内容

1 耐候钢

1.1 耐候钢的工作原理
1.2 耐候钢的冶金

2 使用耐候钢的好处

2.1 维护成本低
2.2 成本效益
2.3 施工速度
2.4 美观
2.5 环境效益
2.6 安全利益
2.7 长期表现

3 使用限制

3.1 海洋环境
3.2 除冰盐
3.3 连续潮湿/潮湿的条件
3.4 大气污染

4 耐候钢的可用性

4.1 盘子
4.2 节
4.2.1 梯子甲板
4.2.2 多梁甲板
4.3 中空部分
4.4 预紧螺栓

5 外观

6 设计注意事项
6.1 桥梁工地的适宜性
6.2 机械性能
6.3 断面丢失
6.4 疲劳
6.5 螺栓连接

7 详细设计注意事项
7.1 伸缩缝
7.2 耐候钢的排水
7.3 径流
7.4 箱梁
7.5 与其他材料的接口
7.5.1 混凝土
7.5.2 金属
7.6 与人联系
7.7 涂鸦及其去除

8 制作和安装问题
8.1 焊接连接
8.1.1 头部螺柱焊接
8.2 螺栓连接
8.3 表面处理
8.4 安装
8.5 绘画

9 检查,监视和维护

9.1 桥梁检查
9.2 钢材厚度监控
9.3 例行维护

10 补救措施
11个 案例研究
12 参考
13个 资源
14 进一步阅读
15 另请参见
16个 外部链接

耐候钢

耐候钢

什么是耐候钢?

耐候钢是一种高强度低合金钢,最初是由美国钢铁公司(United States Steel)在1930年代开发的,目的是抵抗矿石货车中的腐蚀和磨蚀。它的商品名为Cor-ten,最初在1964年开业的伊利诺伊州莫林市约翰迪尔世界总部大楼的建筑中使用。作为“具有改善的耐大气腐蚀性能的结构钢”,并且是非专有产品。

在合适的环境中,耐候钢会形成附着的保护性锈“锈斑”,从而抑制进一步的腐蚀。该腐蚀速度是如此之低,桥梁从涂漆耐候钢制造能达到120年的设计寿命只有正常维护。因此,在适当的环境中使用详细的耐候钢桥可以提供一种有吸引力的,维护成本低的经济解决方案。

英国的第一座耐候钢桥是1967年约克大学的人行天桥,在随后的30年左右的时间里,这种材料被用于英国各地的许多桥梁。但是,自2001年以来,桥梁上对耐候钢的使用大大增加,因为以前取消了在净空高度小于7.5m的高速公路上使用这种材料的限制。现在,它已成为各种桥面甲板的首选材料。

本文重点介绍了桥梁用耐候钢的好处,描述了其用途的局限性,并评论了这种桥梁的材料可用性和外观。如果腐蚀速率超过设计阶段的预期水平,它还会就一系列问题提供建议,包括设计和详细信息,制造和安装,检查和维护以及补救措施。

耐候钢


耐候钢或耐候钢是用于描述具有改善的耐大气腐蚀性能的结构钢的通俗术语。这些钢是高强度低合金钢,与普通碳锰钢相比,在正常的大气条件下具有更高的防锈性能。耐候钢通常由EN 10025-5 [1]规定,并具有与EN 10025-2 [2]的普通结构钢相似的机械性能。在英国,桥梁工程最常用的等级是S355J2W。

耐候钢的工作原理


               腐蚀损失图
耐候钢和普通结构钢腐蚀损失的示意图比较

在存在湿气和空气的情况下,所有低合金钢都有生锈的趋势,其发生率取决于氧气,湿气和大气污染物进入金属表面的途径。随着过程的进行,防锈层形成了阻止氧气,水分和污染物进入的屏障,并且生锈的速度减慢了。

在一定时间后,大多数普通结构钢上形成的锈层是多孔的并从金属表面脱落,腐蚀循环再次开始。因此,生锈率以一系列接近直线的增量曲线进行,其斜率取决于环境的侵蚀性。

对于耐候钢,生锈过程以相同的方式引发,但是钢中的特定合金元素会产生稳定的防锈层,该防锈层粘附到母材上,并且孔少得多。这种锈蚀的“铜锈”是在交替润湿和干燥的条件下产生的,产生了一层保护性屏障,阻碍了氧气,水分和污染物的进一步进入。结果是腐蚀速度比普通结构钢低得多。

使用耐候钢的好处


传统的钢制桥梁是利用自动化的最新进展的制造和施工技术都能够安全,快速施工,造型美观,浅结构深度,最少的维护和灵活性在未来使用的需求提供经济的解决方案。耐候钢桥梁具有所有这些品质,再加上以下更多的利益。

  1. 维护成本低
    定期检查和清洁应该是确保桥梁继续令人满意地工作所需的唯一维护。因此,耐候钢桥架是将来难以维修或危险的通道以及需要将交通中断(例如在主要道路或铁路上)最小化的理想选择.
  2. 耐候钢的成本优势
    尽管耐候钢的价格比普通结构钢稍贵,但由于消除了油漆系统而节省的成本抵消了额外的材料成本。因此,耐候钢桥的初始成本与传统喷漆钢替代品的初始成本非常相似。英国的八座桥梁研究表明了这一点。

    然而,耐候钢桥梁具有低得多的整个生活成本的好处。耐候钢的最小未来维护要求的桥梁大大减少两个维护操作的直接成本,以及交通延误的维护过程中的间接成本。

  3. 施工速度
    由于消除了工厂和现场喷漆操作,因此减少了总体施工时间。
  4. 外观精美
    耐候钢的美观的桥梁经常与令人愉悦的环境融为一体,并且随着年龄的提高。
  5. 环境效益
    避免了与涂料中挥发性有机化合物(VOC)排放相关的环境问题,以及避免了未来维护工作中喷砂清理碎片的处置。
  6. 安全效益
    只需很少的维护,就可以将与未来维护相关的风险降到最低。也避免了与初始涂漆有关的健康和安全问题。这些问题与钢制箱梁的制造和维护特别相关,为此,越来越多地使用耐候钢以最小化内部通道要求(例如,Russ Usk Crossing)
  7. 长期表现
    耐候钢桥梁在英国有一个良好的纪录。通过TRL的研究表明,耐候钢桥梁建在过去20年中大都表现良好。在遇到问题的地方,通常是特定故障(例如甲板接缝泄漏)的直接结果,而不是腐蚀性能方面的任何一般不足。

耐候钢知识 |  WEATHERING STEEL

耐候钢标识导视牌天工俊雕塑
耐候钢景观墙
耐候钢雕塑
耐候钢挡土板
耐候钢挡土板