日本用于桥梁的高性能钢

介绍了最近在日本桥梁上使用的高性能钢的特点、制造、焊接技术及应用实例。这些钢包括超厚钢板、纵向厚度变化钢板、抗层状撕裂钢板及耐候钢等。其开发、应用旨在使桥梁结构更加合理并减少造价。     

690MPa级高性能桥梁钢工程应用

武汉汉江湾桥作为十三五国家重点研发计划中的示范工程,在主桁结构设计中结合受力特性及构造特点,采用了Q690qE高性能桥梁钢。Q690qE高性能桥梁钢在母材研制过程中采用了低碳多元微合金化思路,其组织形态为低碳贝氏体,通过调整C、Mn、微合金元素含量及降低碳当量保证其低温冲击韧性与焊接性能,采取TMCP加回火的生产工艺保证低屈强比和综合性能。在焊接性能及工艺试验研究中,对不同焊接方法所匹配的焊接材料进行了研究,并总结了严格控制热矫温度在650℃以下、严格执行焊前预热、焊后缓冷的工艺要求及减小焊缝氢脆问题等关键质量措施。通过引入脆性断裂极限状态理论,采用CTOD试验并辅以宽板拉伸试验作为验证手段,确定不同工作温度下,Q690qE高性能桥梁钢容许使用的最大厚度,对其防断服役性能进行评价。Q690qE高性能桥梁钢除具有较高强度外亦兼具良好的焊接性能和防断性能,其应用进一步完善了我国高性能桥梁钢的技术体系。     

美国桥梁高性能钢的发展与应用

简要阐述国内外桥梁用高强钢和高性能钢的发展与应用现状,讨论美国高性能钢的材料特性,并扼要介绍高性能钢在美国公路桥梁上的应用情况。     

高性能钢在日本及欧洲的研发与应用

随着对桥梁结构在荷载等级、跨度等方面提出了更高的要求,设计对材料的要求也越来越高,高性能钢的研发可以满足这一工程需求,系统介绍了日本、欧洲在这一领域的最新研究进展。     

沪通长江大桥天生港专用航道桥Q500qE钢焊接工艺试验研究

Q500qE高强度桥梁钢具有高强度、高韧性的优异性能,可减小桥梁结构截面、自重,增大跨径及承载力,但Q500qE钢的焊接工艺研究目前尚属空白。鉴于此,以沪通长江大桥天生港专用航道桥为背景,对Q500qE钢进行了焊接性试验、焊接材料选配试验和焊接工艺评定试验,研究适用于Q500qE钢的焊接方法、焊接材料和焊接工艺参数等焊接工艺。试验结果表明,超低碳贝氏体组织的Q500qE钢冷裂敏感度低,可焊性良好;根据Q500qE钢不同焊接接头形式,确定的焊接方法及强韧性匹配焊接材料可行;焊接试件的各项检测指标均能满足标准要求;通过试验确定的焊接工艺参数正确,工艺措施得当。Q500qE钢焊接工艺研究结果已用于指导该桥Q500qE高强度桥梁钢的焊接。     

国外高性能钢桥梁成本分析

首先对美国高性能钢与传统钢的单位成本进行比较。通过改变梁间距及跨径,分析了采用不同钢种设计时的建造成本,并介绍了两个高性能钢多钢种混合设计的应用实例。总结采用多钢种混合设计是最优的设计方法,节约了桥梁建造成本。     

采用高强度钢和高性能混凝土的新型公路桥梁设计

以高强度钢材、混合梁及超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)板设计的新型双梁桥为实例。该桥梁的设计根据欧洲规范进行校核。这种混合梁的设计在很大程度上得益于欧洲规范,这是由于法国现行的规范中不允许出现钢屈服,所以这种混合梁在法国桥梁中从未出现过。S460和S690两种规格钢材的运用,不仅减轻了上部结构的重量,同时对桥梁的墩台和基础设计有着积极的影响,而且也保护了自然资源。其资产负债经济表显示,用这种材料建成的桥梁钢材重量减少达40%,整体上部结构重量减少25%。     

新型高性能钢的应用

在美国田纳西州和内布拉斯加州的桥梁建设中，一种新型高性能钢由于减轻了自重，节省了资金，在经济上获得Ａ＾＋，叙述了新型钢的试验，施工过程及特点。     

日本钢桥设计和养护发展概述

日本新建钢桥数量逐渐减少,旧桥数量不断增加,提高钢桥竞争力及发展旧桥养护技术非常重要.日本在修订规范时引入极限状态设计法,提出用极限状态设计法指导钢-混凝土复合梁桥设计、改进常规双Ⅰ形梁桥及发展双面结合梁桥和复合梁桥等新桥式、应用高性能钢等建议,以提高钢桥的竞争力.为掌握桥梁结构状态并对旧桥进行必要的维护,采用健康监测...     

钢和混凝土组合桥梁的新结构形式

建议目的使钢桥更经济的设计战略,包括用混凝土和钢,以及制作时避免焊接.用混凝土填充钢梁,具有高强和高耐久性,为桥梁提供了一个合理而经济的解答.钢的工厂产品或制作过程中采用冷作加工,能显著地减小焊接工作量,应更多地为主梁采用.提出了采用钢管或冷作钢梁的4座组合桥梁,研究了其结构性能和强度.     

美国高性能钢工字形钢板梁新型截面形式研究

高性能钢(HPS)在美国钢桥建设中得到了越来越广泛的应用.与传统桥梁用钢相比,HPS强度高、可焊性好、断裂韧性强、耐腐蚀耐候,较适于公路桥梁.为进一步充分利用HPS的优点,需要开发新型的优化截面形式,取代常规的箱形截面与工字形截面.介绍北美3种新型高性能钢工字形钢板梁的研发与应用情况,即:波纹腹板工字形钢板梁、钢管混凝...     

FRP在日本桥梁上的应用北大核心

日本地理环境决定了其湿度较高、受海盐影响较大,而现代桥梁主要由钢和混凝土构建,因此日本桥梁结构用钢材及钢筋的腐蚀问题比较多。     

钢和混凝土组合桥梁的新结构形式

建议目的使钢板更经济的设计战略，包括用混凝土和钢，以及制作时避免焊接。用混凝土填充钢梁，具有高强和高耐久性，为桥梁提供了一个合理而经济的解答。钢的工厂产品或制作过程中采用冷作加工，能显著地减小焊接工作量，应更多地为主梁采用。提出了采用钢管或冷作钢梁的４座组合桥梁研究了其结构性能和强度。     

汽车轻量化发展下的钢铁技术应用

对美国、欧洲、日本和中国等主要汽车生产国中的汽车轻量化发展政策推进历程和中国近期的汽车企业与研究机构的合作情况进行了介绍。分析了汽车车身用钢强度分布和以日本新日铁住金及韩国浦项为代表的双相钢、TWIP钢、马氏体钢等先进超高强度钢产品的研发动态,介绍了日本神户制钢开发的汽车轻型化异材连接技术和中国汽车企业采用热成形钢替代原有材料实现汽车轻量化的应用情况。对未来超高强度钢的应用比例、车身减重与结构性能结合的多目标优化发展趋势进行了探讨。     

高性能钢桥设计指南

高性能钢的研究及其在桥梁工程中的应用已经成为当前桥梁创新设计的重要方向之一。为了推动高性能钢的工程应用,本《高性能钢桥设计指南》系统地介绍高性能钢的材料性能、设计制造要点及高性能钢桥典型桥例,并提供相关参考信息。     

当代日本钢桥梁制造技术介绍

横河桥梁公司在日本钢桥梁制造业具有领导地位,介绍该公司钢桥梁制造的先进技术。     

沪通长江大桥高性能结构钢的研发与应用

针对高速铁路大跨度桥梁的特点,总结该类桥梁用系列高性能结构钢的研发与应用。采用低碳多元微合金化的成分设计、TMCP工艺,在京沪高速铁路南京大胜关长江大桥上研发应用了Q420qE高性能结构钢,钢种晶粒细化、软相铁素体和硬相贝氏体组织适度,结构钢具有较高的强度、良好的低温韧性和焊接性能。采用类似的技术路线,在沪通长江大桥上研发应用了Q500qE高性能结构钢。继2个钢种成功应用后,采用低碳微铌合金化成分研发了Q370qE高性能结构钢作为钢桥大量使用的最基本的用材。Q370qE-Q420qE-Q500qE系列高性能结构钢成功研发,并已经在桥梁里程碑式工程上得以应用。     

基于实测应变监测的斜拉桥钢桥面板加固性能评估

为分析超高性能混凝土(UHPC)加固后的钢桥面板长期性能,为桥梁后期运营维护提供理论支撑,以某长江公路大桥为背景进行研究.该桥采用UHPC和ERE铺装2种桥面加固方案,在顶板与U肋焊接细节、U肋对接焊接细节处布置应变测点,结合实桥应变监测数据,并基于S～N曲线与Miner线性疲劳累积损伤理论,对加固后的钢桥面板剩余疲劳...     

超高性能混凝土组合式铺装结构在钢桥面铺装中的应用研究

为研究“40 mm UHPC+25 mm RAC08”超高性能混凝土组合式钢桥面铺装结构的应用情况,依托某大跨径正交异性钢桥面维修项目,开展了对铺装结构、UHPC超高性能混凝土路用性能、RAC08高韧冷拌树脂混凝土、施工工艺、应用评价的研究。研究结果表明：UHPC与RAC08均具有众多优异的路用性能,且“40 mm UHPC+25 mm RAC08”超高性能混凝土组合式钢桥面铺装结构可有效解决钢桥面板的疲劳损伤问题,延长桥梁使用寿命,提高行车舒适性、安全性。     

FRP在日本桥梁上的应用

正日本地理环境决定了其湿度较高、受海盐影响较大,而现代桥梁主要由钢和混凝土构建,因此日本桥梁结构用钢材及钢筋的腐蚀问题比较多。在这样的环境下,期待有一种强度不低于结构用钢材及钢筋,还能具有防腐蚀作用、节省养护成本的材料。FRP[Fiber Reinfororced Plastics(或Polymer)]被称为纤维增强塑料,是树脂和纤维构成的复合材料。桥梁结构用FRP使用的纤维主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。这些纤维通常加工成束状、布状、