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文檔簡介
一、任務來源、起草單位、協(xié)作單位、主要起草人
根據(jù)中國交通運輸協(xié)會發(fā)布的“2021年度第一批團體標準項目立項的公告”(2021
年4月9日發(fā))要求,由安徽省交通規(guī)劃設計研究總院有限公司聯(lián)合多家單位作為起草
單位,負責本規(guī)程的編制工作。
主要起草人:楊大海、汪志甜、周小伍、吳志剛、王金暖、王建國、付書林。
二、制訂標準的必要性和意義
耐候鋼憑借在大氣腐蝕條件下形成的致密、連續(xù)、合金元素(Cu、Cr、P等)富集
的內(nèi)銹層的保護,擁有良好的耐大氣腐蝕性能,可以避免或者減少涂裝,降低橋梁全壽
命造價,對環(huán)境影響小,適用于橋梁工業(yè)化快速生產(chǎn),符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。
國外已將耐候鋼逐漸當作一種普通橋梁用鋼來廣泛使用。美、日等發(fā)達國家對耐候
鋼橋的設計和建造技術相對穩(wěn)定,不僅擁有豐富的經(jīng)驗且從選材、設計、施工、安裝及
維修養(yǎng)護等方面制定了完整的規(guī)范、標準或規(guī)程。目前,約50%的美國橋梁和20%的日
本橋梁使用耐候鋼。
我國雖是橋梁工程大國,但耐候鋼橋技術應用比發(fā)達國家滯后四五十年,其工程應
用和研究屈指可數(shù),重要原因在在于使用耐候橋梁鋼的相關國家或行業(yè)標準還未建立或
健全,嚴重影響設計者對耐候橋梁鋼選用的積極性,因此,呼吁國內(nèi)學者和有關部門早
日制定耐候鋼橋設計、施工相關標準和規(guī)范,以促進耐候鋼橋在我國的應用。
綜上所述,為耐候鋼橋在我國橋梁工程中的推廣應用提供技術支持,迫切需要結(jié)合
相關研究成果和應用案例,對設計技術進行系統(tǒng)、深入的調(diào)研分析,將方法、要求和條
件轉(zhuǎn)化為規(guī)范性條文,使設計有法可依,保證工程建設方案的合理性、工程質(zhì)量的可靠
性,并確保施工及運營安全。
本標準積極響應交通運輸部下發(fā)的《關于實施綠色公路建設的指導意見》和《關于
推進公路鋼結(jié)構橋梁建設的指導意見》,能夠填補國內(nèi)耐候鋼橋設計和建造標準的空白,
提高整體社會效益、工作效率和經(jīng)濟效益,意義重大。
三、主要工作過程
本標準通過收集既有工程應用經(jīng)驗,以及相關研究成果、試驗檢測結(jié)果及使用單位
反饋信息,確定標準編制方向。經(jīng)中國交通運輸協(xié)會立項和大綱審批通過,根據(jù)評審會
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專家意見,形成征求意見稿,報中國交通運輸協(xié)會評審。再根據(jù)評審會專家意見進行補
充、修改,經(jīng)中國交通運輸協(xié)會同意,掛網(wǎng)征求意見。針對反饋意見,提出處理辦法,
進行補充、修改,形成送審稿。經(jīng)中國交通運輸協(xié)會同意,進行專家審查。根據(jù)專家審
查會形成的專家意見進行修改,形成報批稿,上報審批。
四、制訂標準的原則和依據(jù),與現(xiàn)行法律、法規(guī)、標準的關系
本規(guī)程編制過程中進行了大量的耐候鋼相關試驗,包括耐候鋼室內(nèi)加速腐蝕試驗、
室外掛片試驗、耐候高強螺栓拉伸試驗等,并進行了深入的調(diào)查研究,總結(jié)我國以往耐
候鋼橋梁建設的經(jīng)驗,學習借鑒了國外耐候鋼橋的設計經(jīng)驗,全面考慮了鋼橋梁技術發(fā)
展的客觀需要,并廣泛征求了有關各方面的意見,經(jīng)審查、修訂后定稿。
本規(guī)程編制過程中,查閱了下列規(guī)范、標準和技術規(guī)程:
GB/T714橋梁用結(jié)構鋼
GB/T1228鋼結(jié)構用高強度大六角頭螺栓
GB/T1229鋼結(jié)構用高強度大六角螺母
GB/T1230鋼結(jié)構用高強度墊圈
GB/T1231鋼結(jié)構用大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件
GB/T3323金屬熔化焊焊接接頭射線照相
GB/T4171耐候結(jié)構鋼
GB/T5117碳鋼焊條
GB/T5118低合金鋼焊條
GB/T5293埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑
GB/T8110氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲
GB/T8923.1涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定
GB/T10045碳鋼藥芯焊絲
GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定。
GB/T12470埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑
GB/T14957熔化焊用鋼絲
GB/T17493低合金鋼藥芯焊絲
GB/T26952焊縫無損檢測焊縫磁粉檢測驗收等級
GB/T26951焊縫無損檢測磁粉檢測
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JTG/T3651公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范
JTG/T3310公路工程混凝土結(jié)構耐久性設計規(guī)范
JTGD64公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范
JTG/T3650公路橋涵施工技術規(guī)范
JT/T722公路橋梁鋼結(jié)構防腐涂裝技術條件
JTG5120公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范
本規(guī)程編制過程中查閱和參考的國外標準或材料包括:
1、日本規(guī)程《無涂裝耐候鋼橋梁的設計和施工要領》
2、美國規(guī)程ASTMG101《低合金鋼耐候性能評估標準規(guī)程》
3、英國規(guī)程《WeatheringSteelforHighwayStructures》
現(xiàn)行國家標準《橋梁用結(jié)構鋼》(GB/T714-2015)參考ASTM標準,提出了耐候鋼耐
腐蝕性指數(shù)要求,并給出了計算方法,但該標準僅給出了耐候鋼關于材料方面的部分規(guī)
定,并未涉及到耐候鋼橋梁設計與施工?,F(xiàn)行行業(yè)標準《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》給
出公路鋼結(jié)構橋梁設計相關規(guī)定,但未涉及到耐候鋼橋梁相關設計內(nèi)容。本規(guī)程重點解
決耐候鋼橋設計和施工問題,填補國內(nèi)相關標準空白。
五、主要條款的說明,主要技術指標、參數(shù)、實驗驗證的論述
1范圍
本文件規(guī)定了公路耐候鋼橋梁的總體要求、材料、設計、制造與安裝、檢測與驗收、
運營維護的技術要求。
公路耐候鋼橋梁的技術要求除應符合本文件外,尚應符合國家及行業(yè)現(xiàn)行有關標準
的規(guī)定。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注
日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版
本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T714橋梁用結(jié)構鋼
GB/T1228鋼結(jié)構用高強度大六角頭螺栓
GB/T1229鋼結(jié)構用高強度大六角螺母
GB/T1230鋼結(jié)構用高強度墊圈
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GB/T1231鋼結(jié)構用大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件
GB/T3323金屬熔化焊焊接接頭射線照相
GB/T4171耐候結(jié)構鋼
GB/T5117碳鋼焊條
GB/T5118低合金鋼焊條
GB/T5293埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑
GB/T8110氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲
GB/T8923.1涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定
GB/T10045碳鋼藥芯焊絲
GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定。
GB/T12470埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑
GB/T14957熔化焊用鋼絲
GB/T17493低合金鋼藥芯焊絲
GB/T26952焊縫無損檢測焊縫磁粉檢測驗收等級
GB/T26951焊縫無損檢測磁粉檢測
JTG/T3651公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范
JTG/T3310公路工程混凝土結(jié)構耐久性設計規(guī)范
JTGD64公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范
JTG/T3650公路橋涵施工技術規(guī)范
JT/T722公路橋梁鋼結(jié)構防腐涂裝技術條件
JTG5120公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范
3術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
3.1耐大氣腐蝕鋼atmosphericcorrosionresistantsteel
在鋼中加入一定數(shù)量的合金元素,如P、Cr、Ni、Cu、Mo等,使其在金屬基體
表面上形成保護層,以提高耐大氣腐蝕性能的鋼,又稱耐候鋼,代號:NH。
3.2耐大氣腐蝕性指數(shù)atmosphericcorrosionresistanceindex
用于評價鋼的耐大氣腐蝕性能,根據(jù)鋼材含有的各化學成分的比例及其抵抗腐蝕的
程度進行計算。
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3.3耐候鋼橋梁weatheringsteelbridge
全部或主要受力構件采用耐候鋼材的橋梁,分為無涂裝耐候鋼橋梁和涂裝耐候鋼
橋梁。
3.4無涂裝耐候鋼橋梁bridgewithatmosphericcorrosionresistancefor
non-coatinguse
指利用耐候鋼的耐大氣腐蝕性能,直接裸露使用或經(jīng)銹層穩(wěn)定化后直接使用的耐候
鋼橋梁。
3.6穩(wěn)定銹層stablerustlayer
在良好的環(huán)境下,耐候鋼材的表面形成的銹層由紅褐色、褐色到暗褐色變化,腐蝕
速度減緩,最終在鋼材表面形成緊貼致密的保護銹層。
3.5銹蝕裕量designmarginconsideringtheeffectofrust
無涂裝耐候鋼橋梁因形成穩(wěn)定銹層板厚會損失,在結(jié)構設計時,應增加考慮銹蝕影
響的板厚損失量,即考慮銹蝕影響的設計裕量。
3.7銹層穩(wěn)定化處理rustlayerstabilizationtreatment
通過周期水浸法、周期穩(wěn)定劑噴淋法或其他方法使構件表面生成均勻的穩(wěn)定銹層的
過程。
4總體要求
4.1一般規(guī)定
4.1.1橋梁用耐候鋼在無涂裝使用的情況下,其耐大氣腐蝕性指數(shù)應不小于6.0,
耐大氣腐蝕性指數(shù)計算方法參考《橋梁用結(jié)構鋼》(GB/T714-2015)有關規(guī)定。
為保證橋梁用耐候鋼的耐腐蝕性,其耐大氣腐蝕性指數(shù)應滿足《橋梁用結(jié)構鋼》
(GB/T714-2015)有關規(guī)定。
4.1.2當橋梁結(jié)構采用無涂裝耐候鋼時,其焊接材料、高強螺栓以及節(jié)點拼接鋼板
均應達到與母材相同的耐候性能
規(guī)定了焊接材料、高強螺栓以及節(jié)點拼接鋼板耐候性能。
4.1.3耐候鋼橋梁在進行施工之前,應根據(jù)現(xiàn)場條件進行必要的焊接工藝試驗,以
確定相關施工工藝。
4.2適用環(huán)境
4.2.1在以下情況,不宜采用無涂裝耐候鋼橋梁:
a)距離海岸線5公里以內(nèi)或空氣中氯化物水平超過0.05mdd的區(qū)域;
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b)重腐蝕性工業(yè)大氣或三氧化硫含量超過2.1mdd區(qū)域
c)大量使用融雪劑(除冰鹽)且有大量鹽分聚集的區(qū)域;
d)頻繁降雨、高濕度、持續(xù)大霧以及年平均濕度大于60%區(qū)域;
e)在水上凈空高度小于2.5m的區(qū)域;
f)鋼埋在土壤中的區(qū)域。
g)通風性條件差或者“類隧道”跨線橋。
本條明確了無涂裝耐候鋼橋梁環(huán)境適用范圍。耐候鋼依靠自身表面形成的穩(wěn)定銹
層,顯示出良好的耐大氣腐蝕性能。國外大量的工程應用經(jīng)驗表明,耐候鋼表面穩(wěn)定銹
層的形成受水、氯化物、二氧化硫等因素影響。因而,日本指南《無涂裝耐候鋼橋梁的
設計和施工要領》以及美國FHWA《鋼橋設計手冊》均對無涂裝耐候鋼橋梁環(huán)境使用范
圍加以限制。
4.2.2無涂裝耐候鋼在不同的腐蝕環(huán)境下,腐蝕速率應小于等于5μm/年。
耐候鋼在形成了致密穩(wěn)定的銹蝕層后腐蝕速率開始趨于穩(wěn)定,美國、歐洲和日本進
行了大量的腐蝕基礎研究,均耐候鋼橋的腐蝕抵抗力進行了限定。根據(jù)ASTMG101標準,
耐候鋼結(jié)構壽命周期內(nèi)的腐蝕減薄量C滿足:logC=logA+Blogt,式中,C為腐蝕減薄量,
A、B為常熟,t為時間,據(jù)此估算在不同的腐蝕環(huán)境下,腐蝕速率小于等于7.5μm/
年時耐候鋼可以滿足其腐蝕要求。安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司承擔科研
項目《免涂裝高性能耐候鋼在鋼板組合梁橋中的應用研究》中開展了耐候鋼在工業(yè)大氣
環(huán)境的室內(nèi)加速腐蝕試驗,對腐蝕鹽溶液周浸試驗后的耐候鋼進行腐蝕失重分析并得到
腐蝕失重與時間的關系曲線,通過該曲線預測耐候鋼100年腐蝕平均速率約為5μm/
年,該試驗驗證了ASTMG101標準對耐候鋼腐蝕速率的規(guī)定。
4.2.3當環(huán)境不適宜采用無涂裝耐候鋼橋梁,應加以特殊處理或采用涂裝耐候鋼橋
梁。
5材料
5.1鋼材
5.1.1耐候鋼的材料、交貨狀態(tài)、力學性能、化學成分等技術標準須符合《橋梁用
結(jié)構鋼》(GB/T714)的規(guī)定。其化學成分應符合表5.1.1-1的規(guī)定,其力學性能應符
合表5.1.1-2的規(guī)定。
本條與《橋梁用結(jié)構鋼》(GB/T714-2015)一致,對橋梁用耐候鋼的交貨技術條件、
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力學性能和化學成分作出了相應規(guī)定。
5.1.2耐候鋼材應符合設計文件和相關標準的規(guī)定,進場材料除應有質(zhì)量證明文件
外,制造廠還應按相關標準進行抽樣檢驗,檢驗合格后方可使用。
本條參考《公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范》(JTG/T3651-2022)4.1節(jié)相關
規(guī)定。
5.2耐候高強螺栓
5.2.1耐候高強螺栓副應符合國家標準《鋼結(jié)構用高強度大六角頭螺栓》
(GB/T1228)、《鋼結(jié)構用高強度大六角螺母》(GB/T1229)、《鋼結(jié)構用高強度墊圈》
(GB/T1230)、《鋼結(jié)構用大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》(GB/T1231)的
規(guī)定。
耐候鋼橋用螺栓、螺母和墊圈的使用配合可參照表5.2.1-1。
耐候高強螺栓的力學性能不應低于同等級的高強螺栓,可參照表5.2.1-2。
耐候高強螺栓副型式尺寸、性能等級與同等級高強螺栓保持一致,其力學性能不低
于同等級高強螺栓,本條參照國家標準《鋼結(jié)構用高強度大六角頭螺栓》(GB/T1228)、
《鋼結(jié)構用高強度大六角螺母》(GB/T1229)、《鋼結(jié)構用高強度墊圈》(GB/T1230)、《鋼
結(jié)構用大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》(GB/T1231),對耐候高強螺栓型式
尺寸、性能等級以及力學性能進行了規(guī)定。
5.2.2耐候高強螺栓、螺母和墊片均采用耐候熱軋盤條,耐候高強螺栓的耐大氣腐
蝕指數(shù)與母材相同,要求I≥6.0。
5.2.3從耐候高強螺栓產(chǎn)品取樣,以同等級普通高強螺栓作為對比試樣,進行典型
酸性腐蝕環(huán)境下的缺口拉伸試驗,試驗結(jié)果應符合“耐候高強螺栓的抗延遲斷裂高于普
通高強螺栓”的要求。
腐蝕不僅導致螺栓有效截面積減小,腐蝕反應所產(chǎn)生的氫原子還會滲入材料中導致
局部氫濃度的升高,這些均會導致螺栓的早期斷裂,極大地影響鋼結(jié)構的安全服役。本條
的規(guī)定是為了確保耐候鋼橋螺栓良好的耐候性能以及抗延遲斷裂性能。
5.2.4在氣候溫和干燥的地區(qū)可選用無表面處理的耐候高強螺栓,氣候復雜地區(qū)
應選用表面處理(磷皂化、發(fā)黑)的耐候高強螺栓。
氣候復雜地區(qū)不利于耐候高強螺栓穩(wěn)定銹層的形成,通過磷皂化或發(fā)黑等表面處理
方法,可在螺栓表面形成氧化膜以隔離空氣,并在一定程度上防止螺栓銹蝕。
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5.3焊接連接
5.3.1耐候鋼焊接所用焊接材料應與主體鋼材的性能和成分相匹配,焊接接頭應滿
足無涂裝使用的要求,焊接材料的耐大氣腐蝕指數(shù)不低于母材,并具有產(chǎn)品質(zhì)量證明書
和檢驗報告。
規(guī)定了耐候鋼焊接材料性能和成分,并對耐候性提出要求。
5.3.2焊接接頭的屈服強度、低溫沖擊功、延伸率不應低于主體鋼材的標準值。
從《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)中6.2.2條引用。
5.3.3手工焊接采用的焊條應符合現(xiàn)行《碳鋼焊條》(GB/T5117)或《低合金鋼焊
條》(GB/T5118)的規(guī)定。
從《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)中3.1.12條引用。
5.3.4自動焊和半自動焊采用的焊絲和焊劑應符合現(xiàn)行《熔化焊用鋼絲》
(GB/T14957)、《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》(GB/T8110)、《碳鋼藥芯焊絲》
(GB/T10045)、《低合金鋼藥芯焊絲》(GB/T17493)、《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》(GB/T
5293)或《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》(GB/T12470)的規(guī)定。
從《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)中3.1.12條引用。
6設計
6.1一般規(guī)定
6.1.1耐候鋼橋梁的結(jié)構分析應符合《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的規(guī)
定,并應充分考慮環(huán)境腐蝕對構件和結(jié)構性能的影響。
耐候鋼的橋梁結(jié)構分析應滿足《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)規(guī)定,
并新增考慮環(huán)境腐蝕的影響。
6.1.2結(jié)構受力分析可按線彈性理論進行,即鋼結(jié)構構件未進入塑性受力狀態(tài)。當
極限狀態(tài)下結(jié)構的變形不能被忽略時,應考慮幾何非線性對結(jié)構受力的影響。
從《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)中4.1.3條引用。
6.1.3無涂裝耐候鋼橋梁在結(jié)構設計時,截面板厚應考慮銹蝕裕量;涂裝耐候鋼橋
梁可根據(jù)涂裝方案確定銹蝕裕量。
本條對如何考慮設計裕量作出規(guī)定。
6.2銹蝕裕量設計
6.2.1無涂裝耐候鋼橋梁設計,應針對不同腐蝕環(huán)境增加耐候鋼截面板厚。銹蝕裕
量的取值應符合表6.2.1的規(guī)定。
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耐候鋼橋梁在美國、歐洲和日本已經(jīng)應用半個多世紀,進行了大量的腐蝕基礎研究,
積累了大量的設計經(jīng)驗,在設計過程中首先需要對橋梁所處環(huán)境進行分類。根據(jù)ISO
9223—1992對環(huán)境分級(C1—C5),歐洲各國在設計耐候鋼橋梁時分別對不同環(huán)境等
級中容許腐蝕厚度進行了規(guī)定,相關規(guī)定較日本和美國偏保守,具體如下表:
表6.2.1歐洲各國耐候鋼橋梁容許腐蝕厚度mm
國家C1C2C3C4C5
英國1111.51.5
德國-0.81.21.5-
瑞士-0.61.21.7-
我國目前對耐候鋼橋梁的研究和應用還處于起步階段,耐候鋼材在不同環(huán)境中的腐
蝕速率尚未明確,缺乏大量的腐蝕基礎研究數(shù)據(jù)。本條偏保守參考英國耐候鋼橋梁容許
腐蝕厚度考慮板厚設計裕量,考慮箱梁內(nèi)部腐蝕環(huán)境相對較好,板厚設計裕量參考澳大
利亞標準AS5100取0.5mm。
6.2.2無涂裝耐候鋼橋梁結(jié)構整體計算分析(內(nèi)力、反力計算)時,截面板厚可不
扣除銹蝕裕量。
6.2.3無涂裝耐候鋼橋梁結(jié)構應力計算、撓度計算和整體、局部穩(wěn)定分析時,截面
板厚應扣除銹蝕裕量。
根據(jù)BS5400規(guī)范規(guī)定,無涂裝耐候鋼橋在做整體分析的時候箱可以不考慮腐蝕損
失,在做應力計算、穩(wěn)定分析的時候需要考慮腐蝕損失。
6.3截面設計
6.3.1板件寬厚比應滿足《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的相關要求。對
無涂裝耐候鋼結(jié)構構件,在計算板件寬厚比時應扣除銹蝕裕量。
6.3.2受壓加勁板設計應滿足《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的相關要求。
對無涂裝耐候鋼結(jié)構構件,在進行受壓加勁板設計時,被加勁板及縱、橫向加勁肋各板
件厚度均應扣除銹蝕裕量。
6.3.3有效截面計算應滿足《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的相關要求。
對無涂裝耐候鋼結(jié)構構件,在進行有效截面計算時,截面各相關板件厚度應扣除銹蝕裕
量。
6.3.4耐候鋼橋梁在疲勞設計時,可以不考慮腐蝕,但宜加強疲勞細節(jié)設計。
6.3節(jié)為腐蝕設計裕量影響設計中板件厚度的取值,對應《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)
范》(JTGD64-2015)中板厚相關條文,明確無涂裝耐候鋼板厚度如何對應取值。
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6.4構造細節(jié)設計
6.4.1一般規(guī)定
a)應將焊縫表面磨平,以防積水。
b)主梁間距設置合理,不宜太密以便通風。
c)主梁間宜使用K型斜撐,防止水分進入交叉處縫隙。
d)工字梁下翼緣宜設置排水坡(圖6.4.1),防止積水。
e)箱梁下翼緣伸出寬度在滿足焊接構造要求的前提下宜減小,或者腹板延伸超出
下翼緣下表面(圖6.4.2),防止積水。
f)箱梁內(nèi)側(cè)宜施以涂裝。
g)與下翼緣焊接的豎向加勁肋應設計排水通路,不與下翼緣焊接的豎向加勁肋應
在翼緣以上至少30mm切斷(圖6.4.3)。
h)設置擋水板或者擋水托盤,避免銹水沿外表面流淌,污染橋墩。
i)耐候鋼與混凝土接觸面應進行底漆處理,涂層厚度不應低于100um。底漆宜采用
無機富鋅底漆或環(huán)氧富鋅底漆。
國外大量耐候鋼橋的調(diào)查結(jié)果表明,當耐候鋼橋排水等構造措施設計不當時,與普
通鋼橋一樣也會銹蝕,因此,耐候鋼橋梁應注重結(jié)構細節(jié)設計,需確保鋼材表面通風好、
不積塵、不積水。例如鋼梁的下翼緣板的腐蝕最為嚴重,這是由于橋面板或上翼緣的水
流向下流淌時飛濺到下翼緣,導致下翼緣長期潮濕,從而不利于穩(wěn)定銹層的形成。為了
避免這種情況的發(fā)生,日本《無涂裝耐候鋼橋梁的設計和施工要領》中建議鋼梁在焊接
腹板和下翼緣時應先做稍大的反變形以防積水從利于排水角度。本條規(guī)定了焊縫、主梁
間距、梁間支撐、工字梁翼緣、擋水板等耐候鋼橋構造細節(jié)。
6.4.2梁端部構造
a)安裝在梁端部的伸縮裝置、支座及四周,應進行涂裝。
b)鋼梁端部涂裝范圍應大于梁高的1.5倍,涂料顏色應匹配耐候鋼銹層穩(wěn)定后的最
終顏色。
c)支座周圍宜通風良好、易于干燥。如在支座下設混凝土墊石,應在蓋梁頂面設
排水坡。
d)梁端背墻宜通風良好、易于干燥,并留有檢修空間。
e)箱梁梁端下翼緣宜用瀝青等適當填料在翼緣上表面設置排水坡。
11
梁端伸縮縫漏水會導致相鄰鋼構件上的節(jié)點構造細節(jié)發(fā)生縫隙腐蝕和電偶腐蝕,此
外,由于縫隙的存在梁端下翼緣容易積存水和塵土,所以梁端應重點加強防水、防塵、
通風設計,且在梁端部一定范圍內(nèi)進行適當?shù)耐垦b防護。
6.4.3混凝土橋面板構造
a)混凝土橋面板邊緣應設置滴水構造,防止水沿混凝土板下緣流到鋼梁。
b)耐候鋼與混凝土橋面板的交界面應采用密封劑密封。
c)混凝土橋面板防水層應采用高性能防水材料,當設有人行道時,防水層應鋪滿
包括人行道的整個橋面,以防止除冰鹽滲透到鋼構件表面。
對于鋼混組合梁橋,混凝土橋面板宜進行配套的防、排水構造設計。
6.4.4焊縫連接
a)設計中不得任意加大焊縫,宜避免焊縫立體交叉、重疊和過分集中。焊縫宜對
稱布置于桿件的軸線。
b)焊接設計時宜考慮減少在橋位的焊接作業(yè)量,焊接順序的設計應避免仰焊作業(yè),
并宜減少周邊構件對焊件的約束。
c)受力構件焊接不得采用圓孔和槽口塞焊,必要時應采用特殊的坡口并制定專門
的焊接工藝。
d)焊縫的其他規(guī)定應符合《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的規(guī)定。
本條引自《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)中6.2條。
6.4.5高強螺栓連接
a)為防止由于毛細作用導致水分和溶解污染物進入螺栓連接縫隙,耐候高強螺栓
中心和邊緣距離應符合下列規(guī)定:
1)靠近邊緣的螺栓間距不應超過最薄構件厚度的14倍,且不應超過175毫米。
2)螺栓中心到板的最近自由邊的距離不應超過最薄構件厚度的8倍,且不應超
過125毫米。如果螺栓間距不滿足上述要求時,應使用合適的密封劑防止螺栓
連接縫隙的腐蝕。
b)螺母或螺帽與鋼板接頭處以及耐候鋼板之間可能產(chǎn)生毛細現(xiàn)象導致生銹鼓包
處,宜用富鋅涂料涂覆,周圍采用硅酮密封膠密封。
c)耐候高強螺栓其他規(guī)定應符合《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的規(guī)定。
耐候高強螺栓連接只用于耐候鋼結(jié)構的連接,不允許用于普通鋼結(jié)構連接,以避免
不同類型鋼材間引起電化學腐蝕。為使板間更加地密貼,在《公路鋼結(jié)構橋梁設計規(guī)范》
12
規(guī)定基礎上,耐候高強螺栓中心和邊緣距離相對于傳統(tǒng)鋼橋要求更為嚴格。
6.4.6附屬物
a)泄水管橫向引流應保證坡度,并避免在鋼結(jié)構表面設置接頭;泄水管豎向應伸
出主梁下翼緣之外,注意防止水流飛濺。
b)欄桿、隔離帶等部位,不宜使用耐候鋼。
c)水管管道附掛于橋上時,應采用必要的措施,防止由于管道內(nèi)外溫差產(chǎn)生的結(jié)
露浸濕鋼結(jié)構。
d)伸縮縫處宜設置非金屬排水系統(tǒng),防止銹蝕影響梁端耐候鋼銹層穩(wěn)定。
參考日本、歐洲等國家常用做法,同時結(jié)合國內(nèi)工程經(jīng)驗,對泄水管、欄桿、伸縮
縫等附屬構造物提出相應的構造要求。
7制造與安裝
7.1一般規(guī)定
7.1.1耐候鋼橋梁的制造與安裝應符合《公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范》
(JTG/T3651)的規(guī)定,并應充分考慮環(huán)境對形成穩(wěn)定銹層的影響。
7.1.2耐候鋼橋梁在存儲、運輸、安裝過程中應保護各部分免受污染和損壞,避免
形成腐蝕陷阱。
7.2工廠制造
7.2.1鋼材表面處理
a)表面除銹等級應達到GB/T8923.1規(guī)定的Sa2~Sa2?級。
b)耐候鋼表觀應清除表面油、油脂、切削化合物、局部焊接飛濺物或其他焊接殘
留物、污垢、銹垢和異物。確保表面顏色均勻,無可見殘留物。
規(guī)定了耐候鋼表面除銹和清理要求。
7.2.2銹層穩(wěn)定化處理
a)周期水浸法:噴砂除銹后的鋼構件進行灑水處理,須維持干濕交替狀態(tài),每天至
少干濕循環(huán)3次,至少進行3個月,使構件表面生成致密均勻的銹層。
b)周期穩(wěn)定劑噴淋法:噴砂除銹后的鋼構件噴淋銹層穩(wěn)定劑,每天1~3次,至少
進行1個月,使構件表面生成致密均勻的銹層。
7.2.3螺栓連接摩擦面應根據(jù)螺栓安裝方法和螺栓廠推薦工藝,保證栓接面抗滑
移系數(shù)出廠時不小于0.55,架設時不小于0.45,其摩擦面可采用噴砂除銹后涂無機富鋅
防銹防滑涂料進行涂裝處理。
13
本條引自《公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范》(JTG/T3651-2022)10.5條對
螺栓摩擦面處理規(guī)定,藏木大橋摩擦面處理采用上述方法驗證可靠。
7.3施工安裝
7.3.1鋼材吊運過程中應避免磕碰和邊緣損傷,運輸時鹽分的附著量須在
100mg/m2以下,途中不得沾染污物;為避免擦觸、碰撞,宜在表面設置防護膜。
7.3.2耐候鋼材表面沾染的塵?;蛴椭畚飸皶r去除。
7.3.3耐候鋼橋在鉚接、栓接和焊接過程中應確保接頭處匹配良好且緊密。
7.3.4耐候鋼橋梁焊接預熱溫度和道間溫度應根據(jù)鋼材的化學成分、接頭的拘束狀
態(tài)、熱輸入大小及所采用的焊接方法等因素綜合考慮確定或僅需焊接試驗以確定實際工
程結(jié)構施焊時的最低預熱溫度,最大道間溫度不宜超過180℃。
7.3.5耐候鋼橋梁構件的焊接應符合《公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范》
(JTG/T3651)的規(guī)定。
7.3.6耐候高強螺栓的安裝應符合《公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范》(JTG/T
3651)和《鋼結(jié)構高強度螺栓連接技術規(guī)程》(JGJ82)的規(guī)定。
耐候鋼橋在儲存、運輸、安裝等過程中應注意對穩(wěn)定銹層的保護。
8質(zhì)量驗收
8.1一般規(guī)定
8.1.1耐候鋼橋梁應進行質(zhì)量檢驗與驗收,并應符合《公路工程質(zhì)量檢驗評定標
準》(JTGF80)的規(guī)定。
8.1.2橋梁耐候鋼構件制造完成后應按照《公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范》
(JTG/T3651)的規(guī)定進行檢驗,出廠前進行驗收。
8.2外觀檢測
8.2.1耐候鋼橋梁表面應均勻一致,不應有塵土、油脂、不均勻銹斑等。
8.2.2所有焊縫待焊縫金屬冷卻后進行外觀檢查,并填寫檢查記錄。所有焊縫應無
裂紋、未熔合、焊瘤、夾渣、未填滿弧坑及漏焊等焊接缺陷。外觀檢查不合格的焊接構
件,在未進行處理并滿足要求之前,不進入下一道工序。
8.2.3耐候鋼橋梁焊縫外觀檢測質(zhì)量標準應符合《公路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工
規(guī)范》(JTG/T3651)的相關規(guī)定。
8.3無損檢測
8.3.1焊縫無損檢測的質(zhì)量分級、檢驗方法、檢驗部位的等級應符合《公路鋼結(jié)構
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橋梁制造和安裝施工規(guī)范》(JTG/T3651)的規(guī)定。
8.3.2無損檢測應在外觀檢測合格后進行。耐候鋼橋梁鋼結(jié)構應以焊接完成24h后
無損檢測結(jié)果作為驗收依據(jù);當鋼材板厚不小于40mm時,以焊接完成48h后無損檢測
結(jié)果作為驗收依據(jù)。
8.3.3采用超聲波、射線、磁粉等多種方法檢驗的焊縫,應達到各自的質(zhì)量要求,
該焊縫方可認為合格。
8.3.4超聲波檢測設備及工藝要求應符合現(xiàn)行國家標準《焊縫無損檢測超聲檢測
技術、檢測等級和評定》(GB/T11345)的規(guī)定。
8.3.5射線探傷應符合現(xiàn)行國家標準《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》(GB/T3323)
的規(guī)定。
8.3.6磁粉探傷應符合國家標準《焊縫無損檢測磁粉檢測》(GB/T26951)的規(guī)定,
合格標準應符合《焊縫無損檢測焊縫磁粉檢測驗收等級》GB/T26952)的規(guī)定。
耐候鋼現(xiàn)場焊縫質(zhì)量要求、檢測方法及檢測范圍與普通鋼相同,第8節(jié)內(nèi)容引自《公
路鋼結(jié)構橋梁制造和安裝施工規(guī)范》(JTG/T3651)和《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTG/T
F50)。
9運營維護
9.1一般規(guī)定
耐候鋼橋梁的運營維護應符合《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTG5120)的規(guī)定,并應注重
對特殊區(qū)域、銹層外觀以及板厚的檢查、評估。
9.2檢查
9.2.1對耐候鋼橋特殊區(qū)域,包括伸縮縫附近、螺栓連接部位、焊接部位、排水
通道及混凝土與耐候鋼界面密封處,應當間隔不超過1年檢測一次。
規(guī)定了耐候鋼橋特殊區(qū)域檢查周期。
9.2.2對耐候鋼橋梁日常檢查,應當依據(jù)銹層外觀變化、板厚測定,評估銹層腐
蝕狀況。銹蝕評價應以外觀目測檢查為主。
規(guī)定了耐候鋼橋檢查手段。
9.2.3對耐候鋼橋目測檢查時,應包含橋梁上部構件、下部構件及附屬設施,常
見病害及可能原因參考附錄A。
給出了耐候鋼常見病害及原因。
15
9.2.4若目測銹層較差,可采用放大鏡等微觀檢測方法,并用超聲波測量在安裝
階段標記處的鋼板厚度,宜每隔6年測量一次,通過測量鋼板厚度的變化來反推銹層厚
度,18年后構件的預計損失超過結(jié)構壽命的允許值,需要采取處理措施。
規(guī)定了耐候鋼橋板厚
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