECH系列钢可省略冷镦前的球化退火(CO2减排),并可实现复杂零部件的延展变形化大批量生产。
表1 TNH线材与硬钢线材焊接性评价对比
钢种
焊接区软化热处理
拉伸试验
90°弯曲试验
抗拉强度/MPa
断口位置
熔合线
HAZ
TNH线材

1422
HAZ
良好
良好

1191
HAZ
良好
良好
硬钢线材

1393
HAZ
裂纹
裂纹

1152
HAZ
良好
良好
b.抗弹性衰减性用松弛试验(JIS Z2276标准)对TNH钢丝线材的抗弹性衰减性进行评价,常温下TNH线材的钢丝比硬钢线材的抗弹性衰减性约提高40%。
① TNH线材钢的化学成分
通过低碳化(0.12%-0.14%C)提高焊接性和拉拔加工性,添加0.8%-0.9%Si进行固溶强化提高抗弹性衰减性;添加1.5%-2.0%Mn和0.45%-0.60%Cr提高淬透性。此外,为使组织细化和保证焊接区的韧性,还添加了Nb和Ti元素。
②TNH线材的主要特性
a.焊接性TNH线材与硬钢线材相比,见表1数据所示:TNH线材焊接区韧性好,既使焊前不预热,焊后不热处理,焊接区(HAZ、熔合线)也不会产生裂纹。因此,可以提高焊接区的保证强度。
在此之后,日本神户制钢又陆续开发出各种新型钢材,见表2,其中有可降低成本的硼钢,可使零件轻量化的高强度螺栓用钢KNDS系列钢,可降低生产成本并减排CO2的非调质线材KNCH系列钢,可提高模具寿命的KTCH系列钢,可增加变形能力的KECH系列钢等。

高性能金属结构材料 —工具钢

高性能金属结构材料 —工具钢
高性能金属结构材料 —工具钢
材料学院
主要内容
1 碳素及低合金工具钢 2 高速工具钢 3 冷作模具钢 4 热作模具钢
重点及基本要求
掌握各类钢的典型牌号、成分特点、合金元素的作 用、热处理及应用。
重点是高速钢钢、高碳高铬模具钢、锤锻模用钢。 难点是高速钢的合金元素作用、热处理工艺制定的
依据和显微组织与性能特点。
淬火:高速钢的淬火是为了获得高合金的奥氏体,淬火后获得高合金 的马氏体,具有高的回火稳定性,在高温回火时析出弥散合金碳化物 产生次生硬化,使钢具有高的硬度和热硬性。
高速钢中的M6C、M23C6和MC比较稳定,必须在高温下才能将其溶解。 三者中M23C6稳定性最差,在900℃以上大量溶解,到1090 ℃溶解完 毕; M6C在1037℃以上开始溶解,对W18Cr4V钢,1250 ℃以上溶解 量逐渐减小;MC在1100℃以上逐渐溶解,溶解速度比M6C慢。
MS(220℃)以下为马氏体转变区间。淬 火 后 约 含 有 70 % 的 隐 晶 马 氏 体 , 还 用 20~25%残留奥氏体。在冷却过程中中 温停留或缓冷,将发生奥氏体热稳定化, 使MS点下降,残留奥氏体增多。
W18Cr4V钢加热1300℃时过 冷奥氏体恒温转变曲线
淬火方式一般用油淬空冷,对细长 件和薄片刃具采用分级淬火,一般用 580~620℃一次分级或再在350~400 ℃做二次分级。
二、高速工具钢
工具钢-高速工具钢
➢ 高速工具钢适用于高速切削刃具,由于合金度高,可保证刃部 在650℃时硬度仍高于HRC50,从而具有优良的切削性和耐磨 性。高速钢可分为三类:钨系高速钢,钼系高速钢和钨钼系高 速钢。其中钨系的W18Cr4V和钨钼系的W6Mo5Cr4V2应用最普 遍,属于通用型高速钢,而高碳高钒、含钴高钒高钴和超硬高 速钢属于特殊高性能高速钢。

高性能钢材应用技术

高性能钢材应用技术

高性能钢材应用技术5.1.1 技术内容选用高强度钢材(屈服强度ReL≥390Mpa),可减少钢材用量及加工量,节约资源,降低成本。

为了提高结构的抗震性,要求钢材具有高的塑性变形能力,选用低屈服点钢材(屈服强度ReL=100~225Mpa)。

国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中规定八个牌号,其中Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690属高强钢范围;《桥梁用结构钢》GB/T 714有九个牌号,其中Q420q、Q460q、Q500q、Q550q、Q620q、Q690q属高强钢范围;《建筑结构用钢》GB/T 19879有Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ三个牌号属于高强钢范围;《耐候结构钢》GB/T 4171,有Q415NH、Q460NH、Q500NH、Q550NH属于高强钢范围;《建筑用低屈服强度钢板》GB/T 28905,有LY100、LY160、LY225属于低屈服强度钢范围。

5.1.2 技术指标钢厂供货品种及规格:轧制钢板的厚度为6~400mm,宽度为1500~4800 mm,长度为6000~25000mm。

有多种交货方式,包括:普通轧制态AR、控制轧制态CR、正火轧制态NR、控轧控冷态TMCP、正火态N、正火加回火态N+T、调质态QT等。

建筑结构用高强钢一般具有低碳、微合金、纯净化、细晶粒四个特点。

使用高强度钢材时必须注意新钢种焊接性试验、焊接工艺评定、确定匹配的焊接材料和焊接工艺,编制焊接工艺规程。

建筑用低屈服强度钢中残余元素铜、铬、镍的含量应各不大于0.30%。

成品钢板的化学成分允许偏差应符合GB/T222的规定。

5.1.3 适用范围高层建筑、大型公共建筑、大型桥梁等结构用钢,其它承受较大荷载的钢结构工程,以及屈曲约束支撑产品。

5.1.4 工程案例国家体育场、国家游泳中心、昆明新机场、北京机场T3航站楼、深圳湾体育中心等大跨度钢结构工程;中央电视台新址、新保利大厦、广州新电视塔、法门寺合十舍利塔、深圳平安金融中心等超高层建筑工程;重庆朝天门大桥、港珠澳大桥等桥梁钢结构工程。

sbs4303物理参数

sbs4303物理参数

sbs4303物理参数
由于文章篇幅较长,这里将提供关于“SBS4303物理参数”的详细内容。

SBS4303是一种高性能的铁质粉末高速钢,具有高硬度、高韧性和耐磨性。

它的物理参数主要包括以下几个方面:
1.成分:
SBS4303的化学成分主要包括:碳(C)0.30-0.35%,硅(Si)0.30-0.60%,锰(Mn)0.25-0.50%,磷(P)0.03-0.08%,硫(S)0.03-0.08%,以及微量的其他元素。

2.物理性质:
SBS4303的物理性质主要包括以下几个方面:
-密度:7.85-8.05g/cm³
-硬度:HRC68-72(摩氏硬度)
-韧性:韧性模量(MJ)55-65
-耐磨性:耐磨性轮径(mm)8.0-12.0
3.化学性质:
SBS4303的化学性质主要包括以下几个方面:
-热处理性:退火温度650-700℃,保温时间2-4h
-加工性:加工性好,可加工成各种形式
4.应用性能:
SBS4303具有高硬度、高韧性和耐磨性,因此广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。

它可以用于制造高强度、高韧性的零件,如汽车发动机零件、航空航天部件、机械加工零件等。

5.其他性能:
SBS4303还具有其他一些性能,如耐腐蚀性、耐磨性、高热稳定性等。

这些性能使得SBS4303在许多特殊环境下都能发挥其优良性能。

总之,SBS4303是一种具有良好物理参数的铁质粉末高速钢,具有高硬度、高韧性和耐磨性。

它可以用于制造各种高强度、高韧性的航空航天、汽车制造和机械加工零件。

高性能钢材在建筑工程中的应用与优化

高性能钢材在建筑工程中的应用与优化

高性能钢材在建筑工程中的应用与优化摘要:随着经济发展和城乡基础建设的提升,建筑项目不断增加。

建筑业面临着新的发展机遇,同时也面临新的挑战。

原材料是建筑工程施工过程中不可或缺的物质基础。

随着科技的不断进步,一些高性能钢材在建筑施工中逐渐得到推广应用。

本文通过对高性能钢材应用的分析,探讨了它们的应用价值,希望为同行们提供一定的借鉴。

关键词:高性能钢;钢结构;建筑工程一、引言自1997年以来,我国钢铁工业产能和技术水平不断提升,钢产量已经突破亿吨,并且近几年一直位居世界第一。

国内钢结构行业迎来了黄金发展期,工程建设蓬勃发展,并取得了令人瞩目的成绩。

这大大推动了高性能度钢材的研制、开发和应用,加速了钢结构标准化进程,许多与钢结构相关的标准相继发布,极大地提升了整个钢结构行业的水平,推动了钢结构行业的科技进步。

建筑业作为我国国民经济的支柱产业,扮演着非常重要的角色。

近年来,随着高性能建筑钢材的广泛应用,建筑业得以更好地推动经济的发展和创新。

高性能建筑钢材不仅可以提升建筑的整体质量,优化人们的居住环境,更能够最大化地提高经济效益。

高性能钢材弥补了传统材料的劣势,具有很多优点如较高的强度、耐久性、抗风抗震、柔韧性强等,在建筑施工方面发挥着重要作用。

二、高性能钢结构的优势高性能钢材在建筑工程中的应用和优化具有重要意义。

随着社会经济的发展和建筑结构设计要求的提高,传统的钢材已经不能完全满足需求。

高性能钢材以其卓越的力学性能、耐久性和抗震性能,成为现代建筑工程中的理想选择。

高性能钢结构的抗震性和承载能力在很大程度上得到了提升。

在同等条件下,其抗震和承载性能比传统钢结构好得多。

这是因为高性能钢材料可以达到更高的强度和韧性,并且具有更好的耐久性,可以经受更大的负荷和振动。

因此,高性能钢结构被广泛应用于工业、桥梁、高层建筑等领域。

而且相比传统的混凝土结构,高性能钢结构具有更小的截面尺寸和更轻的重量,从而可以显著减少结构的空间占用。

高性能钢桥技术规范-2023最新

高性能钢桥技术规范-2023最新

目 次1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (2)4基本规定 (4)5材料 (4)6高性能钢梁桥 (6)7高性能钢拱桥 (13)8高性能钢斜拉桥和悬索桥 (14)9免涂装耐候钢桥 (17)10制造与安装 (21)11质量验收 (22)附录A(规范性)免涂装耐候钢桥全寿命周期经济性评价模型 (23)附录B(规范性)UHPFRC现场拌制及浇筑工艺 (25)附录C(规范性)组合梁斜拉桥混凝土桥面板翘曲特征系数 (26)高性能钢桥技术规范1 范围本文件规定了高性能钢桥的材料、设计、制造、安装、质量检验的要求。

本文件适用于高性能钢梁桥、高性能钢拱桥、高性能钢斜拉桥与悬索桥、免涂装耐候钢桥。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 700 碳素结构钢GB/T 714 桥梁用结构钢GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T 1229 钢结构用高强度大六角螺母GB/T 1230 钢结构用高强度垫圈GB/T 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T 1591 低合金高强度结构钢GB/T 10433 电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GB 11345 焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定GB/T 17101 桥梁缆索用热镀锌或锌铝合金钢丝GB/T 18365 斜拉桥用热挤聚乙烯高强钢丝拉索GB/T 36034 埋弧焊用高强钢实心焊丝、药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求GB/T 39133 悬索桥吊索GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范GB 50923 钢管混凝土拱桥技术规范CJJ 2 城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ 11 城市桥梁设计规范JTG D60 公路桥涵设计通用规范JTG D62 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D64 公路钢结构桥梁设计规范JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准JTG/T D64-01 公路钢混组合桥梁设计与施工规范JTG/T D65-06 公路钢管混凝土拱桥设计规范JTG/T 3651 公路钢结构桥梁制造和安装施工规范JTG/T 3365-01 公路斜拉桥设计规范JT/T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件TB 10002 铁路桥涵设计规范1TB 10091 铁路桥梁钢结构设计规范TB/T 2137 铁路钢桥面栓接面抗滑移系数试验方法3 术语和定义下列术语适用于本文件。

高性能钢材在桥梁建设中的应用探讨

高性能钢材在桥梁建设中的应用探讨

高性能钢材在桥梁建设中的应用探讨引言:作为一名国家专业的建造师,我对于高性能钢材在桥梁建设中的应用有着丰富的经验和专业性的角度。

随着城市化进程的加快和人们对于高质量公共基础设施的追求,桥梁建设在近年来得到了极大的发展。

而在桥梁的设计和建设中,材料的选择起着至关重要的作用。

本文将从高性能钢材的特点、应用范围以及技术挑战等方面进行探讨,旨在提供有关高性能钢材在桥梁建设中的应用的参考。

一、高性能钢材的特点:高性能钢材相对于传统钢材而言,在强度、韧性和耐久性等方面具有突出的优势。

首先,高性能钢材的抗拉强度相对较高,能够确保桥梁在承载大量荷载时具有足够的安全性。

其次,高性能钢材的韧性好,能够在承受冲击和振动时减缓应力分布,避免产生破坏和塑性变形。

最后,高性能钢材的耐久性较强,能够在不同环境下保持较好的防腐蚀性能,减少维修和更换的频次。

二、高性能钢材在桥梁建设中的应用范围:1. 斜拉桥:斜拉桥是目前桥梁建设中广泛采用高性能钢材的领域之一。

高性能钢材的高强度和韧性能够满足大跨度桥梁的设计需求。

此外,斜拉桥使用高性能钢材还能够减轻自重,降低施工成本。

2. 悬索桥:悬索桥是桥梁工程中的标志性建筑,因其巨大的跨度和独特的形态而备受关注。

高性能钢材在悬索桥的主缆和斜拉索中的应用,能够提供更高的抗拉强度和疲劳性能,确保桥梁稳定可靠。

3. 钢桁梁桥:钢桁梁桥是通过钢材制作桁架结构的桥梁,其适用于中小跨度的桥梁建设。

高性能钢材的轻质化和高强度使得钢桁梁桥能够更好地应对风荷载和地震力,提高桥梁的抗震性能。

三、高性能钢材在桥梁建设中的技术挑战:1. 技术标准:由于高性能钢材在桥梁建设中的应用较为新颖,目前还没有统一的技术标准。

因此,在桥梁建设中,需要进行大量的研究和试验,以确保高性能钢材的性能和使用安全。

2. 施工工艺:高性能钢材的特殊性质和优异的性能要求对桥梁施工工艺提出了更高的要求。

施工过程中需要采用先进的技术和设备,确保高性能钢材能够得到适当的处理和保护。

21crmov钢用途

21crmov钢用途

21crmov钢用途
摘要:
1.21crmov 钢的简介
2.21crmov 钢的成分
3.21crmov 钢的性能
4.21crmov 钢的用途
5.21crmov 钢的未来发展前景
正文:
【21crmov 钢的简介】
21crmov 钢,是一种高性能的合金结构钢,其中的“21”代表了这种钢材的含碳量,即0.21%,“cr”代表了铬元素的含量,而“mo”则代表了钼元素的含量。

这种钢材因为其优异的性能,被广泛应用在各种高强度、高韧性、高耐磨性的机械零件制造中。

【21crmov 钢的成分】
21crmov 钢的主要成分有碳、铬、钼、硅、锰等元素。

其中,碳是构成钢材的基本元素,铬和钼则是提高钢材性能的关键元素。

铬可以提高钢材的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,钼则可以提高钢材的强度和韧性。

【21crmov 钢的性能】
21crmov 钢具有高强度、高韧性、高耐磨性、良好的耐腐蚀性和高温性能。

其硬度一般在HRC55-62 之间,耐磨性能比普通碳钢高十倍以上,耐腐蚀性能也比普通碳钢有显著提高。

【21crmov 钢的用途】
因为21crmov 钢的优异性能,使其在各种高强度、高韧性、高耐磨性的机械零件制造中有广泛应用。

例如,可以用来制造轴承、齿轮、刀具、螺丝等零件。

在汽车、摩托车、工程机械、石油化工等领域都有广泛应用。

【21crmov 钢的未来发展前景】
随着科技的发展,对钢材性能的要求越来越高。

21crmov 钢因为其优异的性能,未来在高强度、高韧性、高耐磨性的机械零件制造中的应用将会更加广泛。

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摘要:从高性能钢(high-performance steel,简称HPS)的强度,断裂韧性,可焊性和耐腐蚀性能进行分析,并且HPS在国外的研究刚刚被引进。

与普通混凝土相比较,其优越的性能和明显的经济效率就凸显出来了,并且在结构中应用,有很广阔的研发前景。

Abstract : The material properties of high-performance steel were analyzed from strength , fracture toughness , welding capacity and corrosion resistance , and the research survey of high-performancesteel in foreign was introduced simply. Combining with concrete application practices ,the good performance and obvious economic efficiency of high-performance steel were explained , and it pointedout that it was the idea material of structure, and has wide researching prospect.一.概述随着钢材生产技术的进步,实现了生产出满足预先要求的高性能钢(High-performance Steel 简称HPS) 。

目前,HPS 的生产方法主要有两种:淬火及回火(Q &T) 和高温控轧技术( TMCP) 。

与传统钢种相比,HPS 具有强度高,延性好,更韧性高,更可焊性优越,冷成型能力和腐蚀抗力更理想的特征。

这些改善的材料性能不仅可以提高结构的性能,而且可以降低施工成本。

在结构工程,美国、日本及欧洲国家越来越注重HPS 的研发与应用。

目前,各个国家根据本国的特殊工程要求开发了一系列钢种。

HPS的发展伴随着当今对于薄柔轻型结构日益增长的需求,例如在桥梁和高层建筑的设计中就非常需要采用具有良好的加工制作性能的高强度材料。

二.高性能钢的材料性质1.HPS 的强度从化学成分上分析,碳(C) 是控制钢材强度的主要化学元素。

通过提高碳含量来实现钢材的高强,但是提高碳含量的同时降低了钢材的可焊性。

HPS 降低了碳含量,通过加入其他合金元素来实现优越的强度和韧性。

HPS 的碳含量减到0. 11 ~0. 16 之间,而由其他元素来弥补因C 含量降低引起的强度损失,如锰(M n) 。

2. HPS 的断裂韧性高性能钢的断裂韧性远优于传统的桥梁用钢。

与传统钢种相比,高性能钢的脆—延转变在温度更低时才发生。

高性能钢优良的可焊性提高了焊接质量并降低了在低温条件下的钢桥发生脆断和突然失效的可能性。

这意味着HPS 在更低温度下仍然具有充分的延性,HPS 可以应用于更寒冷的地区。

随着断裂韧性的提高,高性能钢的抗断裂能力与传统钢相比有很大提高。

高性能结构对大裂缝的承受能力更强,所以人们有更多的时间在桥梁失效前发现并修复疲劳裂缝。

3. HPS 的可焊性HPS 改善的韧性和可焊性主要通过控制硫的含量来实现。

一般而言,焊接时的预热温度越高,脆性微观结构形成的机会就越少,氢可从焊接中扩散的时间也越长。

然而,预热不仅费时,而且增加了成本。

提高可焊性可以减少由施工时高的预热温度、温度输入控制、焊后处理和其他严格控制措施带来的过高的施工成本,也可以消除焊接过程中的氢致开裂。

HPS 碳当量低且韧性高,尤其是采用TMCP 的HPS 更是如此。

HPS 易于同普通钢焊接,焊接时允许高的输入温度,通常可不预热或在低预热温度下焊接。

HPS 优良的可焊性可以降低预热温度、温度输入控制、焊后处理和其他需要严格控制的要求,也可以消除焊接过程中的氢致开裂。

4.HPS的耐腐蚀性和耐侯性能具备较高的抗腐蚀和耐候性能,是HPS的显著特征之一。

HPS 的抗腐蚀性指HPS 在一般气候条件下,在不需要涂装的情况下HPS可以正常工作。

高性能钢的良好耐候性,使桥梁等钢结构在大气环境下可以不采用涂装。

与普通的耐候钢相比,美国和日本均通过增加镍(Ni) 和铜(Cu) 等合金元素来实现钢材的耐腐蚀性和耐候性。

这种新型钢抗腐蚀性比传统钢更优,不需要涂装和其他防腐技术。

HPS485W 的成分组成不仅满足ASTM G l O l规范对传统耐候钢在不油漆条件下使用的要求,且其抗大气腐蚀指标还稍稍优于传统耐候钢。

实际上,取消或部分取消油漆,就可显著减少钢桥在服役期内的养护维修费用,取得较好的总的经济效益。

5.HPS抗疲劳性能与传统钢材一样,HPS的抗疲劳性能取决于构造细节和应力比,而不受钢的类型和强度的影响。

在焊接结构中疲劳强度仍然不取决于钢材的强度。

由于利用HPS强度高,焊接结构的疲劳强度越来越重要。

为了提高HPS应用性价比,必须提高钢材的抗疲劳性能,使疲劳强度不作为结构设计的控制冈素,发挥HPS最大使用效率。

提高结构的抗疲劳强度,首先要靠合理构造细节设计和精心施工取得好的质量,此外,还可以在焊后进一步采敢一些工艺措施提高抗疲劳强度。

三.HPS力学性能美国、日本、欧洲地区有代表性的高性能钢力学性能比较见表1。

为保持高性能钢的高强特征,对合金元素进行优化组合,并采用淬火和回火( r)或TMCP技术,生产出同时保持高强度和高韧性的细晶粒结构钢。

抗拉强度性能是高性能钢发展中一个主要关心的问题。

表1中对高性能钢的屈服强度和抗拉强度力学性能进行比较。

可以看出:美国和日本规范在所有钢板厚度范围有统一的强度标准;欧洲规范钢板强度是随着钢板的厚度变化而变化的。

对于严寒地区的桥梁结构,在活载作用下,发生疲劳破坏可能性更大。

通常用最小夏比V形缺口冲击试验来表明高性能钢具有良好的抗裂韧性。

高性能钢有较高的屈服和抗拉强度,表1中显示高性能钢最小轴向断裂伸长率大于16%,可见具有很高的延性性能。

高性能钢的高韧性和高延性有利于提高桥梁的抗裂性能。

四.HPS与普通性能钢的比较钢的综合性能决定了其在应用中的优劣。

强度、抗腐蚀能力、延展性和可焊性都将影响其综合性能, 高性能钢有两个优点, 即可焊性及韧度都优于普通钢。

普通钢可取得和高性能钢同样的屈服强度, 事实上70ksi和100ksi钢已使用数年但其可焊性较差。

高性能钢因含碳量低而改善了其可焊性能, 甚至可做到焊接高性能钢不需要预热, 直至作了更深入的研究, 才推荐使用很小的预热。

因HPS钢具有很好的可焊性才使新桥型及需现场焊接的结构得以发展。

五.HPS在桥梁工程中的应用HPS的高强度性能,为桥梁工程师提供了设计更加轻盈、跨度更大的桥梁的可能;其良好的抗腐蚀和耐候性能(在正常大气环境下无需油漆),也得到桥梁业主和管理部门的认可。

因此,HPS在美国桥梁工程界受到青睐,近年来,采用HPS建造的桥梁数量呈快速增长趋势。

根据目前的汇总资料进行分析,采用HPS修建的桥梁绝大部分是中小跨度的公路简支梁和连续梁桥(大部分梁桥的跨度在2O~50 m之间,最大跨度达到137 m);主梁截面为工字形或开口箱形,配混凝土桥面板。

将HPS应用到斜拉桥、桥面板和其它结构部位,只是个别情况。

新的材料带来了新的设计思路。

从材料和设计的角度讲,一座桥梁的承重结构采用的钢材通常为同一型号,这是常见情况;也可以是不同型号,如日本1988年建成的与岛公铁两用连续钢桁梁桥,其在支点附件的上、下弦杆采用HT780钢,邻近的部分弦杆采用HT690钢,其余杆件则采用其它钢材,这叫混合设计(Mixed Design)。

若在1根构件或1片主梁上采用不同型号的钢材,就称其为Hybrid De—sign,现姑且译其为“混杂设计”。

混杂设计的主要特点在于:根据结构受力情况配置不同型号(一般不超过两种)的钢材,以便充分发挥材料特性,取得经济效益。

六.HPS应用实例(1)马丁河(Martin Creek)桥。

该桥位于田纳西州,1998年2月开通,为2×71.78 m的两跨连续梁桥,车行道宽8.53 m,横向布置连续的3片工字形主梁,主梁间距3.2 m。

原设计采用345W 钢,后在FHWA的支持下,改用HPS 485W 以便进行实桥设计试验。

重新设计中,中间支点附近的梁段采有横向联结采用345W。

最后的结果是:主梁用钢量减少24.2 ,费用减少10.6 。

由于主梁重量大为减轻,显然也带来了运输、架设和下部结构费用的节省。

(2)福特城(Ford City)桥。

该桥位于田纳西州,2000年7月开通,为(97.5+126.8+97.5)m的三跨连续梁桥,第一跨布置在半径155 m的水平圆曲线上;横向布置4片主梁,主梁间距4.1 m。

主梁在负弯矩区域采用HPS485W,其余部位采用345W。

这样的主梁混杂设计使得钢梁自重减轻20%,而且,可在较大跨度内仍采用等高梁(减少了制作费用),避免了在采用345W 钢的常规设计中需要的腹板纵向拼接。

在积累了一些实桥数据后认为,采用HPS并实行混杂设计,与全部采用HPS相比,可大约平均节省10 的建桥费用。

经济效益最好的一座HPS桥的用钢量减少28%,总费用减少18%。

六.我国桥梁用钢的发展在国内桥梁HPS生产和应用尚属空白。

国内普通桥梁用钢的发展虽起步早,但与国外相比发展速度缓慢。

我国钢桥发展的主要几个阶段如下表2所示,建国以来部分钢桥的用钢牌号情况如表3所示。

在20世纪6o~8O年代开发了16Mnq、15MnVNq,其中16Mnq在行业中虽然应用广泛,但其致命的缺点是板厚效应严重。

1976年在沙通线白河桥试用的15MnVNq,后来仅在1993年京九线上的九江大桥上使用,实际上形成了中国桥梁钢仅有16Mnq可用的被动局面。

20世纪7O一8O年代包括南京长江大桥在内的大型公路和铁路桥都采用16Mnq。

90年代上海南浦、杨浦、徐浦等斜拉桥采用的都是进口或国产的STE355钢。

随后武钢研制开发的桥粱钢14MrLNbq,先后用于芜湖长江大桥、南京长江二桥、黄河长东二桥等长江、黄河上的近20座桥梁。

2007年初武钢推出第五代WNQ570(Q420qE)桥梁钢,用于计划在2009年通车的南京大胜关长江大桥。

随着南京大胜关长江大桥应用Q42Oq的开始,现在设计的超大跨的钢桥陆续采用Q42Oq钢材,如安庆长江铁路桥的斜拉桥方案、广东东莞东江大桥等。

从表4和表5可以看出,我国钢桥正向大跨度发展,而且多线并桥,公铁合用,桥梁恒载加大,桥梁用钢必然向高强度、高性能发展。

目前我国桥梁用钢以Q345q和Q37OqE 为主流钢种;Q420qE、q42OqD陆续采用。

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