耐候钢在美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥上的应用.docx

钢结构加工制造篇耐候钢在美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥上的应用杨永强单亚廷徐向军魏云祥 (中铁山桥集团有限公司，秦皇岛，066205)摘要：本文介绍了耐候钢及其在桥梁结构中的发展历程，并以美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥为例，介 绍了耐候桥梁钢的焊接和洒水工艺，并将制造过程中有关耐候钢的注意事项逐一阐述。该桥的成功制造，为耐候钢在中国桥梁中的应用奠定了基础。关键词：耐候钢，焊接工艺评定。洒水工艺1耐候钢耐蚀机理及发展历程般经过3～10年时间后，耐候钢表面锈层1．1耐候钢耐蚀机理逐渐稳定，腐蚀速度减慢，外观呈显能与周平耐候钢又称为耐大气腐蚀钢，它含有边环境相协调的深褐色，它被桥梁界称为“不朽的美”。Cu、Cr、Ni、V等微量的合金元素，使钢表桥梁采用耐候钢可以减少加工制造周面形成致密和附着性很强的锈层(分为内外两层，内锈层致密，外锈层疏松、多孔)，期、节约后期涂层的维护成本。在非海洋性阻碍锈蚀向里扩散和发展，保护锈层下面的环境条件下，使桥梁的使用寿命更长。1．2耐候钢发展历程基体，减缓腐蚀速度。与普通碳钢和低合金由早在20世纪初，美国的科学家就发结构钢比，耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能；与不锈钢比，耐候钢只含有微量的现Cu可以改善钢在大气中的耐蚀性能。1916合金元素，价格比不锈钢更为低廉。耐候钢年美国实验和材料学会(ASTM)开始了大气腐蚀的研究，1933年美国的一家钢铁公司首比普通钢的制造价格高约5％，耐候钢不需要涂料防腐，而普通钢的涂料防护费用却是两先研制成功了耐腐蚀高抗拉强度的含Cu低者间制造差价的3倍u~3。。合金钢Corten钢，其中应用最普遍的是高P、Cu力ⅡCr、Ni的CortenA系歹0和以Cr、在锈层产生的初期，耐候钢比碳钢腐蚀Mn、Cu合金化为主的CortenB系列H~80。速度快，但随着腐蚀的发展，锈层增厚，无论是碳钢还是耐候钢，引起腐蚀的C1一的扩ASTM分别于1941年和1968制定了A242和散均受到锈层的阻挡，腐蚀速度减绶，他们A588低合金高强度耐候钢标准，屈服强度均为345渖a。ASTM于1989年制定了A709系列之间的差异变小。由于在大气腐蚀的条件下，耐候结构钢标准，屈服强度直达690MPa。耐候钢表面的疏松外腐蚀产物层(通常由日本对耐候钢的研究进行得比较晚，最Fe。04、y—FeooH、a—FeOOH组成)内部继续反应，和基体之间能够形成一层致密连续的初是从美国引进专利，并在1968年和1971铁锈Q～Fe00H，而三价铁的氧化物至少有6年分别制订了焊接结构用(JISG3114)和高种形态的铁锈，最稳定的铁锈是Q—Fe0。H。耐大气腐蚀(JISG3125)两种耐候钢标准，且耐候钢中的Q—FeooH的含量比普通碳钢屈服强度分别至460MPa和355MPa旧~11I。中高得多。所以耐候钢比碳钢更耐腐蚀。一德国于1969年开始使用耐候钢，之后发2262014年中国钢结构行业大会论文集[2014·10】杨永强．等：耐候钢在美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥上的应用布了SEW087耐候结构钢标准。英国于1972续表1年开始使用耐候钢，并于1979年制定了BS美国新奥尔良MississippiRiverBri趣e4630标准，其中包括屈服强度为345MPa的1983(斜拉桥)wR50系列耐候钢u2|。欧洲标准协会本久路见桥(系杆拱)年统一了欧盟国家的耐候钢标准。1988日本麻生大桥(吊桥)我国于20世纪60年代初期开始研制含1988日本十胜中央大桥(斜拉桥)铜钢，直到80年代初，才正式试制和使用1990中国建成第一孑L耐候铁路桥(京广铁路武汉巡司河上)耐候钢。除仿制主要添加元素为Cu—P—Ni—Cr1992韩国开始建造耐候钢桥系的美国Corten钢及日本SPA钢之外比，12o，中国第一座免涂漆耐候公路桥(沈阳后还考虑到Ni，Cr资源的稀有性及我国富含2013丁香大桥)稀土资源，逐渐开发出Cu—P—RE系。我国于美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥(中铁山制定了高耐候性结构钢及焊接结构用制造)耐候钢标准，并于2008年重新修订。3美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥简介2耐候钢在桥梁中的应用历史美国阿拉斯加塔纳纳河铁路桥(以下简从发展趋势来看，国外已将耐候钢逐渐称阿拉斯加桥)位于美国的阿拉斯加州中部当作一种普通桥梁用钢来广泛使用。表1为地区，为Salcha(萨彻)的北部铁路延伸lA耐候钢桥的发展历程旧~11’13。。在美国及日建设段。本桥采用栓焊简支上承式钢板梁结本，分别约50％和20％的桥梁使用耐候钢。构，全桥共20跨，每跨跨度为50．2m，每跨加拿大在新建的钢桥中有90％是用耐候钢。钢板梁由四片主梁和下平联、横隔板、道渣 韩国目前有十余座耐候钢桥。耐候钢桥在我板、桥面系、附属设施等组成，全桥