基于宽板拉伸试验的Q690qE高性能桥梁钢断裂韧性研究

为研究应用于桥梁钢结构的Q690qE钢防脆断性能,以主跨408 m的汉江湾桥为背景,设计、制作Q690qE钢32 mm板厚母材、32 mm板厚焊缝、50 mm板厚母材、50 mm板厚焊缝4组试件,进行不同温度下的宽板拉伸试验,分析其断裂韧性.将宽板拉伸试验值作为断裂抗力,采用有限元法计算汉江湾桥典型受拉杆件在较不利工作...     

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。     

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CTOD特征值的桥梁钢防脆断评价方法研究

为保证铁路钢桥中高强度桥梁钢在低温环境下的服役安全,提出基于裂纹尖端张开位移(CTOD)特征值的桥梁钢防脆断评价方法.首先建立基于CTOD的桥梁钢脆性断裂判据,再基于断裂力学理论推导典型桥梁钢构件断裂驱动力理论公式,依据断裂韧性C T OD特征值随温度和厚度的变化规律提出断裂抗力经验公式.以Q690qE桥梁钢为例,基于...     

沪通长江大桥横港沙浅水区112m简支钢桁梁箱形杆件焊接工艺试验研究

沪通长江大桥横港沙浅水区7孔112m简支钢桁梁箱形杆件采用的Q370qE和Q420qE钢焊接性较好,主要焊缝类型为棱角焊缝和T形接头坡口角焊缝。采用双丝埋弧焊焊接工艺焊接棱角焊缝,双丝电源类型为直流电源+交流电源组合,双丝间距30cm。为研究该焊接工艺的可行性,进行焊接工艺评定试验,制作Q370qE和Q420qE两种不同材质的棱角坡口形式焊接试件,在焊接过程中发现问题并及时调整预定的焊接工艺参数,焊后对试件进行焊缝缺陷、拉伸、冲击、硬度和宏观金相等检测并进行分析。结果表明:焊缝无损检测、力学性能检测、硬度检测及宏观金相检查等试验的检验结果均符合标准要求,验证了所制定的双丝埋弧焊焊接工艺的可行性。实践证明,双丝埋弧焊焊接工艺的运用缩短了箱形杆件的制作工期,提高了箱形杆件的焊缝质量。     

Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准

南京大胜关长江大桥采用Q420qE高强度结构钢。根据对焊接桥梁结构细节分类及其裂纹体模型的断裂力学分析、结构应力分类,给出3类结构细节的裂纹体断裂驱动力的典型结果。根据对Q420qE钢板及其焊接接头的全厚度深缺口宽板拉伸试验、夏比V形缺口冲击试验得到的大量试验结果,进行量化的统计分析,给出Q420qE钢板及其焊接接头的断裂抗力表达式。结合该桥Q420qE钢构件焊接接头的应力水平,根据断裂力学判据KI≤KC和计算、试验结果最终确定该桥Q420qE高强度结构钢的焊接接头力学性能标准。     

沪通长江大桥钢结构接头热影响区硬度影响因素分析

沪通长江大桥钢桁梁主要采用Q370qE和Q420qE钢板,在焊接工艺评定试验中发现部分Q370qE钢接头热影响区硬度超标(硬度值380HV10)。针对此情况,采用不同的接头形式、焊接方法、焊接材料进行多组焊接对比试验,研究不同焊接工艺及钢板化学成分对钢结构接头热影响区硬度的影响。研究结果表明:钢板的材质与接头热影响区硬度超标有较大的相关性;控制焊接热输入及焊道层间预热温度,并尽量采用多层多道焊的焊接方式,能够有效控制接头热影响区硬度超标问题;钢板中的碳元素含量及合金元素配比对接头热影响区硬度有影响,应严格控制碳元素含量,优化合金元素配比。     

果子沟大桥Q370qE钢焊接对接接头的超声冲击试验研究

采用超声冲击技术对果子沟大桥Q370qE桥梁用钢焊接对接接头进行了全覆盖超声冲击处理(Ultrasonic Im-pact Treatment,UIT),并通过XRD、红山-10T型高频疲劳试验机等对UIT前后Q370qE焊接接头的表明形貌、残余应力、疲劳性能的变化进行了测试和分析。结果表明,UIT使左焊趾附近的残余压应力由-25.6 MPa增高达-240.8MPa,使右焊趾附近17.2MPa的残余拉应力转变为-196.3MPa的残余压应力;使焊接接头在应力R比为-1,应力范围为±270MPa的条件下,其疲劳寿命为22954,经超声冲击处理后焊接接头在相同条件下其疲劳寿命为46523。对比未处理试样,UIT处理试样的疲劳寿命至少提高了1倍多。     

沪通长江大桥天生港专用航道桥主桁关键节点制造技术

沪通长江大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m钢桁拱桥,其中主墩支座处的加劲弦节点杆件为Q500qE钢,采用栓焊结合的整体节点构造,结构形式和连接关系复杂、焊缝密集,制造难度大。制造过程中,采用"正装法"解决了复杂结构的空间几何关系精度控制和磨光顶紧难题;试验比选确定了不同部位合理的焊接工艺,解决了新材料Q500qE钢焊接难题;通过预变形、自约束、它约束相结合的技术措施,实现了对焊接变形的有效控制;采用大型数控钻床制孔工艺,确保了孔群的空间关系精度;采用大型落地镗床均温加工方法,确保了超大底板平面度的高精度要求。     

武汉汉江湾桥主桥设计关键技术

武汉汉江湾桥主桥为(132+408+132) m中承式连续钢桁拱桥，桥面车行道按双向6车道布置，并预留拓宽至8车道条件。主桥拱肋采用变高度N形桁式两主桁钢桁架结构。主桁标准间距34 m,汉口岸边跨受限于总体线形，主桁间距由34 m变化至39.5 m。主桁中支点附近下弦杆根据受力要求采用Q690qE高性能桥梁钢。车行道桥面采用正交异性钢桥面板，车行道桥面下U形纵肋与钢桥面采用全熔透焊接设计。通过主桁节点弯折、钢桥面横坡变化等构造措施简化了主桁、联结系、桥面系的空间关系，降低了杆件制造难度，实现了桥面结构的曲线变宽。     

焊接微裂纹缺陷对顶板与纵肋构造疲劳性能影响研究

为研究焊接微裂纹缺陷对正交异性钢桥面板顶板与纵肋构造疲劳性能的影响，首先采用扫描电子显微镜对实际桥梁结构的焊接断面进行缺陷检测，统计分析微裂纹尺寸和分布特性，然后基于既有试验和有限元分析方法，结合断裂力学理论，评估不同微裂纹缺陷对构造细节劣化效应的影响，并分析焊接微裂纹关键特征参数对构造细节疲劳性能的影响。结果表明：顶板与纵肋构造的焊趾及焊根处普遍存在微裂纹缺陷，焊根处微裂纹尺寸(平均值150.7μm、标准差100.8μm)大于焊趾处(平均值29.8μm、标准差17.4μm);顶板与纵肋构造细节主导失效模型主要由微裂纹尺寸决定；构造细节疲劳寿命直接由焊接微裂纹尺寸决定，其疲劳强度为100～200 MPa;疲劳裂纹最终扩展方向与焊接微裂纹初始角度无关，仅受实际受力状态影响。     

超高强钢DomexProtect500焊接性能试验研究

通过工艺试验对瑞典超高强钢DomexProtect500的焊接性能进行系统分析,从焊接方法、焊材选配、焊接参数等方面阐述了具体的焊接工艺方案。试验结果表明,采用80%Ar+20%CO2混合气体保护焊,国产锦泰焊丝JM-110对其进行焊接,面弯和背弯试样弯曲至90°均无缺陷,焊接接头弯曲性能良好;接头抗拉强度平均值为970 MPa,其力学性能满足一般结构焊缝设计要求。     

珠光体与奥氏体异种钢TIG焊接头结合性能研究

研究了珠光体钢和奥氏体不锈钢复合管钨极氩弧焊(TIG)接头的性能。采用TIG焊和超低碳奥氏体不锈钢焊丝TGS—309L焊接20／0Crl8Ni9复合管的过渡层焊缝，焊后利用金相显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头进行了分析研究。研究结果表明，焊缝成分和金相组织能保证复合管使用过程中的性能要求。     

汽车用DP钢与TRIP钢的成型性能试验研究

通过金相试验、单向拉伸试验、成型极限试验、圆筒件拉深试验,对600MPa强度级别的DP钢和TRIP钢的基本力学性能、冲压成型性进行了比较分析,并对其焊接性能和碰撞吸能特性进行了讨论.结果表明,与DP钢相比,TRIP钢具有更好的塑性以及高强度、高加工硬化能力、较好的深拉延成型性和吸能特性,而DP钢具有相对较好的焊接性能.但与常规低碳钢板不同的是,TRIP钢圆筒件最大减薄出现在法兰圆角区.     

东平水道大桥钢梁焊接工艺评定试验

武广客运专线上的东平水道大桥是一座由武广客运专线和广茂线合建的大跨度4线铁路钢桁拱桥。跨度布置为(99+242+99)m,钢桁拱采用栓焊结构,采用Q370qE、Q370qD、Q345qD材质,选择代表各种材质、板厚的共26组接头进行对接焊缝、角焊缝工艺评定试验及整体节点板双面围焊缝工艺评定试验,其焊缝金属拉伸、接头拉伸、接头冲击和弯曲、硬度和宏观断面酸蚀试验结果表明接头各项力学性能均符合相关规范和设计文件要求。     

武汉汉江湾桥连续钢桁拱架设关键技术

武汉汉江湾桥主桥为(132+408+132)m三跨连续钢桁系杆拱桥,边跨为变高度钢桁梁,中跨为钢桁系杆拱,横向设2片主桁,主桁采用变高度N形桁式,采用Q370qD、Q500qE、Q690qE钢.该桥钢桁拱采用先边跨后中跨,中跨"先拱后梁"、"拱上爬坡吊机十吊索塔架"方案架设.在该桥施工中,汉口侧边跨架设时,采用扩大基础...     

国外高性能桥梁用钢的研发

日本、美国及欧洲分别投入了大量资源开发高性能桥梁用钢.日本新日铁公司研发的BHS500及BHS700W高性能钢碳当量低,焊接裂纹敏感系数小,能够进行大线能量焊接,在具有良好的综合力学性能的同时,还具有一定的耐候性;美国HPS系列高性能桥梁用钢品种多,能使桥梁制造成本降低18%,重量减轻28%;欧洲变截面钢板的应用减少了...     

SORPAS软件在黑皮钢纵梁平板点焊工艺优化中的应用

本文采用SORPAS电阻焊专业分析软件工具,分析载货车车架纵梁黑皮钢电阻点焊熔核形成、生长过程及工艺参数对飞溅的影响。通过在板材表面添加10μm的氧化层来模拟、分析板材表面氧化层对平板电阻点焊的影响的方法能够反映黑皮钢氧化层对焊接过程的影响,并优化焊接工艺,改善飞溅状况,提高焊接生产质量。现场试验表明,SORPAS电阻点焊仿真分析软件具有较高的电阻点焊过程分析精度,仿真分析结果与实际情况相符合。优化焊接工艺后,试验结果显示焊点直径稳定、熔核剪切强度提升,更好地保证了焊接强度。     

我国桥梁钢和整体节点钢桁梁新技术

本文由两部分组成：第一部分：我国桥架钢，谈到16Mnq、15MnVNq、NH35q耐火钢，和最新研制的14Mnbq；第二部分：我国整体节点钢桁梁新技术，介绍整体节点钢桁梁的优点和研究、设计要点，这一新技术已用在京九铁路孙口黄河大桥上。本文先介绍我国桥梁钢的一些新发展，再介绍我国整体节点钢桁梁新技术。一、我国桥梁钢的发展钢桥需要承受活载冲击、高周低应力疲劳和低周高应力疲劳、抗低温脆断等能力，所以需要可靠的韧性和塑性。这些性能都与焊接有着紧密的关系。我国从60年代初开始栓焊钢桥试验，检焊梁在成昆铁路得到了大量应用。最初采…     

全焊钢吊杆拱桥设计关键技术

随着钢结构桥梁的推广,钢拱桥在境内应用越来越多,但钢拱桥的吊杆仍一般采用冷铸锚式柔性吊杆,结构体系也一直没有较大发展,而境外应用全焊钢吊杆已有较多工程案例,因此,有必要针对全焊钢吊杆拱桥进行研究。全焊钢吊杆拱桥是将钢拱肋、钢吊杆和钢系杆通过节点焊接方式连接在一起组成的承重结构,相对于采用柔性吊杆的系杆拱,具有刚度大、稳定系数大、工法适用性强、不考虑更换吊杆等的特点。通过全焊钢系杆拱桥的计算分析研究了其结构受力特点及关键节点构造,形成了一套设计关键技术,从而为境内探索实践并推广全焊钢吊杆拱桥提供了一定的借鉴和参考。