新闻动态 - 辰信重工（江苏）有限公司

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中国制造钢结构将助力提升巴西铁矿石运输能力中国上海，2022年9月23日——淡水河谷与辰信重工（江苏）有限公司（“辰信重工”）今日就巴西托坎廷斯河新铁路桥建设项目钢结构供应签署协议。该协议由淡水河谷中国区采购总监安凯（Antonio Cardoso）先生与辰信重工董事长史云龙先生于今日下午在上海共同签署。根据协议，辰信重工将向淡水河谷供应约8600吨钢结构，用于巴西托坎廷斯河新铁路桥的建设。托坎廷斯河新铁路桥全长2.3公里，将建于帕拉州马拉巴市托坎廷斯河上方。托坎廷斯河现有一座老铁路桥，系卡拉加斯铁路（EFC）的一部分。新铁路桥将建在老铁路桥上游300米处，建成后将使卡拉加斯铁路47-48路段变为复线。卡拉加斯铁路由淡水河谷运营，连接位于帕拉州卡拉加斯地区的淡水河谷北部运营区和位于马拉尼昂州圣路易斯市的淡水河谷马德拉港海运码头，该铁路运输的主要货物为铁矿石。新铁路桥建成后将提升卡拉加斯铁路的运输能力，改善铁路的交通流量，并降低商业风险。“淡水河谷正在多管齐下，努力恢复铁矿石产能，从而为中国持续供应优质的铁矿石产品。提高北部系统物流能力是我们实现中长期生产目标的关键举措之一。我们很高兴有新的中国合作伙伴加入这一重要征程。我们相信，这将进一步巩固我们与中国之间持续近半个世纪的合作伙伴关系，并将为巴西和中国这两个金砖国家之间的双赢合作树立又一典范。”安凯先生表示。史云龙先生表示，此次合作将成为辰信重工发展历程的重要转折点，将使辰信重工实现重要进步和提升，他期待辰信重工未来能成为淡水河谷的战略合作伙伴。关于辰信重工辰信重工（江苏）有限公司（“辰信重工”）位于江苏省泰兴市虹桥工业园区内，其钢结构生产基地占地30万平方米，年产能超过10万吨。公司还拥有钢结构安装业务，年安装能力达到25万吨。发布时间：2023-05-12

桥梁大事：常泰大桥2号墩首节钢围堰吊装就位、黄湖大桥主桥合龙黄湖大桥主桥顺利合龙 11月27日上午，安徽省最长跨湖特大桥梁——黄湖大桥主桥顺利合龙。黄湖大桥主桥的顺利合龙为黄湖大桥按计划在2021年12月底通车奠定坚实基础。在黄湖大桥项目施工现场，机械轰鸣，项目建设者正在对主桥合龙段进行混凝土浇筑作业。黄湖大桥北起下仓镇，南至华阳河农场，全长7.5公里，主桥长230米。今年以来项目全体员工克服疫情和内湖水位上涨等施工困难，优化施工方案，采取多种措施，在保证安全高质量的前期下，确保了黄湖大桥主桥顺利合龙。黄湖大桥是目前安徽省最长跨湖大桥，也是华阳河湖群湿地基础设施建设的重要一环。大桥的建设将对推进垦地共建和农场融入地方经济发展，调节华阳河湖群生态环境与可持续发展等具有重要意义。预计黄湖大桥建成后，下仓镇和华阳河农场间交通将由原来的50分钟车程，缩短为15分钟车程。常泰长江大桥2号墩首节钢围堰吊装就位 11月28日，常泰长江大桥2号墩首节钢围堰成功在墩位处完成吊装，标志着常泰长江大桥天星洲专用航道桥水下基础施工进入一个崭新的阶段。当天上午，在大桥施工现场，600吨和800吨两台浮吊船体并排固定，运输船稳稳停靠在钻孔平台下游侧，随着指挥人员一声令下，浮吊船吊起钢围堰后进行平稳横移，将这个庞然大物精准挪位。据了解，2号墩围堰相当于3.7个标准篮球场的大小，共分2节进行吊装，此次完成的是底节钢围堰的吊装，高度13.7米，重775吨。天星洲专用航道桥主跨388米，是目前世界上最大跨度的公铁两用钢桁拱桥，1#-4#墩承台施工均采用双壁钢围堰进行防护施工，钢围堰一方面作为承台施工期间的挡水结构，另一方面作为承台混凝土浇筑的模板，其断面形式与承台平面布置保持一致。首节钢围堰顺利吊装到位，正式拉开了主塔墩承台施工的序幕，奠定了常泰长江大桥下一步的围堰接高、主墩封底和承台施工的良好基础。预计2021年2月底完成4个围堰封底施工，2021年6月底完成4个承台施工。珠海金海大桥鹤洲岸首个0号块浇筑完成 11月28日，随着最后一车混凝土浇筑，珠机城际金海大桥鹤洲岸左幅75#墩0#号块混凝土浇筑完成，标志着鹤洲岸已进入上部结构施工阶段。大桥鹤洲岸位于鹤洲岛围垦区（孤岛），无电无水，无道路通往施工区域，施工环境非常艰难。由于磨刀门水道航道等级为Ⅰ级，栈桥需预留航道，无法从横琴直接通往鹤洲围垦区。根据施工组织设计鹤洲岸需修建1.1公里栈桥，13个水中钻孔平台，钢结构投入量约1.5万吨，所有钢结构材料均需从横琴岸通过船运至施工位置。而鹤洲侧施工墩位多，桩基、围堰、承台、墩身、箱梁、钢梁等部位作业时存在同时施工的情况，涉及多种工序在相邻作业面同时进行，现场管理难度较大。此外施工范围内桥梁构筑物多，工程量大，与之对应的所需人、材料、大型机械设备等投入量巨大，施工高峰期会有十几套挂篮在高空同时作业的情况，安全质量管理风险和难度高，桥区内地下水具有硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀，化学环境作用等级高，盐类结晶破坏和氯盐环境作用等级高，大桥混凝土均采用高性能海工耐久性混凝土。鹤洲岸在无水电情况下，前期仅靠发电机发电，完成了1.1公里栈桥和部分钻孔平台的施工任务。经过现场工人们的不懈努力，通过敷设海底电缆和水管，解决了用电用水问题，为鹤洲岸主体结构施工奠定了坚实的基础。鹤洲岸桩基设计总数量共计323根，目前已完成308根，剩余15根；承台设计51座，已完成32座；墩身设计51座，已完成24座。金海特大桥是珠三角入海口上建设的第一座公铁两用大桥,主桥为挑臂式钢箱梁多塔刚构体系公铁同层斜拉桥，桥长1369m，桥宽49.6m，中间通行双线160km/h城际铁路，同层左右两侧通行六车道100km/h高速公路。景文高速高岭头水库特大桥进入上塔柱施工阶段 11月29日7时30分，经过24个小时的连续浇筑，景文高速控制性工程高岭头水库特大桥Z2#主墩完成下横梁第二次浇筑，标志着主塔0#块施工顺利完成，这座目前浙江省最高的混凝土斜拉桥进入上塔柱施工阶段。高岭头水库特大桥为塔墩梁固结体系，整个主梁0#块包含了主塔下横梁及其大小里程侧方向的π梁悬臂，本次施工0#块连同塔柱第20节一同完成。主塔下横梁采用单箱单室截面，顶面为2%双向横坡，箱形截面中心处梁高6.28m、横桥向宽30.063m、顺桥向宽度6.0m；π梁中心处高2.98m，横桥向宽28.5m，单边悬臂长度为5.5m。项目团队通过几番论证交底，顺利将下横梁高空悬挑支架付诸实践，解决了下横梁离地面较高无法采用落地式支架进行施工的问题，使两边悬臂π梁稳稳落成；根据0#块的结构形式，采用混凝土块、水袋、钢筋、型钢等进行支架预压，观测沉降，消除非弹性变形，正式浇筑中也采用由测量部与第三方监控单位联合进行监控，进行实时观测；通过优化聚丙烯纤维混凝土的配合比，使混凝土的流动性状态最佳，避免了大体积混凝土高塔泵送容易堵管等施工难题。考虑到主桥的后续施工，项目部提前对桥面施工预埋进行合理布置规划，进行了大量的预埋件设置，包括挂篮预留孔及止推块，卷扬机预留孔及预埋钢板，桥面电梯预埋钢板，检查车轨道预埋钢板等，为主梁、电梯和下横梁支架拆除等下一步工序提供了便利。Z2#主塔0#块的成功浇筑，使高岭头水库特大桥的施工突破最难的一环，顺利完成主塔第20节段施工，开启了上塔柱施工的序幕，同时也为上塔柱的施工提供了关键平台，给Z1#主塔的后续主梁施工积累了宝贵的经验。发布时间：2020-11-30

中国制造，世界点赞！舞钢钢板：引领国内耐候桥梁钢的发展方向！桥梁被喻为土木工程“皇冠上的明珠”。飞速发展的中国，正在涌现一批世界级的超大型工程，它们注定要成为新时代的里程碑与标志物。相对于摩天大楼、体育场馆、港口码头等大型建筑工程，桥梁不仅需要承受自身荷载，还得经受汽车、火车高速驶过时的巨大冲击和露天环境下各种恶劣气候条件的考验。伴随着人们对桥梁钢建设的个性化需求，耐候桥梁钢应运而生。耐候桥梁钢（即耐大气腐蚀桥梁钢）在融入现代冶金新机制、新技术和新工艺后得以可持续发展和创新，属世界超级钢技术前沿水平的系列钢种之一。耐候桥梁钢由低合金钢添加少量铬、铜、镍等耐腐蚀元素而成，通过在钢板表面形成一层致密的氧化物锈层，有效阻滞腐蚀介质的渗入和传输，降低在大气环境中的腐蚀速度。在具有优质桥梁钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性的同时，其耐候性为普碳钢的2~8倍，能减薄使用、裸露使用或简化涂装使用。该钢种具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗、省工节能的特性，可使构件制造者、使用者受益。使用耐候桥梁钢所节约的涂装费一般高达建设投资的10%以上。近年来，作为一种长寿、节能、环保等“绿色”新型材料，耐候桥梁钢符合当今观念和国家发展政策导向，其研发和推广具有重大经济意义。耐候桥梁钢河钢舞钢的六大优势凸显产品的高度决定企业的高度。河钢舞钢持续聚焦“两个结构”再优化，以高端客户需求和产业链高质量发展趋势为导向，不断推动产品升级，打造更多“世界首创”、“国内首发”和“单打冠军”产品。河钢舞钢站在维护国家产业链安全、引领行业高质量发展、提升核心竞争力和品牌形象的战略高度，以新型桥梁钢的研发与推广使用为己任，研发出多种规格和强大技术优势的耐候桥梁钢，引领着新型桥梁用钢市场发展方向。目前，河钢舞钢可按GB714、GB1591和ASTM A709、EN10025等标准生产屈服强度在235MPa~690MPa的耐候桥梁钢。据河钢舞钢桥梁钢领域研发负责人、科技部副部长高雅博士介绍，与众多桥梁钢生产厂家相比，河钢舞钢研发的耐候桥梁钢具备六大独特的技术优势。一是钢质纯净。磷含量≤100ppm，硫含量≤30ppm，氧含量≤15ppm，氮含量≤60ppm，氢含量≤1.5ppm。这些元素的含量均低于行业规定的标准。二是低碳设计。可保证焊接性能良好，无需预热，可直接焊接，方便客户的后期安装制作。三是低温韧性良好。可满足-40℃环境下冲击功达到150J以上的要求。四是耐候性指数高。耐候性指数≥6.0(可实现6.5以上)，可抵御大气、海水等腐蚀，延长使用寿命。五是优良的抗层状撕裂性能。可满足Z35级别要求，适用于节点约束较强并承受沿板厚方向拉力作用，采用焊接技术连接的梁与柱节点范围。国家标准GB5313《厚度方向性能钢板》就是由河钢舞钢代表行业制定。六是绿色环保、减薄降耗。采用TMCP+回火等方式交货，交货周期短，可为客户降低制造成本。除了具备以上六大其他钢材制造商所无可比拟的优势外，河钢舞钢目前研发的耐候桥梁钢从供货状态和工艺性能上分，主要有三大类。一类是TMCP、TMCP+回火型耐候桥梁钢。代表牌号主要有Q345qENH、Q370qENH、Q420qENH等，最大生产厚度为80mm，执行标准为GB714-2015。另一类是控轧、正火型耐候钢。代表牌号有控轧、正火工艺生产的Q355NHD/E、S355K2W等，执行标准为GB/T4171-2008、GB/T4172-2000、EN10025-5等。再者是调质型耐候桥梁钢。代表牌号为A709M-HPS485W，采用调质工艺生产；最大生产厚度为90mm(50mm以下可以实现TMCP+回火生产)；执行标准为ASTM A709。钢板河钢舞钢造2011年7月12日，用于建造美国旧金山-奥克兰新海湾大桥的全部钢结构于11日圆满完工，并正式通过美国相关部门的验收，全部达到其验收标准。这标志着近5万吨河钢“舞钢牌”调质型耐候桥梁钢A709M-HPS485W钢板成功用于制造世界顶级桥梁。旧金山-奥克兰新海湾大桥，是美国旧金山投资72亿美元实施的一项重点工程，于2013年建成通车。该桥是全球最大跨度的单塔自锚抗震悬索钢结构桥梁，自重1.3万吨的单塔柱支撑起全桥7万吨的重量，居世界同类桥梁之首；抗震设计为8级，是世界桥梁抗震之最；桥面宽70米，为世界单塔桥梁之最；每天车流量达30万辆，桥梁通过能力居世界首位。业内称该桥是世界同类钢结构桥梁中建造技术难度最高、造价最贵的钢桥项目，建成后将成为美国西海岸的地标性建筑。2006年，河钢舞钢的重要战略合作客户——振华重工在与日、韩及西欧发达国家公司的竞争中脱颖而出，承接了旧金山-奥克兰新海湾大桥的桥梁钢塔和桥梁全部近5万吨钢结构制作。为满足该桥抗震、抗拉、耐压等要求，河钢舞钢科技部迅速制订下发了所需相关钢种的生产工艺方案。生产厂按照合同要求，严格执行工艺标准，保证炼一炉成一炉、轧一块成一块，质检、验收、入库、发运等环节密切协作，确保了近5万吨钢板的高质量交付。销售人员千方百计做好售前、售中、售后服务，满足了桥梁钢塔和桥梁钢结构制造的工程要求。河钢舞钢耐候钢撑起世界最大跨度波形钢腹板矮塔斜拉桥2019年8月23日，运（山西运城）宝（河南灵宝）黄河大桥建成通车，河钢舞钢为该项目累计供货高性能耐候桥梁钢3000余吨。该桥是世界最大跨度的波形钢腹板矮塔斜拉桥，是国内首次大规模裸用耐候钢的公路桥梁，并荣获第十三届“中国钢结构金奖”。河钢舞钢作为大桥钢铁材料供应商之一，为其研制生产的Q345qDNH被用于大桥的关键部位，再次彰显“中华第一板”的独特魅力。该桥分引桥、主桥、副桥三部分。引桥采用4×40米预应力T梁，主桥采用110+2×200+110米波形钢腹板中央单索面矮塔斜拉桥，副桥采用48+9×90+48米波形钢腹板刚构-连续组合体系梁桥。主桥主跨达200米，使该大桥成为目前全世界跨度最大的波形钢腹板矮塔斜拉桥。且该项目有着“新、长、深、险”等特点。该桥主副桥波形钢腹板、主桥钢横梁全部裸用Q345qDNH耐候钢，有效减少了后期养护运营费用，增加了桥梁整体结构的耐久性。2016初，河钢舞钢营销团队在走访市场的过程中获悉，武汉一家设备制造厂欲采购一批高性能桥梁钢用于运宝黄河项目。由于该项目建设场地比较特殊，对桥梁用钢提出了很高的要求，除了能经受大风、严寒气候侵蚀等考验外，在钢的强度、韧性、焊接性、耐腐蚀性等方面也有着特殊的要求。河钢舞钢以走特钢道路、强特钢品牌为指引，迅速组成营销与技术团队，与设备制造方和业主深入交流，准确掌握客户的特殊需求，有针对性地为其提供技术服务。面对用户在钢板表面质量等方面提出的附加要求，河钢舞钢发挥强大的技术优势，充分满足了用户的特殊条件。针对用户在钢板的强度、韧性、焊接性、耐腐蚀性等方面超出常规的要求，河钢舞钢创新生产工艺，为其量身定做专属的供货方案，除全力做好项目前期的技术介入外，还先后组织攻克多个生产工艺组织难点，满足了用户的订货需求。最终，在项目供货方竞标会上，河钢舞钢以强大的品牌质量优势和独到、专业、细致周到的技术服务，赢得了设备制造方和业主的一致认可，一举中标，充分彰显了河钢舞钢宽厚钢板强大的品牌实力。此后，在供货过程中，河钢舞钢按照合同要求及时供货，受到了用户的好评。河钢舞钢供货的这批高性能耐候桥梁钢，在运宝黄河大桥实现了免涂装使用，不仅加快了施工进度，而且可免除后期桥梁防腐维护，受到施工方的高度评价。河钢舞钢独家供货国内最长耐候钢-混凝土组合梁桥2020年6月13日，国内最长的耐候钢-混凝土组合梁桥——陕西西镇高速公路（西乡至镇巴）泾洋河特大桥提前两个月顺利合龙。该桥所用的2.6万吨高品质绿色环保型新材料——Q345qDNH，全部由河钢舞钢研制。西镇高速公路泾洋河特大桥长6.05公里。该桥在国内首次采用耐候钢-混凝土组合梁桥的形式，使用了材质为Q345qDNH的耐候钢，该钢依靠其表面形成的50微米～100微米厚致密和依附性很强的保护膜，既可保护锈层下的钢材基体，又能大大提高耐大气腐蚀能力，承载力和使用寿命比普通混凝土桥梁提高10%以上。此外，由于全桥采用了免涂装工艺，在达到100年的使用年限后，钢板还可以回收利用，将极大地减少建筑垃圾，真正实现绿色环保可回收。河钢舞钢根据该项目对材料在绿色环保方面的个性化需求，组成“泾洋河特大桥小微团队”，为客户精心设计高品质绿色环保型材料，制订专属工艺方案，建立了销售、科技、质量、生产、发运一体化的信息沟通渠道。在生产过程中，该小微团队通过精确控制炼钢成分，确保了钢板内部质量的稳定；先后攻克轧制、热处理环节中多个影响钢板强度的工艺难题，使钢板耐大气腐蚀性能、屈服强度和抗拉强度全部达到国家标准的上限要求。在整个产线和职能部门的通力配合下，河钢舞钢为该项目定制的2.6万吨高品质耐候钢板全部按客户需求高质量、高效率交货，为泾洋河特大桥提前两个月顺利合龙奠定了基础。河钢舞钢高端耐候桥梁板架起陕西平镇高速致富路截至目前，河钢舞钢已为地处秦岭深处的陕西平利至镇坪高速公路（以下简称平镇高速）供应6500吨高端耐候桥梁钢Q345qDNH（桥D）。由于项目所用高端耐候桥梁钢工艺复杂，生产难度大，质量要求高，工期短，作为项目承建单位，中铁宝桥首先向河钢舞钢发出邀约。中铁宝桥与公司有着20多年的战略合作友谊，我国长江上在建和建成使用的176座大桥中有上百座使用了河钢舞钢的高端桥梁钢，如芜湖长江公铁两用大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥、上海沪通长江大桥等，成为河钢舞钢桥梁钢的荣耀。经过激烈竞争，河钢舞钢一举中标3500吨耐候桥梁钢Q345qDNH（桥D）。随后，科技部、销售部、市场部、生产部、炼钢系统、轧钢系统高度重视，统一协调，制定严格的工艺标准，以确保高质量完成3500吨的高端耐候桥梁钢生产任务。由于质量优良，交货及时，此后河钢舞钢又陆续收到客户追加的订单。据悉，平镇高速公路全长85公里，四车道，桥梁总长32294米/83座，总投资115.29亿元。该路是国家高速公路项目建设的重要组成部分，对于加强“成渝经济区”“长江经济区”的沟通协作，促进陕南经济循环发展，完善区域路网布局，打造生态旅游走廊均具有十分重要的作用。河钢舞钢耐候桥梁钢撑起世界首座跨海高铁大桥2020年9月15日下午，随着最后一方混凝土浇筑完成，福厦高铁泉州湾跨海大桥（全球首座采用免涂装耐候钢大型跨海工程）南岸主塔成功封顶，这标志着世界首座设计时速350公里的跨海高铁大桥整体迈入施工快车道。河钢舞钢研发的3000吨Ni系Q345qDNHY-I耐海洋环境桥梁钢板撑起了该项目的关键部位。针对海洋环境下桥梁重要结构的锈蚀问题，福厦高铁泉州湾跨海大桥在索塔钢锚梁和支座的建造上创新采用新材料，在国内首次采用耐海洋大气腐蚀钢，免涂装（不涂油漆）、不设除湿系统，成为全球首座采用免涂装耐候钢的大型跨海工程，适应了高盐高湿的海洋腐蚀大气环境。1Ni耐海洋环境桥梁钢板被行业公认为“新世纪绿色环保钢种”之一，是体现钢企研发竞争力的标志性产品，主要应用于桥梁、工程机械、海洋设施等领域，除具有高韧性、高强度、抗疲劳、抗层状撕裂等特性外，还具有良好的焊接性、易加工，以及耐海洋环境腐蚀等特性，市场前景广阔。河钢舞钢深入推动“两个结构”再优化，依托集团技术研发平台优势，以客户需求为导向，着力打造高品质产品，引领行业进步。针对福厦高铁泉州湾跨海大桥项目的需求，组建课题攻关组，与客户深度对接，为客户提供材料解决方案，获得了客户认可。供货过程中，依托“四大支撑体系”，创新冶炼、轧制和热处理工艺，突破钢种特殊成分设计条件下表面质量难以控制的行业技术难题，实现钢板表面质量与高合金含量和耐海洋气候腐蚀系数的最佳匹配，成功研发出各项性能指标完全优于客户要求的产品。其中，产品强度、低温韧性、耐海洋大气腐蚀特性达到国际领先水平。目前，河钢舞钢已累计向市场供应优质耐候桥梁钢13万余吨，为推动国家新型钢铁材料应用和国民经济发展作出了突出贡献。同时河钢舞钢桥梁钢团队以开发更高端的桥梁钢，服务社会为己任，结合国家课题，成功开发出Q500qENH和Q690qENH，为国家推进桥梁用钢高强化、轻质化、绿色环保化做出了应有的贡献。随着国内铁路钢桥向高速、重载、大跨度、结构美观新颖方向的发展，市场对桥梁用钢提出了更高的性能要求。河钢舞钢产销研团队继续秉承“人无我有、人有我优、人优我特、人特我精”的产品研发理念，充分发挥技术优势，进一步加强研发管理，不断加大高端新型桥梁钢的研发力度，引领行业发展。作为主要参与单位，河钢舞钢承担的“十三五”国家重点研发计划——“高性能桥梁用钢”项目课题已取得阶段性进展，为实现国内桥梁钢技术领域重大突破持续发力。发布时间：2020-11-24

范文理：破解正交异性钢桥面板低龄化之困预测结构寿命是工程界的难题之一。正交异性钢桥面板的工作寿命较设计预期低得多，多发性的疲劳断裂不但降低结构承载力且极难修复，成为桥梁界难解的心病。其原因是荷载效应与焊接接头疲劳抗力不匹配。疲劳现象是接头损伤与反复荷载相互作用的结果。一方面，正交异性钢桥面板超长大密度U肋焊缝损伤分布和类型难以确定；另一方面，作用其上的移动荷载位置、大小及频度也不明确，因此导致该类桥面板的预期寿命更难确定。解决问题的根本是实现低损伤、高品质的焊接接头。受U肋封闭构造空间所限，与顶板连接采用单侧部分熔透焊缝，使未熔透部分成为类裂纹缺口，大大降低了接头抗力。细节改善行为，损伤控制寿命，工艺决定成败。国内独创的双侧埋弧全熔透焊接工艺成功用于U肋焊接，使接头的抗疲劳可靠性大幅度提高，成为破解正交异性钢桥面板低龄化的利器。现状：低龄化病害成难题正交异性板钢桥是20世纪将焊接技术用于桥梁结构的杰出作品，它构造合理、用料经济、最大限度地满足了桥梁的复杂受力要求，广泛地应用于全球的桥梁工程超过70年。钢桥面板内焊缝长度和密集度，为所有焊接结构所不及，然而桥梁长达百年的设计服役期却是最高的焊接结构标准和要求。正交异性钢桥面板的低龄化，主要为超长U肋纵向焊缝区控制。运营服役期间，随机出现形态、长度、位置、数量难以控制的多发性纵向疲劳裂纹，不但过早地降低了桥梁的使用功能，而且修复成功率极低、修复成本极高。正交异性钢桥面的低龄化病害已成为桥梁界尚未解决的难题。据日本在上世纪70年代的统计——12小时通过3000辆大型车的桥梁，桥面板发生穿透裂纹的寿命约为10年。相较而言，国内出现病害的时间更短。疲劳裂纹扩展并穿透桥面板后，在荷载作用下会加速扩展。当长度和数量增多时，结构的承载功能显著降低。修复处理和加固桥面板的难度由图3、4可见一斑。采用焊接修复短期有效，长期尚未有过成功。焊接接头：浓缩结构寿命的连接焊接热过程不但使接头区微观金属组织粗化、综合力学性能下降，而且会形成内部和外部缺陷、咬边、未熔透未熔合等几何缺陷，也形成了接头区域的力学、化学、金属学和几何学的不连续现象。几何缺陷为断裂力学中的“类裂纹缺口”，与焊接裂纹相同，是引发疲劳裂纹和控制寿命的最重要因素。美国国家公路合作研究计划（NCHRP）147号报告中，总结了128根焊接钢梁的疲劳试验结果，表明疲劳裂纹均源于焊缝的微小缺陷。在疲劳寿命中的很大部分，疲劳裂纹呈半椭圆形，沿板厚方向扩展。裂纹穿透板厚的扩展过程，约占疲劳寿命的80%～95%，具体取决于细节。从这个方面看，力学不连续所表现的焊接残余应力影响，是远小于“缺口效应”的。焊接接头的疲劳抗力，与焊缝大小无直接关系，也与结构钢屈服强度无关（fy≤960MPa)，而是由焊接过程对接头区域的损伤决定（类裂纹缺口）。德国焊接大师D.Radaj用“最好的焊接结构是没有焊缝的结构”，表明焊接接头存在缺陷的必然性。《疲劳力学》作者许金泉教授也将缺陷控制寿命的理念表述为，“万物皆有缺陷，亦皆会自行产生缺陷。缺陷生灭不息，有累积之势。其势由强弱，故万物之数各异。观其象，察其理，形其势，知其数，道其存焉。数相违，势必伪，理必悖，象必妄，故贵在知数。”U肋与桥面板间的焊接接头呈斜T形(70°～75°)，属T形焊接接头。《美国桥梁焊接规范》(AASHTO/AWS D1.5M/D1.5)对T形接头有如下规定：承受着绕平行于接头轴线发生弯曲的角接和T形接头，其焊缝设计必须避免任何焊根部产生拉应力集中。T形接头采用双侧部分熔透焊缝时，视未熔透部分为缺陷，抗疲劳性能较熔透焊缝低，其降低系数在《美国建筑钢结构设计规范》(ANSI/AISC 360-10) 中根据未熔透长度计算，并以Rpjp<1表示。在封闭的U肋、狭小的空间内，对T形接头内侧施焊，焊接工艺难以实现。长期以来，世界各国的正交异性板均采用U肋外侧施焊，形成部分熔透的单面焊缝，成为违规的特例。预测疲劳寿命的困惑预测结构寿命是预测损伤扩展的过程，属工程界一大难题。桥梁设计规范对结构寿命只能用预期值。设计服役年限≥100年是结构预期寿命，以结构出现可见裂纹而无须修复为限。在明确裂纹位置和材料力学名义应力幅水平的条件下，评定结构寿命的方法用S-N曲线法。S-N曲线由典型的焊接接头疲劳实验统计确定。寿命可表述为：N=C·S-mS为按材料力学方法求得的单向应力幅，对于复杂受力体系，需作简化处理。用断裂力学方法预测疲劳寿命，由裂纹尖端的应力场强度范围ΔK和初始损伤a0求得：由于正交异性板上作用荷载位置和大小、频度的不确定，桥面板结构运营期的损伤分布和损伤程度也不确定，而且损伤处的名义应力难以准确计算。多种因素无法构成确定的关系，何时、何处会出现疲劳裂纹，以及寿命的预测也很难准确。由于正交异性桥面板第Ⅰ体系和第Ⅲ体系所发生的应力成正交，对疲劳互不影响，在疲劳寿命的预测上也会各有不同。疲劳寿命的失效标准是出现可见裂纹，穿透性裂纹的表面长度约为3倍板厚以上。依据等疲劳损伤原则确定疲劳寿命正交异性桥面板纵向呈多跨连续状，多轴效应使第Ⅲ体系活载作用的反复次数，大大超过第Ⅰ体系的主体结构。依据等疲劳损伤的原则，当主体结构失效时，恒幅疲劳寿命为NⅠ，所出现的裂纹长度aⅠ与桥面板aⅢ相同时，桥面板的恒幅疲劳寿命NⅢ>NⅠ，这样可以避免桥面板疲劳裂纹的早期出现。按国内公路规范的标准疲劳车加载，假定车过桥一次，按重车多轴效应考虑，第Ⅲ体系的加载次数为第Ⅰ体系的k倍。由于横向加载对纵向轴距的不敏感，当横隔板间距定为3m时，k=2.5，恒幅加载次数NⅢ=2.5×2×106=5×106。据此，正交异性桥面的第Ⅰ体系和第Ⅲ体系应按不同寿命进行设计，以推迟桥面板疲劳裂纹的出现时间。等损伤、不等寿命设计法也是飞机结构疲劳设计原则之一。抗疲劳的最佳对策焊接接头的高品质需要工艺来实现。将轧制T形钢作为标准，确定为U肋焊接接头追求的工艺目标。对焊接接头“不求完美无缺，但求合于使用”，是国际焊接协会（IIW）制定的设计和工艺准则，应用于U肋则可具体为“力求低缺陷，追求高品质”的工艺指标。采用U肋不开坡口内外侧埋弧焊接工艺，使全熔透和有效控制焊接缺陷的高品质焊接接头得以实现。U肋不开坡口焊，填充金属量小，焊接变形和残余应力相应减小。在焊剂保护下的埋弧焊，热过程稳定、成型好、缺陷少，且熔透率可达100%，对提高抗疲劳性能更为有利。带肋板采用智能型装备焊接和工厂化高效率生产，焊缝实现全长检测，使产品质量稳定可靠。验证性疲劳试验通过不同模型的疲劳试验，验证了U肋全熔透焊接接头良好的抗疲劳性能和可靠的焊接工艺，如图17、18和表1。细节改善行为，损伤控制寿命，工艺决定成败。是焊接接头抗疲劳的基本理念，也是焊接结构完整性设计理念的表现。从单侧到双侧焊，U肋焊接接头性能发生了本质的改变，全熔透双侧埋弧焊工艺的实施，使接头品质优化，抗疲劳性能得到了更大的提升。实现了超长U肋焊接接头、超长龄期服役、低维修的目标。体现了中国制造对世界桥梁发展的贡献。目前该项工艺已经正式使用于公路和铁路桥，正交异性钢桥面板抗疲劳性能的低龄化的破解，让桥梁工程师在优化桥面板厚度、横隔板间距上获得了更大的空间。使轻量化的钢结构更具国际竞争力。“经济指标是评定技术水准的重要标准”不会随时间推移而改变。发布时间：2019-09-03

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