專題11高強鋼的應用研究匯編

1、專題10高強鋼的應用研究內(nèi)容提要在輸電線路鐵塔中使用高強鋼，既有明顯的技術經(jīng)濟效益，又有利于提 高我國輸電線路的建設水平。結合輸電線路鐵塔結構的特點，在使用高強鋼 的技術經(jīng)濟性、高強鋼設計技術參數(shù)的選取等方面進行了探討和研究，給出 了高強鋼的相關技術參數(shù)以及輸電線路中高強鋼的使用原則，為輸電線路鐵 塔中高強鋼的使用提供了借鑒。結合本工程輸電線路鐵塔設計的特點，本報告對鐵塔材料強度設計進行 了全面研究，從而達到最優(yōu)的鐵塔設計方案。本工程雙回路直線塔， 耐張塔荷載較大， 采用Q420高強鋼各塔型塔重可 降低2%-6%1同時，高強鋼的使用簡化了結構構造，減輕了單根構件重量， 運輸、安裝等人工費用相應

2、減少，具有較好的經(jīng)濟效益。將本工程塔身主材的長細比控制在較小值范圍， 根據(jù)計算入80,Q420強度提高8%-22 %特點，而對于純拉桿其長細比控制值可盡量放寬到400以 下。此外，由于鐵塔的塔腳板厚度直接由板材強度控制，如果采用Q420鋼材可將板厚減小10%左右，故也采用了高強鋼。與Q345相比，Q420 Q460高強鋼本身具有強度高的特點， 受壓構件采 用高強鋼材，其強度和承載能力均有較大提高，Q420承載力較Q345提高21.7%;Q460承載力較Q345提高34%使用高強度鋼材，可達到節(jié)約鋼材的 目的，根據(jù)綜合優(yōu)化，本工程推薦采用Q420高強鋼。目錄1工程概況 .12高強鋼設計技術參數(shù)的

3、選取. . 12.1材料機械性能. . 12.2鋼材強度設計值 .22.3材料焊縫的強度設計值 .22.4軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù) .32.5壓桿穩(wěn)定強度折減系數(shù) .33工程應用研究 .53.1鐵塔上使用高強鋼部位 .63.2 Q420與Q345用鋼量的比較.63.3 Q420與Q345承載力比較.74高強鋼螺栓連接問題 .105Q420高強鋼焊接及熱加工研究.105.1 Q420角鋼及鋼板的焊接性能分析 .115.2 Q420鐵塔的焊接建議.115.3 Q420高強鋼熱加工研究.136 Q420高強鋼的低溫冷脆研究 .136.1防止和消除Q420鋼低溫冷脆現(xiàn)象的措施 .136.2結構型式的選擇

4、.147采用高強鋼的現(xiàn)實意義 .147.1具有技術先進性 .147.2具有良好的經(jīng)濟性 .147.3有力推進行業(yè)的發(fā)展進步和提高社會效益 .158結束語 .1511工程概況安徽廣德-江塘220kV線路工程，起于在建500kV廣德變電站220kV構架， 訖于擬建220kV江塘（廣三）變電站（以下簡稱廣三變），路徑長度約24.6km, 全線雙回路架設，根據(jù)系統(tǒng)專業(yè)提資，導線截面為2X X400mm,兩根地線均采用36芯OPGfc纖復合架空地線。投標推薦方案的線路全長24.6k m,與可研基本一致。其中雙回路角鋼塔段19.1km,雙回鋼管桿段5.5km,曲折系數(shù)為1.11。新建桿塔84基，其中角鋼塔

5、49基（20基耐張和29基直線）,鋼管桿35基（8基耐張和27基直線）。長期以來，我國輸電線路鐵塔所用鋼材局限于Q235和Q345兩種強度等級,與發(fā)達國家相比,品種少,強度值偏低。當設計荷載增大時,一般采用加大材 料規(guī)格或組合斷面的方法來提高鐵塔的承載能力 ,這必然導致鐵塔耗鋼量的增 加,從而造成投資和資源消耗的增加。高強鋼具有強度高、承載能力強的特點,采用高強鋼自然成為緩解上述矛 盾的措施之一。目前,我國在高強鋼研究、生產(chǎn)、應用等方面已取得了一定的 成果,為輸電鐵塔應用高強鋼創(chuàng)造了基本條件。因此,開展輸電鐵塔應用高強 鋼的研究,在工程中合理地采用高強度等級結構鋼材,不僅有技術、 經(jīng)濟等方 面

6、的現(xiàn)實意義,而且有利于提高我國輸電線路建設水平,提高行業(yè)在國際市場 上的競爭力。2高強鋼設計技術參數(shù)的選取2.1材料機械性能依據(jù)國家標準GB/T1591-2008低合金高強度結構鋼，給出鐵塔中采用的高強鋼機械性能參數(shù)如表2.1-1所示。2依據(jù)GB50017-2003鋼結構設計規(guī)范和GB50545-2010110750kV架空輸電線路設計規(guī)范，給出高強鋼的強度設計值如表2.2-1所示表2.2-1高強度鋼材的強度設計值N/mm2材料_類別厚度或直徑mm抗拉 f抗壓和抗彎f抗剪 fv孔壁承壓 fc1635335335190510355031531518048016353603602105303550

7、340340195510163539539523056035503803802205402.3材料焊縫的強度設計值依據(jù)GB50017-2003 3鋼結構設計規(guī)范，選取高強鋼材料焊縫的強度設計值見表2.3-1。表2.3-1高強鋼材料焊縫的強度設計值N/mm2焊接方法和焊 條類型構件鋼材對接焊縫角焊縫標 準 代 號牌號拉 伸m 試 驗180o 冷彎試驗d:彎心直徑A:試樣厚度(mm)屈服點 fy (N/mm2抗拉強度 fu(N/mm2伸長率S%不小于鋼材厚度/直徑(mm16353550GB/T1591-2008Q39039037035049065019d=2a 16100GB/T1591-2008

8、Q42042040038052068018d=2a 16100GB/T1591-2008Q46046044042055072017d=2a 16100高強度鋼材機械性能2.2鋼材強度設計值表2.1-13鋼號厚度或直 徑mm抗壓焊縫質(zhì)量為下列等級 時，抗拉和抗彎抗剪抗拉、 抗壓 和抗剪一、二級三級4自動焊、半自動焊和 E55XXQ3901635 3550335315335315285270190180220型焊條的手工焊自動焊、半自動焊和 E55XXQ42016353550360340360340305290210195220型焊條的手工焊自動焊、半自動焊和 E60XXQ460163535503

9、95380395380335325230220240型焊條的手工焊2.4軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)計算鐵塔角鋼受壓穩(wěn)定時，穩(wěn)定系數(shù)仍采用GB50017-2003鋼結構設計規(guī)范或02規(guī)范上的b類穩(wěn)定系數(shù)。即：=（ -/：）（f/E）1/2乞0.215時,n1yn0.215時，9 T/：2%n123沉n+ 九nj b類截面：實際設計時，只要將構件長細比按k入.fy換算后，查鋼結構設計規(guī)范 235附錄C或架空送電線路桿塔結構設計技術規(guī)定附錄D中Q235鋼的，直。表2.4-1僅列出Q420 b類截面高強鋼的軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù),Q420高強鋼其它截面類型以及Q390 Q460高強鋼軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)可參照上

10、述方法 同樣取得。2.5壓桿穩(wěn)定強度折減系數(shù)對于高強鋼，壓桿穩(wěn)定強度折減系數(shù)為mN取值方法如下:b /當200：b359時叫=1.677-0.677jf_t_jf/2、nn2 n2當譽罟時mN=1.05V_t丿im由以上公式可見，對于高強鋼，架空送電線路桿塔結構設計技術規(guī)定(DL/T5154-2002)的8.1.2-2公式中分子值分別由202減少為200、363減少為359。Q420鋼代替Q345時，折減系數(shù)的分界點由11.47降為10.26。這樣將造成Q420角鋼因寬厚比需要進行強度折減的規(guī)格比Q345的規(guī)格多；同時Q420薄壁角鋼構件承壓時，在強度上相對與Q345角鋼要有更多的折減。角鋼肢

11、寬80mm以上的角鋼折減系數(shù)mN對比，見表2.5-2。表2.5-1Q420 b類截面軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)K 入012345678901.0001.0000.9990.9990.9980.9970.9950.9930.9910.989100.9870.9840.9810.9770.9740.9700.9650.9610.9560.952200.9470.9430.9380.9330.9290.9240.9190.9140.9090.903300.8980.8930.8870.8820.8760.8710.8650.8590.8530.846400.8400.8340.8270.8200.813

12、0.8060.7990.7920.7850.777500.7690.7620.7540.7460.7370.7290.7210.7120.7040.695600.6860.6780.6690.6600.6510.6420.6330.6240.6150.606700.5970.5880.5790.5710.5620.5530.5450.5360.5280.519800.5110.5030.4950.4870.4790.4720.4640.4570.4490.442900.4350.4280.4210.4150.4080.4020.3950.3890.3830.3771000.3710.3650.

13、3600.3540.3490.3430.3380.3330.3280.3231100.3180.3130.3090.3040.3000.2950.2910.2870.2830.2791200.2750.2710.2670.2630.2600.2560.2530.2490.2460.2421300.2390.2360.2330.2300.2270.2240.2210.2180.2150.2121400.2100.2070.2040.2020.1990.1970.1940.1920.1900.1871500.1850.1830.1810.1790.1770.1750.1720.1700.1690.

14、1671600.1650.1630.1610.1590.1570.1560.1540.1520.1510.1491700.1470.1460.1440.1430.1410.1400.1380.1370.1350.1341800.1320.1310.1300.1280.1270.1260.1250.1230.1220.1211900.1200.1190.1170.1160.1150.1140.1130.1120.1110.11062000.1090.1080.1070.1060.1050.1040.1030.1020.1010.1000.0990.0980.0970.0960.0950.0940

15、.0940.0930.0920.09121024568913570.0900.0900.0890.0880.0870.0870.0860.0850.0840.0842209136814692:0.0830.0820.0820.0810.0800.0800.0790.0780.0780.077：2305825825936:0.0770.0760.0750.0750.0740.0740.0730.0720.0720.071 :2400482615948表2.5-2Q420、Q345角鋼折減系數(shù)mN對比規(guī)格Q420 mNQ345 mN規(guī)格Q420 mNQ345 mNL80X60.9621.000L1

16、40X100.9120.992L80X71.0001.000L140X121.0001.000L80X81.0001.000L140X141.0001.000L90X60.8630.949L160X100.7930.886L90X70.9891.000L160X120.9511.000L90X81.0001.000L160X141.0001.000L90X101.0001.000L160X161.0001.000L100X70.9130.994L180X120.8410.930L100X81.0001.000L180X140.9701.000L100X101.0001.000L180X161.

17、0001.000L110X70.8190.910L180X181.0001.000L110X80.9351.000L200X140.8850.969L110X101.0001.000L200X160.9921.000L125X80.8270.917L200X181.0001.000L125X101.0001.000L200X201.0001.000L125X121.0001.000L200X241.0001.0003工程應用研究鋼材材質(zhì)為現(xiàn)行國家標準碳素結構綱GB/T 700中規(guī)定的Q235低合金高強度結構鋼GB/T 1591中規(guī)定的Q345 2003年， 我國 鋼結構計規(guī)范GB50017-2

18、003中增加了Q420鋼材，強度比Q345提高了21.7%,為我國的輸電 線路鐵塔設計降低鐵塔鋼材指標提供了有力支撐。7根據(jù)國內(nèi)已建成的輸電線路的資料分析，鐵塔的造價約占線路本體投資的1/3。研究分析結果表明，輸電線路鐵塔使用Q420高強鋼可有效減輕塔材重量2% 6%節(jié)省整體造價2%- 6%使用Q460高強鋼可有效減輕塔材重量8% 12%節(jié)省整體造價5%-8%對降低輸電線路的工程投資、保證線路的長期安全運行 具有重大意義。3.1鐵塔上使用高強鋼部位 本次工程所用鐵塔分三個不同氣象區(qū)設計，單回路直線塔荷載比較小，高強鋼的使用率不高，耐張塔和雙回路直線塔荷載比較大，塔身主材規(guī)格基本都 大于Q345

19、L125X1，0因此我們按照高強鋼對本模塊塔型重新進行了計算。 下面以 用量最大的直線和轉角塔為例，說明該工程高強鋼的應用研究情況。根據(jù)計算比較，Q420高強鋼主要應用在下橫擔以下的塔身主材、橫擔、導 線掛線角鋼等位置 （如圖示）。這些位置桿件或者受力很大， 或者主要承受拉力， 能夠充分發(fā)揮高強鋼的強度優(yōu)勢。在這些桿件中，將塔身主材的長細比控制在較小值范圍，以發(fā)揮Q420的高強度特點，而對于純拉桿其長細比控制值可盡量放寬到400以下。主材接頭主 要采用內(nèi)角鋼外貼板的雙包形式，內(nèi)包角鋼及外貼板也根據(jù)主材規(guī)格的大小使 用相應規(guī)格的Q420高強鋼。此外，由于鐵塔的塔腳板厚度直接由板材強度控制，如果采

20、用Q420鋼材可將板厚減小10%左右，故也采用了高強鋼。3.2 Q420與Q345用鋼量的比較為滿足工程建設需要，降低鐵塔經(jīng)濟指標，采取的重要措施之一就是采用 高強度結構鋼材?，F(xiàn)有研究分析成果表明：1、在受壓強度控制及受拉控制時高強鋼具有明顯優(yōu)勢，受壓穩(wěn)定控制時， 不同長細比咼強鋼的承載力提咼幅度不同，構件長細比入應控制在80以下，且越小其優(yōu)勢越大；當構件長細比入大于80時，構件由穩(wěn)定控制，不宜采用Q420Q460角鋼選材。具體承載力對比見下表。表3.2-1高強度結構鋼與Q345鋼承載力對比表8項目Q345Q390Q420Q460入 40100%111%113%119%122%128%133%

21、40 入w80100%105%111%108%119%112%128%80 入 120100%100%100%100%2、構件強度越高，角鋼的寬厚比越大時，其應力折減越高，為減小其影響, 盡量選用角鋼肢寬與肢厚比較小的角鋼。3、強度等級越高，材料規(guī)格降低的空間越大，降低塔重的比例越高。4、Q390鋼在受壓穩(wěn)定控制的構件中不建議采用，其降低塔重的空間不大，經(jīng)濟性在Q390 Q420 Q460鋼中最差。根據(jù)專題報告的分析，使用Q460鋼的經(jīng)濟效益比使用Q420鋼更明顯，但 我國鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003中只提到了Q390和Q420,沒有提到Q460,缺少必要的設計參數(shù)和工程應用經(jīng)驗，

22、因此本工程中不推薦采用Q460高強鋼。Q390鋼與Q345鋼相比，鋼材屈服強度只提高了13%而Q420則提高了22%采用Q390鋼與常規(guī)設計相比，塔重減少幅度較小，而采用Q420鋼則塔重減少較為明顯。此外，目前國內(nèi)Q390鋼的價格與Q420鋼的價格基本相同，綜 合比較經(jīng)濟指標，采用Q390鋼并不經(jīng)濟。因此，本工程主要受力主材推薦采用Q420鋼材。5、Q420鋼主要用于受力較大的主材和斜材，一般規(guī)格大于L125X10以上的 角鋼可采用Q420鋼。3.3 Q420與Q345承載力比較Q420高強鋼鋼材強度較Q345鋼可提高22%，壓桿穩(wěn)定系數(shù)較Q345在080長細比內(nèi)降低410%。另外，Q420鋼

23、材替代Q345鋼材后，需要進行強度折減的規(guī)格比Q345的規(guī)格多，折減量也更大。表3.3-1為按不同長細比考慮角鋼折減系數(shù)mN后Q345角鋼與Q420角鋼承載力比值。9由表3.3-1可以看出，當構件長細比 入小于40時，構件通常由強度控制， 采用Q420角鋼選材，構件承載力可以得到大幅提高，材料規(guī)格可以得到降低。 當構件長細比入在4080之間時，構件通常由穩(wěn)定控制，可采用Q420角鋼選 材，但規(guī)格大都只能降一級。當構件長細比入大于80時，構件由穩(wěn)定控制，采用Q420角鋼有時不能降低材料規(guī)格，建議此時可不采用Q420高強鋼。另外，對于角鋼折減系數(shù)mN過大的角鋼如L110X7 L160X10等，考慮

24、到高強鋼協(xié)議單 價高10的因素，構件承壓時采用高強鋼經(jīng)濟性并不明顯，有時甚至更貴，建 議一般不采用。10長細比規(guī)格、102030405060708090100110120L110 x71.1011.0941.0861.0741.0561.0321.0050.9810.9630.9510.9420.936L110 x81.1431.1351.1271.1151.0961.0711.0431.0191.0000.9870.9780.971L110 x101.2231.2151.2061.1931.1731.1461.1161.0901.0701.0561.0461.039L125x81.1031.

25、0961.0881.0761.0581.0341.0070.9830.9650.9520.9440.937L125x101.2231.2151.2061.1931.1731.1461.1161.0901.0701.0561.0461.039L140 x101.1231.1161.1081.0961.0771.0521.0251.0010.9830.9700.9610.954L140 x121.2231.2151.2061.1931.1731.1461.1161.0901.0701.0561.0461.039L140 x141.2231.2151.2061.1931.1731.1461.1161

26、.0901.0701.0561.0461.039L160 x101.0941.0871.0791.0671.0491.0250.9980.9750.9570.9440.9360.930L160 x121.1631.1561.1471.1351.1161.0901.0621.0371.0181.0040.9950.988L160 x141.2231.2151.2061.1931.1731.1461.1161.0901.0701.0561.0461.039L180 x121.1071.0991.0921.0801.0611.0371.0100.9860.9680.9550.9470.940L180

27、 x141.1861.1781.1701.1571.1381.1111.0831.0571.0381.0241.0151.008L180 x161.2231.2151.2061.1931.1731.1461.1161.0901.0701.0561.0461.039L200 x141.1171.1101.1021.0901.0711.0471.0200.9960.9770.9650.9560.949L200 x161.2141.2061.1971.1841.1641.1371.1081.0821.0621.0481.0381.031L200 x201.2231.2151.2061.1931.17

28、31.1461.1161.0901.0701.0561.0461.039L200 x241.2231.2151.2061.1931.1731.1461.1161.0901.0701.0561.0461.039角鋼與Q345角鋼承載力的比值Q420表3.3-1-11-4高強鋼螺栓連接問題隨著今后高強鋼在輸電線路上的大量采用，與高強鋼相匹配的高強螺栓選 型問題將成為設計關心和討論的問題之一，其主要涉及桿件的孔壁承壓和高強 螺栓抗剪切及螺桿壁擠壓等幾個方面。根據(jù)西北電力設計院在750kV工程中的實際應用以及國電電力建設研究所的大量試驗研究，得出了表4-1所列出的孔壁承壓設計值。表4-1Q420高強鋼

29、孔壁、6.8級及8.8級螺桿承壓設計值材料牌號孔壁承壓設計值（N/mm2鋼材（孔壁）Q420560 （厚度w16mm鍍鋅粗制螺栓（螺桿壁）6.8 級530鍍鋅粗制螺栓（螺桿壁）8.8 級700所以，當Q420高強鋼與6.8級螺栓配合使用時，按常規(guī)方法設計時需要校 核螺桿承壓強度是否滿足要求，校核工作量非常大，而且容易出錯。經(jīng)分析， 采用修改設計參數(shù)的方法，也就是把Q420鋼材的孔壁承壓設計值由560改為530，就能獲得正確的螺栓數(shù)量。這樣既不會增加螺栓，又不需要校核螺栓承壓 強度，從而減輕了設計工作量，提高了設計效率。當Q420高強鋼與8.8級螺栓配合使用時就不需要校核螺桿承壓強度。5 Q42

30、0高強鋼焊接及熱加工研究隨著低合金高強鋼的發(fā)展，焊接結構在耐高溫、耐低溫、耐腐蝕和高強度 方面的要求不斷得到滿足，并在輸電鐵塔尤其是特高壓鐵塔、橋梁、石油管線 等領域得到了普遍推廣。低合金高強度性能主要是通過調(diào)整鋼中碳及合金元素 的質(zhì)量分數(shù)和配以與之相適應的熱處理來實現(xiàn)的。但是，碳及合金元素含量會 導致接頭脆化、軟化及裂紋傾向增大，而這些都是造成焊接性能惡化的主要因 素。 一旦這些問題出現(xiàn)又得不到及時解決， 不僅會降低焊接結構安全運行的可 靠性，造成焊接結構的早期破壞，而且還會給國家財產(chǎn)和人民生命帶來巨大損 失。在2008年的南方大雪災中，我國部分實驗性質(zhì)的低合金高強鋼特高壓鐵塔 出現(xiàn)倒塌事故

31、，絕大部分的原因是這部分低合金高強度的焊接性和焊接技術的 研究還未跟上應用的需求，焊接接頭的性能組合-12-作用下或在各種變形或裂縫的 限值條件下，滿足線路安全的臨界狀態(tài)，用可靠度指標度量結構構件的可靠度， 桿塔按理想鉸接的空間桁架結構進行內(nèi)力分析。5.1 Q420角鋼及鋼板的焊接性能分析 鋼材的焊接冷裂紋敏感性與母材的化學成分有關，冷裂紋敏感性與鋼材化 學成分的關系， 通常用碳當量來表示。 計算碳當量的公式很多， 對于Q420鋼材, 依據(jù)建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81-2002第2.0.1條之規(guī)定，可采用國際 焊接學會(IIW)推薦的非調(diào)質(zhì)鋼碳當量計算公式進行計算。CE(IIW)=C+Mn

32、/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%)建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81-2002第2.0.1條規(guī)定：鋼材碳當量小于0.38，焊接難度為“一般”；在0.380.45范圍內(nèi)，焊接難度為“較難”；大 于0.45時，焊接難度為“難” 。根據(jù)角鋼和鋼板成品的實測化學成分用上式進 行碳當量計算，Q420角鋼的碳當量一般為0.440.47，抗冷裂紋性能偏差，焊 接難度為“較難難”；Q420鋼板的碳當量一般為0.330.37，抗冷裂紋性能 較好，焊接難度為“一般” 。實踐證明：當溫度較低時，在采取焊前預熱和焊后 保溫等附加措施后可保證Q420角鋼焊接質(zhì)量滿足有關標準要求。5.2 Q420鐵

33、塔的焊接建議1)進行少焊設計 鐵塔上的焊接連接存在加工效率低、加工成本高、焊縫質(zhì)量檢驗工作量大、 焊接監(jiān)造工作量大、低溫冷脆危險大等特點。所以，應進行少焊或免焊設計， 在不增加塔重的前提下盡量減少焊接量，從設計源頭上解決焊接問題。具體分 析如下：塔腳板的焊接無法避免，十字組合角鋼的十字型節(jié)點板需要焊接，但在采用Q420高強鋼后，需要采用十字組合角鋼的塔型數(shù)量較少，因而需要焊接的十字型節(jié)點板數(shù)量很少。插入角鋼下端的錨固件可能存在焊接連接，但可以做到免焊設計。 其它可能出現(xiàn)焊接的情況是個別節(jié)點板，主要是在節(jié)點板表面的垂直方向 焊接加勁鋼板，用以提高節(jié)點板的平面外剛度。這種情況可采用節(jié)點板卷邊、 外

34、背螺栓連接的角鋼或構造雙肢連接的辦法替代焊接，在不增加塔重的前提下， 做到節(jié)點板不焊接，工程中許多鐵塔也是這樣做的。從以上分析可知，工程中除塔腳和十字組合角鋼的十字型節(jié)點板需要焊接 外，在不增加塔-13-重的前提下，通過設計手段可以避免其它部件的焊接，顯著降 低鐵塔的加工和監(jiān)造工作量，提高加工效率和質(zhì)量。2) Q420角鋼盡量不焊接 鐵塔為螺栓連接結構，絕大多數(shù)角鋼均通過螺栓連接，不需要焊接，通常 僅在插入角鋼及塔腳上可能出現(xiàn)角鋼焊接現(xiàn)象。插入角鋼下端的錨固螺栓以及 錨固角鋼與插入角鋼的連接，可以采用焊接，也可以采用螺栓。 架空送電線路 桿塔結構設計技術規(guī)定(DL/T 5154-2002)第1

35、0.1.1條明確規(guī)定錨固件可用焊 接，也可用螺栓連接。調(diào)研表明，國內(nèi)各電壓等級(包括1000kV特高壓)線路工 程中均有大量插入角鋼不焊接的應用經(jīng)驗，因而插入角鋼是可以避免焊接的， 而且不增加鋼材用量。塔腳中，主角鋼可以直接與底板焊接，也可以通過螺栓 與靴板(鋼板)連接，靴板再與底板焊接，主角鋼不焊接，這兩種連接方式長期 大量并存于鐵塔設計中，且鋼材用量相當。國網(wǎng)的500kV典型設計鐵塔圖中，塔腳采用的即為主角鋼不焊接的構造形式。3) Q420鋼板可焊接Q420鋼板的可焊性要明顯優(yōu)于Q420角鋼，焊接難度為“一般”，可焊性好， 在機械行業(yè)中有大量的Q420鋼板焊接經(jīng)驗，近年來，在電網(wǎng)工程已有很

36、多Q420鋼板焊接經(jīng)驗，可以說，我國已具備了可靠的Q420鋼板焊接技術和焊接經(jīng)驗。5.3 Q420高強鋼熱加工研究研究表明，由于Q420角鋼的碳當量較高，熱加工（也稱作火曲或熱彎）難 度稍大，實施時控制好角鋼的溫度，可確保熱加工質(zhì)量。Q420鋼板的碳當量較低，火曲難度較小。由以前工程實踐可知，我國已具備了可靠的Q420高強鋼的熱加工技術及經(jīng)驗。本次設計競賽中使用Q420高強鋼可使Q420高強鋼在寒冷地區(qū)得到進一步的推廣應用。6 Q420高強鋼的低溫冷脆研究鋼材的韌性較好、在常溫下不易發(fā)生脆性斷裂。但低溫時，應力集中、動 載荷、焊接連接等因素會使鋼結構比較容易發(fā)生脆性斷裂，一般稱之為低溫冷 脆現(xiàn)象。工作在低溫條件下尤其是高寒地區(qū)的鋼結構工程，低溫冷脆問題往往 比較突出。-14-為防止低溫下鋼結構發(fā)生脆性斷裂，在工程中常根據(jù)結構用鋼沖擊韌性隨 溫度降低而發(fā)生韌脆轉變的曲線特性，評價其抗低溫脆斷的能力，并相應規(guī)定 結構用鋼的最低使用溫度。對于經(jīng)過焊接和熱加工的結構，應采取有效的工藝及管理措施，保證焊接 接頭及熱影響區(qū)的各項性能指標不低于母材的性能指標。因此，除對鋼材本身 的韌脆轉變溫度進行判定外，還須對Q420高強鋼的焊接進行嚴格的工藝評定， 以保證焊縫的強度滿足設計要求。6.1防止和消除Q420鋼低溫冷脆現(xiàn)象的措施 在長期的工程實踐中，人們總