耐候鋼在公路鋼結構橋梁中的應用
 發布:zxcorten  瀏覽:486次 發布時間:2019-04-24 
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     耐候鋼在公路鋼結構橋梁中的應用 

一、鞍鋼耐候鋼銹蝕上銹的定義

鞍鋼耐候鋼銹蝕上銹,即耐大氣腐蝕鋼,是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列,耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成,具有優質鋼的強韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性;它能利用自身在表面形成的銹層,有效阻滯腐蝕介質的滲入和傳輸,降低鋼材在大氣環境中的腐蝕速度,達到“以銹防銹的”目的,可實現耐候性為普碳鋼的2-8倍,涂裝性為普碳鋼的1.5-10倍。

二、鞍鋼耐候鋼銹蝕上銹在國際、國內的應用情況

耐候鋼具有良好的耐大氣腐蝕性能,雖然應用耐候鋼前期的投資成本較普碳鋼略高,但是與普碳鋼表面噴涂防腐涂層等方法比較,普碳鋼的后期維護費用是耐候鋼的1.5-2倍。在鋼橋建造使用方面,綜合投資、運營、養護、維修、廢置處理、碳排放、壽命等因素,日本建設省土木研究所的推算結果顯示:60年后普通鋼橋費用為耐候鋼橋1.5倍,100年后在2倍以上。

鞍鋼耐候鋼銹蝕上銹,作為新一代先進鋼鐵材料,在美國、日本等發達國家,耐候鋼已經得到了廣泛應用。1920年美國鋼鐵公司(USS)進行大規模的曝曬試驗表明,含適量銅、磷、鎳、鉻元素的低合金鋼具有優良的耐大氣腐蝕性能;1933年,美國鋼鐵公司研制成功了CortenB系列耐候鋼,其耐腐蝕性能約為碳鋼的4-8倍。隨后耐候鋼便逐漸應用于鋼橋的建造,免涂裝耐候鋼橋在美國已經應用近50年,耐候鋼橋占鋼橋總數已超過50%;在加拿大有約90%左右的鋼橋均采用耐候鋼,日本耐候鋼橋的比例也達到20%左右。此外,耐候鋼橋在韓國、歐洲等國家也有一定應用。

我國耐候鋼起步較晚,鞍鋼耐候鋼銹蝕上銹大都涂裝使用,其免涂裝和“以銹防銹”的設計初衷并沒有得到很大程度的發揮。在苛刻的服役環境下,耐候鋼存在銹層難以致密化,另外在服役初期,鋼結構的外觀銹蝕呈現不均勻等相關問題,因此耐候鋼的應用環境和表面處理技術一直困擾耐候鋼的應用。但隨著國民經濟的迅速發展,耐候鋼的應用已引起國內有關部門的高度重視,各大鋼廠聯合科研院校均已開發出了可成熟應用于工程實踐的橋梁耐候鋼產品,也均已在全國范圍內公路、鐵路、市政等建設領域開始應用。具體的部分使用歷程如下:

1、1989年底,在原鐵道部鄭州鐵路局公務處的大力支持下,由鐵道部科學研究院研究開發,武鋼試制,鐵道部專業設計院主持設計,寶雞橋梁廠制造了三孔耐候鋼箱梁,鋼號為NH35q,與現在常用的16錳橋鋼系同一強度等級。作為試驗,將其中一孔梁裸露使用,其余兩孔涂面漆,1991年已經投入使用。這座橋架設于京廣鐵路巡司河上,是我國一座耐大氣腐蝕鋼橋。但自從該鋼種成功開發以后,耐候鋼并未在橋梁中得到廣泛應用,主要原因在于與耐候鋼橋配套的相關設計體系不完善、耐候鋼種單一而無法滿足橋梁工程發展的多種需求、橋梁鋼的耐候性在當時未引起相關單位的重視等。

2、2009年重慶朝天門長江大橋部分鋼板(重6300t)采用Q420qENH(涂裝使用)。

3、鶴大高速公路寬甸公交A匝道橋、大連普灣十六號路跨海大橋、沈陽繞城高速公路改擴建工程后丁香橋,均有使用耐候鋼橋。

4、中鐵山橋集團有限公司并于2013年成功為美國阿拉斯加地區建造一座免涂漆鐵路鋼橋,該橋的生產制造完全按照美國標準執行。

5、近年來,長安大學公路學院正致力于耐候鋼公路橋梁的開發;目前有國內鋼廠鞍鋼耐候鋼銹蝕上銹參與的全裸耐候鋼橋梁工程阿拉斯加塔那那西河鐵路橋、陜西渭河常興二橋,半涂裝的耐候鋼橋有沈陽丁香大橋、白塔河人行橋,全涂裝的有重慶朝天門長江大橋、大連普灣跨海大橋。目前,國內具有重要示范意義的免涂裝耐候鋼橋代表工程,有在建的川藏線藏木特大鐵路橋、北京官廳水庫特大公路橋。

三、耐候鋼橋使用的認識誤區

誤區一:由于接觸較少,一般人理解為,既然是耐候鋼那就是可以適用于任何自然條件下了。其實不然,耐候鋼橋通常也要選址在年平均濕度60%-80%;平均風速2米/秒;遠離水源和氯離子高富積區(如海邊,需采用更加特殊的耐候鋼材);距離水面應有一定凈空高度(至少3-4m)。

誤區二:耐候鋼橋使用中就不需要再進行維護了。其實耐候鋼橋在使用中也是需要進行一定的維護的,積水、生物、綠植、使用不當等均會對耐候鋼橋產生不良的后果的,故在使用中也需定期進行保養、維護,不過其維保成本遠遠低于普通鋼橋。


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