耐候钢在桥梁上应用时具有良好的经济效益。
日本桥梁建设协会推算的100年内涂装与免涂装耐候钢桥梁的全寿命周期成本。
普通的涂装钢结构桥梁大约10年左右需要定期进行一次补充涂装,根据该推算,在桥梁运营后的50、100、200年后,普通涂装钢桥的全寿命周期成本是无涂装耐候钢桥梁的1.19、1.62、1.66倍。
国内耐候钢桥的发展概况:
与国外相比,国内在上世纪60年代开始关于耐候钢的研究叫,*早在1965年试制出09MnCuPTi耐候钢,用于制造耐候钢铁路货车。为了推动耐候钢在国内的使用,国家科委和自然基金委自1983年开展了17个钢种为期16年的钢材大气曝晒试验,积累了较为丰富的大气曝晒数据,并开发了一系列的耐候钢种,如鞍钢的08CuPVRE系列、武钢的09CuPTi系列等。
早期国内试制的耐候钢种中未添加Cr、Ni等元素,而是根据国内资源状况以添加Cu、P元素为主,辅助添加了我国丰富的V、Ti、Nb、Al、Re等合金元素网,但是主要用途仍然是生产铁路车辆。
直至1989年底,武钢研发了牌号为NH35q的桥梁用耐候钢种,才*早将耐候钢用在了京广铁路巡司河上的一座三孔耐候钢钢箱梁铁路桥上。
该铁路桥其中一孔钢材未进行涂装,另外两孔涂装使用。
由于排水构造设置不合理以及当地多雨的大气环境,无涂装使用的一孔在使用三年后腐蚀状况较为严重,表面出现了层状剥离锈层,*终不得已采用涂装处理。
该桥的失败经验阻碍了耐候钢在国内桥梁上的使用进程,此后一直到2010年左右,由于理论和设计的不成熟,耐候钢在我国的桥梁钢种中都没有得到推广使用。
近几年来,随着理论研究的深入和冶金水平的提高,耐候钢在国内的大中型桥梁中才逐渐开始投入使用。
其中中铁山桥于2013年在美国阿拉斯加建造了一座无涂装的铁路桥,使用状况良好,为国内耐候钢桥的无涂装使用奠定了基础。
在国标《桥梁用结构钢》(GB/T714-2015)中已经将桥梁结构用耐候钢Q345qNH?Q550qNH纳入规范,并参考美标ASTMG101的方法估算钢材的耐候性,对合金成分进行界定。
国内近几年代表性的耐候钢桥
桥名 结构形式 钢材牌号 建成年份 涂装方式
南京大胜关大桥 六跨连续钢桁梁拱桥 WNQ570 2011 全涂装
宽甸互通式立交A匝道桥 单箱单室波折钢腹板组合连续箱梁 Q370qENH 2013 全涂装
普湾十六号路跨海桥 钢箱拱肋提篮拱桥 Q345qENH 在建 全涂装
沈阳后丁香大桥 单箱三室钢箱连续梁桥 Q345qENH 2013 外表面涂装,内表面裸露
黑龙江公路大桥 六塔叠合梁矮塔斜拉桥 Q420qFNH 2019 外表面涂装,内表面裸露
阿拉斯加铁路桥 上承式钢板梁桥 Q345qDNH 2013 无涂装
官厅水库公路桥 双塔单跨悬索桥 Q345qENH 2019 无涂装
藏木雅江特大桥 中承式钢管混凝土提篮拱 Q345qDNH/Q420qENH在建 无涂装
相比于传统的涂装钢结构,免涂装耐候钢桥具有长远的经济效益。
从全寿命周期成本上看,免涂装耐候钢桥量的涂装和后期维护费用远低于普通的钢桥。
国内几座桥梁免涂装或部分涂装使用耐候钢和涂装使用普通钢的成本对比分析,涂装按照寿命周期内涂装5次,*终这几座桥的全寿命周期成本均节约了20%以上。
因此,虽然在桥梁的建设阶段,耐候钢的制造和焊接的成本要比普通钢材高,但从桥梁整个整个服役期的角度看,普通钢材的后期补充涂装和维护的成本要远远高于耐候钢,耐候钢桥梁具有良好的经济性。
耐候桥梁钢卷板 Q370qDNH 5.75 1500 C 30 吨 安阳 安钢
耐候桥梁钢卷板 Q370qDNH 12 1500 C 70 吨 安阳 安钢
耐候桥梁钢卷板 Q370qDNH 10 1500 C 60 吨 安阳 安钢
耐候桥梁钢卷板 Q370qDNH 9.75 1400 C 75 吨 安阳 安钢
耐候桥梁钢卷板 Q370qDNH 8 1300 C 90 吨 安阳 安钢
耐候桥梁钢卷板 Q370qDNH 6 1300 C 50 吨 安阳 安钢
耐候桥梁钢卷板 Q370qDNH 11.8 1500 C 28.6 吨 安阳 安钢