【钢构知识】英国耐候钢钢桥技术
2020-02-21 14:12:57
作者：zjwcj 来源：钢结构设计
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耐候钢是一种高强度低合金钢，最初由美国钢铁公司在20世纪30年代开发，用于抵抗其矿车的腐蚀和磨损。它的商标名为Cor-ten，最初用于建造于1964年开业的伊利诺伊州莫林的约翰迪尔世界总部大楼。从那时起，耐候钢的使用已遍布全球，在欧洲也有使用。作为“具有改善的耐大气腐蚀性的结构钢”，是一种非专利产品。
在合适的环境中，耐候钢会形成粘附的保护性锈蚀“锈绿”，从而抑制进一步的腐蚀。腐蚀速率非常低，未上漆的耐候钢制成的桥梁可以实现120年的设计寿命，只需要进行日常维护。因此，在适当环境中的详细耐候钢桥提供了有吸引力的、非常低维护的经济解决方案。
英国第一座耐候钢钢桥于1967年建成，是约克大学的一座人行天桥，该材料在后来的30年左右用于英国各地的许多桥梁。然而，自2001年以来，在桥梁上使用耐候钢的情况显着增加，得益于此时删去了一条规范，该规范限制了在高于道路的净空高度小于7.5米的高速公路上使用该材料。它现在是各种桥面板的首选材料。
本文重点介绍了耐候钢对桥梁的益处，描述了其使用的局限性，以及对材料可用性和这种桥梁外观的评论。如果腐蚀率超过设计阶段的预期，它还提供一系列问题的建议，包括设计和细节、制造和安装、检查和维护以及补救措施。
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耐候钢或气候防御钢是用于描述具有改善的耐大气腐蚀性的结构钢的口语术语。 这些钢是高强度低合金钢，与普通碳锰钢相比，在正常大气条件下具有更强的抗锈性。 耐候钢通常执行EN 10025-5 规范，并且具有与普通结构钢相似的机械性能，符合EN 10025-2 。 英国桥梁工程最常用的等级是S355J2W。
耐候钢原理
由于潮湿和空气的存在，所有低合金钢都有生锈的倾向，其速度取决于氧气、湿气和大气污染物进入金属表面的速度。随着锈蚀过程的进行，锈层形成氧气、水分和污染物进入的屏障，并且生锈速度减慢。
在大多数普通结构钢上形成的锈层是多孔的并且在一定时间后从金属表面脱离，并且再次开始腐蚀循环。因此，生锈速率作为一系列近似于直线的增量曲线前进，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开始，但钢中的特定合金元素产生稳定的锈层，其粘附到基底金属上，并且孔隙少得多。这种生锈的“绿锈”在交替润湿和干燥的条件下形成，产生保护屏障，阻碍氧气、水分和污染物的进一步进入，结果是腐蚀速率比普通结构钢低得多。
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耐候钢优势
利用自动化制造和施工技术的使用耐候钢常规钢桥的好处，能够为安全、快速施工、美观、低梁高、最小维护和今后使用中的灵活性的要求提供经济解决方案。耐候钢桥梁具有所有这些品质，加上以下进一步的好处。
维护非常低
定期检查和清洁应是确保桥梁继续令人满意地运行所需的唯一维护。 因此，耐候钢钢桥非常适合未来维护难以或危险的地方，以及需要尽量减少交通中断的地方，例如主要道路或铁路。
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成本效益
虽然耐候钢比普通结构钢略贵，但是消除涂料系统可以节省额外的材料成本。 因此，耐候钢桥的初始成本与传统的涂漆钢替代品非常相似。 这在英国八座桥梁的研究中得到了说明。然而，耐候钢钢桥还具有更低的整体寿命成本。耐候钢钢桥的最低维护要求极大地降低了维护操作的直接成本，以及维护期间交通延误的间接成本。
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