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1、 1932年起,世界上将双相不锈钢用于制造大设备。本文列举9个双相不锈钢造桥的例子。其中建于我国香港的昻船洲大桥，桥塔高298m，塔顶以下118m为双相不锈钢建造。此外，由于焊接技术的提高,用双相不锈钢在我国武汉和上海等地已批量建造了164m长的化学品船等结构物。证明了现有工厂的工艺水平足以建造大桥梁。本文并介绍了双相不锈钢入级钢种的一般特性、不同用途结构物的钢种选择和焊接工艺选择。最后建议桥梁工程师向冶金行业提出研制双相不锈钢斜拉索和悬索。 关键词： 桥梁结构钢 双相不锈钢 箱梁 斜拉索 悬索1前 言1932年，双相不锈钢第一次用于制造一台大型冷却器（图1），成为用双相钢制造大设备的首例。但
2、是，由于制造大型的船舶和桥梁需要焊接，焊缝自然冷却，一般不进行热处理。因此，不易控制住相的析出，析出过多便会降低防腐蚀能力。所以经过2030年并没有造大桥和大船。近年研究成果：调整母材含氮量；控制焊缝的热制度以得到需要的冷却速度；配制合适的填充材料以及保护气体的正确配比，得到耐腐蚀的焊缝1。才可以开始建造大桥和大船。图1 1932年双相钢第一次用于制造大设备（冷却器）用不锈钢造桥，尤其是用双相不锈钢造桥需要比较高的焊接水平。在开工前，需要对钢材、焊接材料、焊工和焊接工艺进行工艺评定。船厂建造过比较大的双相不锈钢船，这为在船厂建造双相不锈钢桥梁创造了很好的条件。船厂应用的双相不锈钢建造大船的实例
3、：供出口的、载重量为18500t的化学品油船瓦莱丽（Valerie）号，总长164.34m、船宽23m、型深12.8m，该船货舱为双层结构，内层采用双相不锈钢，与外层碳钢结构焊连接。该船货舱的结构除了有通常的横隔舱壁之外还有纵隔壁，将该货船分为左右对称的16个整体重力液货舱和两个污液舱，可同时运送18种不同的液货。整体货船的双壳、双底结构对变形控制的要求比桥梁的箱梁更严格，该船每艘使用1200t双相不锈钢。通常把船体看作一条焊成整体的梁，这条梁重约4000t。该船首批建造6艘2。1994年，武昌造船厂在西陵长江大桥（悬索桥）招标时一举中标，至今，该厂已建造了40 座桥梁的箱梁。船厂建造箱梁过程
4、中，采用造船用的特种型钢球扁钢、在船厂内工厂化生产箱梁分段、水运到工地吊装、在工地上用环缝将分段焊成整根主梁-等一系列船桥通用的材料和工艺方法，均得到逐渐推广使用。体现出桥梁建设低成本、好质量、高效率，并在某些方面达到前所未有的技术水平。 2世界上用双相不锈钢建桥的实例2.1瑞典，斯德哥尔摩的阿佩特桥(Apate-bridge)3阿佩特桥位于斯德哥尔摩市中心的一个居民点，是一座人行桥，与周边环境很协调，好象隐没在两岸的绿化带与绿色运河水中。斯德哥尔摩市是一个海港城市，运河通海、分布市内。阿佩特桥横跨思克拉（Sickla）运河，环境兼有海洋大气和城市大气的特征，除了有盐水之外，还有冬天洒放的融冰
5、盐。建桥环境腐蚀条件严峻，但建桥又要求景观好，所以用双相不锈钢建造是非常合适的。该桥长62m，除行人外还预定通行救急车辆。此外，还要求最短服役寿命为120年、比较低的维修成本，还要求建成一个吸引人的景观。现在，桥建得十分轻巧美观。当然，这与双相不锈钢的高强度以及设计建造的高水平有关。此桥划为3个分段，用2205双相不锈钢在车间预制，然后在现场用浮吊安装，焊接成一体。桥的型线非常流畅光顺，由于强度高，精心设计，用钢量较少，成本也较低。建造成本仅比碳钢高3040%，预计碳钢桥的建造成本加上在服役期间几次涂装的费用，要高于这个成本。但用双相不锈钢建桥的初投资要大一些。图2a 瑞典，斯德哥尔摩的阿佩特
6、桥（效果图）图2b 瑞典，斯德哥尔摩的阿佩特桥（正影）图2 c 瑞典，斯德哥尔摩的阿佩特桥（侧影、栏杆）2.2西班牙的梅诺卡 (Menorca) 桥位于西班牙大陆东海岸的外边、地中海的梅诺卡岛上，有一座横跨阿尔坚达(Algendar)河的梅诺卡桥，这是欧洲第一座因环境苛刻、碳钢腐蚀严重，在使用了30年后，改用双相不锈钢重建的桥梁。该桥原为多跨梁式桥，现为单跨中承拱桥，拱上部设计为人行道分隔，桥长55m。承重部件完全用2205双相不锈钢建造（路面用增强水泥），构件采用双相不锈钢中厚板，应用等离子切割成具体的形状与尺寸，焊接坡口处也经过精心加工。图3a横跨阿尔坚达河的(Menorca)梅诺卡桥（侧
7、视）图3b 横跨阿尔坚达河的梅诺卡桥（仰视）2.3 西班牙毕尔巴鄂（Bilbao）市的人行桥（Footbridge）位于西班牙北部、大西洋东岸、靠近法国的毕尔巴鄂市，是一个海港城市，河渠纵横，临街而修，有一条跨运河的人行小桥是用双相不锈钢修建的。此桥用的是2304双相不锈钢，由于此钢号屈服点比2205低一级（400450MPa），镍、铬元素用得比2205 多（镍的含量为6.55.5%；铬的含量为2522%；），因此该钢号现在用得比较少。图4a 西班牙毕尔巴鄂（Bilbao）市的人行桥（侧视）图4b 西班牙毕尔巴鄂（Bilbao）市的人行桥(仰视)2.4 新加坡的行人景观桥新加坡是东南亚的一个国
8、家，也是一个港口城市，西面是马六甲海峡，东北方向与我国的南沙群岛相望，海洋大气环境、气温较高腐蚀情况比较严峻。新加坡又是一个旅游胜地，计划用双相不锈钢建造免维修的、永远闪闪亮的行人观光桥是顺理成章的事情。该行人景观桥计划于2008年建成，设计时拟选用2304或2205钢号。该桥位于新加坡的马温拿湾（Marina bay），结果建成于2010年4月。图 5a 海洋湾（Marina bay）的行人景观桥（效果图） 英国约克郡(York)于2001年用2205双相不锈钢建成的千年纪念桥,是行人景观桥。 图 6a 英国的约克郡（York）千年纪念桥行人景观桥图6a英国约克郡不锈钢桥桥面2.6 中国香港
9、昂船洲大桥塔顶用双相不锈钢建造4 中国香港昂船洲大桥为斜拉桥，全长1596m，主跨长1018m，两边各有4跨约70m的边跨（见图8a）。该桥横跨蓝巴勒海峡，位于香港市区，背景为繁忙的集装箱码头，除了需要抵御严峻的海洋腐蚀环境之外，还是一座具有多项美学特点的地标性建筑物。设计使用寿命为120年，所以用双相不锈钢建造是设计工程师必然的选择。图7 中国香港昂船洲大桥，桥塔上部118m为20mm厚双相不锈钢板内浇混凝土香港昂船洲大桥采用双独柱塔，桥塔高达298m，塔顶部以下118m为不锈钢结构（见图7），选用2205钢号的双相不锈钢（最顶部5m为玻璃），20mm厚的双相不锈钢板作为外表，内浇灌800m
10、m厚的混凝土圆形塔壁，两者之间用剪力键连接。塔内一层一层地安放斜拉索的锚固箱。由英国安康公司（Ancon Building Products Ltd.）焊接预制了一个模型，其中包括：双相不段锈钢外板、双相不锈钢组件和剪力键。 图8b 同左，塔顶外表 图8c 同左，塔顶外表图8a中国香港昂船洲大桥塔顶（钢号2205）图8d 同左，焊缝图 7 中国香港昂船洲大桥塔顶2.7 挪威山区步行桥挪威山区，在一个叫里克荷佛珊（Likehofossen）的地方，采用LDX2101双相不锈钢建造了一座步行桥。该桥横跨于小溪之上，其环境是有雨和雪融化的水，交通不便，要求减少维修保养，乃采用不锈钢。此桥窄而长，设计
11、者选择双相不锈钢首先是因为其高强度。所选用的LDX2101牌号双相不锈钢的特点是便宜而强度高，它的屈服强度是属于450MPa级的，但所含合金元素较少（中限值）：铬21.5%，镍1.5%，钼0.3%。因此它的成本系数仅为0.49（ 成本系数是以钢号“1.4301”的奥氏体不锈钢作为1进行计算的。欧洲钢号 1.4301就是原苏联钢号“1T”,中国叫铬18镍8，简称18-8）。由于2101的含氮量为0.22%，耐腐蚀性较好，因而被称为双相不锈钢中的新一代节约型合金。图8 挪威山区里克荷佛珊（Likehofossen）双相不锈钢步行桥钢号LDX 2101（S32101）2.8 意大利山区的步行桥位于意大利东部、佛罗伦萨的南边、暗伯郎（Ombrone）河的上游、锡耶纳（Siena）市郊的鲁佛罗（Ruffolo）桥，也是一座用LDX2101双相不锈钢建造的横跨公路 路桥求职 路桥招聘 路桥英才网 英才网
