日本的耐候钢桥技术
日本桥梁施工技术
创新技术与可持续发展的挑战来自新材料的应用研发和应用新型建筑材料 ，如高强度钢材和高性能 混凝土，以提高桥梁结构 的强度和耐久性。
智能化施工
利用先进的信息技术和智 能化设备，实现施工过程 的实时监控、自动化控制 和优化管理。
绿色施工技术
推行绿色施工技术，减少 施工对环境的影响，如控 制施工噪音、减少尘土排 放、合理利用水资源等。
创新设计与先进技术
创新设计理念
日本桥梁施工技术注重创新设计 ，不断探索新的设计理念和结构 形式，以满足多样化的桥梁建设
需求。
先进技术应用
日本桥梁施工技术积极引进和采用 先进的技术和设备，如智能施工设 备、自动化监测系统等，提高施工 效率和质量。
优化设计方案
日本桥梁施工技术通过对设计方案 进行优化，如采用新型材料、结构 优化等，降低施工难度和成本，提 高整体效益。
日本桥梁施工技术对中国的借鉴意义
01
强化质量管理
日本在桥梁施工中注重质量管理，采用先进的检测和监控技术，确保施
工质量和安全。中国可以借鉴日本的质量管理方法，提高桥梁施工的质
量水平。
02
优化施工工艺
日本在桥梁施工中注重施工工艺的优化和创新，采用新型材料和设备，
提高施工效率。中国可以借鉴日本的施工工艺，优化施工流程，降低成
本。
03
加强环境保护
日本在桥梁施工中注重环境保护，采取一系列措施减少施工对环境的影
响。中国可以借鉴日本的环保理念和技术，推动桥梁施工的绿色发展。
06
日本桥梁施工技术的实际应用 与效果评价
日本桥梁施工技术的实际应用情况
1 2
施工方法
日本桥梁施工主要采用预制桥梁段的拼装施工方 法，这种方法能够提高施工效率，减少施工时间 。
日本钢制桥墩简述
日本钢制桥墩简述摘要：我国近年来经济发展迅速，国民收入快速增长，汽车走进了普通百姓家庭。
但与汽车快速普及相比，城市道路发展相对滞后，交通压力越来越大，一些大城市陆续开始建设高架快速交通，增加城市道路。
根据以往的经验和我国国情，桥墩几乎都是选用混凝土桥墩，并在我们的道路建设实际工程中大量应用，但是城市道路本身的特点对混凝土桥墩也提出很多制约。
关键词：日本；钢制桥墩；设计Abstract: In recent years, for the rapid economic development and the growth of national income, car enters into the ordinary family. However, compared with cars rapid spread, the urban road development is relatively slow, bringing more and more pressure for traffic. In some of the big cities, there has started to build elevated fast traffic to increase the urban roads. Based on the past experience and the actual situation in China, concrete bridge pier is almost the first choice for pier, and has been widely applied in in practical engineering. However, the characteristics of urban road itself leas many constraints of concrete bridge pier.Keywords: Japan; steel pier; design中图分类号: U448.36文献标识码：A文章编号：我们的邻国日本在城市道路建设上，为应对城市道路狭窄，周边建筑物情况复杂，对施工工期和对道路交通影响要求严格，日本地震频发的不利因素，广泛采用钢制桥墩，工厂预制化程度高，施工上进度大为加快。
日本钢结构建筑介绍及对我国的启示
日本钢结构建筑介绍及对我国的启示一、日本钢结构建筑的比例分析日本森林覆盖率高，日本民族自古就有喜爱木建筑的传统。
日本总务省每5年对全国的住宅情况进行统计，根据最新统计结果显示，从建筑构造方面来统计，2013年木造结构为3011万户，占整体住宅57.8%；独户住宅达到2860万户，占整体住宅的54.9%。
2014年住宅木结构统计中，可以计算出平均每栋住宅的面积为121平方米左右，基本属于独户住宅的范畴。
日本人之所以喜欢木结构独户式住宅，除传统习惯外，木结构房屋使用寿命长、建设周期短、节能、生态、环保、抗震等特点也是其受青睐的重要原因。
但为什么会认为日本是钢建筑先进国家呢？在日本大中城市中，鳞次栉比的摩天大厦是另一道风景线，这些建筑以钢结构为主。
钢结构建筑是一个复杂的技术、设备、部品、材料有机结合体的集成产品，是建筑产业化的发展方向和必然产物。
由于日本特殊的地质条件，日本建筑钢结构及相关钢材的研发与生产一直处于世界领先水平。
根据日本总务省统计，2013年日本非木造为2199万户，占比为42.2%，其中钢筋混凝土与钢结构为1766万户，占比为33.9%。
现代日本住宅，从结构上讲，木结构的占多数，但钢筋混凝土结构及钢结构等住宅占到非木结构的80.3%。
图一不同建筑结构施工面积为了分析包括住宅在内所有建筑物钢筋混凝土与钢结构所占比例，引用日本国土交通省的统计数字， 2013年日本新施工房屋总面积为14845.6万平方米，其中，钢结构(S)为5234.3万平方米，约占35.3%，钢筋混凝土结构（RC）为2967.5万平方米，约占20％：钢管混凝土结构(SRC)为346.5万平方米，约占2.3％：从图一可以分析得出1970后钢结构始终高于钢筋混凝土面积比例的结论。
表1 日本2014年施工的不同用途及结构建筑物统计数量（面积）如表1所示，2014年的统计中，2014年钢结构建筑为12.8万栋，占总数的21.7%，面积4922万平方米，占总面积的36.7%。
日本钢桥
少数主梁桥少数主梁桥是通过采用大跨度的合成桥面板或PC桥面板，达到减少主梁数目，并使横梁，风撑结构简素化以至于省略的新形桥梁。
近年来已经成为一种常见的钢桥形式。
适用于曲率半径大于700米的场合，经济跨径30到80米。
特长：由于采用合成桥面板或PC桥面板，提高了桥面板的跨度。
合成桥面板的底钢板同时兼做混凝土的模板。
现场打设的PC桥面板或工厂预制的桥面板均可对应。
由于桥面板跨度的增大，减少了主梁数目。
横梁的间隔也达到10米程度，横梁可以直接使用型材。
通过桥面板抵抗横方向的荷重，省略了下风撑。
除去强风地域，一直到70米均可保证抗风安全性。
跨径再大的话需要对抗风做特别的考虑。
狭小箱梁桥狭小箱梁桥的主梁比从前的箱梁窄，翼缘的板厚较大，纵向加强肋的设置个数少，省略了横向加强肋，并且通过使用大跨度的合成桥面板，PC桥面板，简化了床组结构。
适用于曲率半径大于300米的场合，经济跨径60-110米。
特长：纵加强肋的设置个数大大减少，或者省略横加强肋。
较大跨径时，虽然箱梁断面较宽，箱内结构也可以简素化。
例如最大跨径97.6米，梁高3.1米，腹板间隔2.5米的狭小箱梁，但纵加强肋只设了一处。
当上下线一体化时狭小箱梁开断面箱梁桥适用于曲率半径大于300米的场合，经济跨径50-90米。
当上下线一体化时开断面箱梁合理化钢床板少数I梁桥适用于曲率半径大于700米的场合，经济跨径60-110米。
采用大尺寸的U形加强肋。
合理化钢床板少数I梁桥采用了较厚的钢桥面板，增强了耐久性。
合理化钢床板少数I梁桥与从前桥梁的比较。
合理化钢桁架桥与从前的钢桁架桥相比，省略了支持桥面板的纵梁和牛腿等床组结构，采用了适用于大跨度的合成桥面板或PC桥面板。
通过桥面板抵抗横向荷载，省略了上风撑。
结构简素化钢桥从前日本的钢桥，为了最大限度上节省材料，结构做的过分复杂。
但由于总成本中材料费用比重的下降，制作安装费用比重的上升，钢桥结构上需要做相应的改进。
在工程实践中，日本技术者在工作细节上总有一种复杂化的倾向，不利于降低桥梁的总造价，为此，1998和2003年，日本桥梁建设协会两次发行新的钢桥设计指针，力图使钢桥结构简素化。
日本钢桥概况及中国钢桥的应用与发展
成 网格状 钢制 桥 板 ， 再 与主梁 焊 接形 成 一 体 。钢 桥
板 上铺 沥青供 车 辆通 行 。因桥 板 为钢 板 ， 桥 体 自重 轻， 适用 跨距 ４ ０～１ ５ ０ ｍ。断 面可 以是 一 箱 、 二 箱 或
外场 所 。 钢筋 混凝 土桥 的缺 点 ： 桥 体 自重大 ， 抗震性差 ， 因地 震等 原 因破坏 后 ， 拆除、 搬 运 以及 废 弃混凝 土处 理很 不方 便 ； 现场 浇 筑施 工 工 期 长 、 受 季 节影 响大 ， 且需 要架 设大 量 的脚 手 架模 板 等 ， 对 地 面 的 环境 要
发展 而不 断 的更新 。
（ ３ ） 抗 震性 好 。 由于桥 体 自重 轻 ， 塑性 韧 性 好 ，
所 以地震 时产 生 的水 平 力 较 小 ， 对 桥 墩 的抗 震 强度
要求 低 ， 钢制 的桥 体 抗 变形 能力 也 比混 凝 土 的 桥体
好。
（ ４ ） 工厂 内制 造 预 装 ， 现 场 不 需 要 做 大 量 的模 板 和脚手 架 ， 减少 现场 施工 时 间 ， 更适 合施 工环 境 复 杂 的都市 。
便， 造型美 观 等特 点 成 为 主要 使 用 桥 梁 类 型 。 日本 处 于地震 带上 ， 每年 有数 千次 的地震 ， ３级 以上 的 每
天就 有 ３ 、 ４次 之 多 。而 且 钢 桥 自重 轻 ， 在 地 震 发 生 时 的水平 力小 ， 因而钢桥 的抗 震性好 。
・
５ ８・
日本钢桥的发展 、 现状 以及 未来的发展方 向。阐述 了为何 中小跨 距 的钢桥 将会 成为都 市立 交桥 、 高架桥 的主 流桥 梁。借 鉴 日本的发展道路 ， 对 中国钢桥的发展 提 出了建议 。 关键词 ： 日本 钢桥 ； 中国钢桥 ； 中小跨 距钢桥
日本钢结构桥资料
日本钢结构桥资料
日本钢桥新技术资料
日本是钢桥的王国，钢桥的结构形式随着时代的发展而不断地进行着改进。
教科书里介绍的结构形式有许多已经过时，日本桥梁建设协会的资料是实际工程设计的参考资料。
少数主梁桥
少数主梁桥是通过采用大跨度的合成桥面板或PC桥面板，达到减少主梁数目，并使横梁，风撑结构简素化以至于省略的新形桥梁。
近年来已经成为一种常见的钢桥形式。
适用于曲率半径大于700米的场合，经济跨径30到80米。
特长：由于采用合成桥面板或PC桥面板，提高了桥面板的跨度。
合成桥面板的底钢板同时兼做混凝土的模板。
现场打设的PC桥面板或工厂预制的桥面板均可对应。
由于桥面板跨度的增大，减少了主梁数目。
横梁的间隔也达到10米程度，横梁可以直接使用型材。
通过桥面板抵抗横方向的荷重，省略了下风撑。
除去强风地域，一直到70米均可保证抗风安全性。
跨径再大的话需要对抗风做特别的考虑。
狭小箱梁桥
狭小箱梁桥的主梁比从前的箱梁窄，翼缘的板厚较大，纵向加强肋的设置个数少，省略了横向加强肋，并且通过使用大跨度的合成桥面板，PC桥面板，简化了床组结构。
适用于曲率半径大于300米的场合，经济跨径60-110米。
特长：纵加强肋的设置个数大大减少，或者省略横加强肋。
较大跨径时，虽然箱梁断面较宽，箱内结构也可以简素化。
例如最大跨径97.6米，梁高3.1米，腹板间隔2.5米的狭小箱梁，但纵加强肋只设了一处。
当上下线一体化时狭小箱梁。
浅谈耐候性钢桥的应用以及设计要点
浅谈耐候性钢桥的应用以及设计要点摘要：钢材作为桥梁结构中的一种主要材料，有着悠久的历史并且在桥梁建设中发挥着极其重要的作用。
然而锈蚀又是钢桥的一大弱点，影响着其优势的发挥。
耐候钢的出现和使用，弥补了钢材作为桥梁材料的不足，为钢桥的发展带来了新的生机。
关键词：耐候性；钢桥；应用；设计Abstract: As a main material in the bridge structure, the steel has a long history and plays an important role in the bridge construction. However, corrosion is a big weakness of steel bridge, and affects the advantages. While the emergence and application of weathering resistant steel make up the shortcomings of the common steel used as a bridge materials, and bring new development for steel bridge.Keywords: weathering resistance; steel bridge; application; design中图分类号: U448.36 文献标识码：A文章编号：耐候钢于1 9 6 4年在美国首次应用到公路桥上，现已经在经济发达国家中得到了很大的发展。
本文通过介绍耐候钢材的由来和国外的应用状况、以及耐候性钢桥设计上需要注意的要点，希望作为新型钢材的耐候钢可以促进我国公路钢桥的进一步发展，为解决城市日益拥堵的交通状况发挥其重要的作用。
1、耐候性钢材的由来近年来，钢桥与混凝土桥，特别是与预应力混凝土桥相比较，采用的越来越少。
日本钢桥概况及中国钢桥的应用与发展
日本钢桥概况及中国钢桥的应用与发展日本是一个拥有众多桥梁的岛国，钢桥是其中重要的一种桥梁形式。
首先，我将介绍一下日本钢桥的概况，然后再谈谈中国钢桥的应用与发展。
日本钢桥的概况：1.历史悠久：日本钢桥的历史可以追溯到19世纪末20世纪初，早期采用的是铁框架结构，发展到后来大规模应用钢结构，如钢筋混凝土梁桥、悬索桥、斜拉桥等。
2.技术先进：日本在钢桥的设计和制造方面拥有丰富的经验和先进的技术，其桥梁工程研究所对钢桥的研究不断取得突破，如使用新型材料、新型构造和新型施工方法等。
3.良好维护管理：日本对桥梁的维护管理十分重视，建立了完善的桥梁维护体系，定期进行桥梁检查和维修，确保桥梁的安全和可靠性。
4.利用现代科技：随着科技的发展，日本的钢桥在设计和施工上也得到了很大的提升，如利用软件进行桥梁的设计和分析，利用机械化设备进行桥梁的施工。
中国钢桥的应用与发展：1.应用广泛：随着我国城市化的进程加快和交通繁忙程度的增加，钢桥在我国得到了广泛的应用，既包括城市道路上的钢梁桥、悬索桥、斜拉桥等，也包括高速公路和铁路上的跨度大、载荷大的大型钢桥。
2.技术不断创新：中国在钢桥的设计和制造方面也在不断创新，不仅引进了日本等发达国家的先进技术，还大力发展自主创新，提高了我国钢桥的设计水平和质量。
3.建设速度快:随着我国基础设施建设的快速发展，钢桥的建设速度也在不断加快，例如，在高铁建设过程中，很多地区都采用了快速搭建的钢桥，可以大大节约建设时间和成本。
4.环境友好:钢材是可循环利用的绿色建材，在钢桥建设中可以大大减少对自然资源的消耗，降低施工对环境的污染，符合我国推进可持续发展的要求。
总结起来，日本钢桥的应用与发展源于其悠久的历史、先进的技术和良好的维护管理，而中国钢桥目前正处于蓬勃发展阶段，应用广泛且技术不断创新，对于我国的交通和城市发展起到了重要的推动作用。
随着科技的发展和经验的积累，相信我国钢桥的应用和发展会越来越好。
日本钢桥
通钢设计构件所用的水平面全部作成5%的排水坡。
结论：与普通钢桥梁相比较，耐候性钢桥梁设计，制造加工都要复杂。
2.2 高强度螺栓 在日本钢桥中所使用的摩擦型高强度螺栓分六角形和圆头型两种类型。 其中六角型高强度螺栓与我国桥梁上采用的高强度螺栓一模一样（一 个六角螺干配两个垫圈和一个螺母）。而另一种圆头型的高强度螺栓： 只需一个垫圈和一个螺母。造价上圆头型高强度螺栓占优，若没有特 殊理由的话，现在日本的钢桥设计通常都采用圆头型高强度螺栓。
2.4 材料分级和混用 在我审查一些设计院图纸时，许多中年工程师还搞不清楚钢桥内那些 是重要构件，那些是次要构件。例如：隔板、加劲肋的部件。 这方面日本铁道钢桥设计规范给予了明确的解释。重要构件是1级， 次要构件是2级。
1级构件：主梁，横梁，纵梁，支点位置的竖向加劲肋和隔板，箱形 梁中的纵向加劲肋，拼接板，传剪器，限位装置，防落梁装置等
例如：钢箱梁的翼缘板厚度，理论计算值需要24.1毫米。
日本：FLG 1000×25，拼接板 2-SPL 1000×13，螺栓 M22×90 （13+25+13+35=86） 国内：FLG 1000×26，拼接板 2-SPL 1000×16，螺栓 M22×100 （16+26+16+40=98） 注解：我国设计规范规定：“拼接板面积是母材面积的1.1倍”，所 以13×1.1=14.3，→16mm 结论：模数的差异直接影响到钢板和连接螺栓，进而也就影响到整个 桥梁的成本。
日本钢桥耐候性钢的高峰期是1999年，钢桥耐候性钢用量达到12.33 万吨，之后由于日本建筑业趋于饱和，年耐候性钢钢重略有波动，但
是到2008年统计时耐候性钢的年用钢量依然在10.07万吨。2008年时 耐候性钢桥梁钢重的比例已经达到当年全部钢桥钢重的31.07%。
日本免涂装耐候钢桥关键技术
日本免涂装耐候钢桥关键技术雷进1 ,杨大海"，汪志甜"（1.安徽省交通控股集团有限公司，安徽 合肥230088；2.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230088）离H 游廿峯沏墨W:沖摘要：采用耐候钢建造桥梁，可以降低钢结构桥梁服役过程 中维修养护的要求，大大减少了直接维护费用、中断交通间接费用，并延长使用寿命，同时能够保护环境，符合可持续发展战略要求。
当前，我国耐候钢桥应用处于起步阶段，相关国家或行业标准还未建立。
文章在总结分析日本有关免涂装耐候钢桥应用研究现状基础上，对日本耐候钢桥关键技术进行深入分析， 最后对日本耐候钢桥技术目前存在的问题进行总结，旨在为我国耐候钢桥的设计和建造起到良好的指导作用，并促进耐候钢桥梁在我国的推广应用。
关键词：免涂装;耐候钢桥;可持续发展中图分类号：U445.7&3文献标志码:B文章编号：）007-7359（20）9））0-0））4-02 D0l ：10.16330/ki.1007-7359.2019.10.0420前言耐候钢，又称耐大气腐蚀钢，含有少量Cu 、p 、Cr 、Ni 、Mo 等合金元素,在大气腐蚀条件下,其腐蚀产物和基体之间能够形成一层致密、连续、合金元素Cu 、Cr 、P 等富集的内锈层。
凭借该层锈的保护，该耐候钢 显示出良好的耐大气腐蚀性能。
采用耐候钢建造桥梁，可以降低钢结构桥梁服役过程中维修养护的要求，大大减少了直接维护费用、中断交通间接费用，并延长使用寿命，同时能够保护环境，符合可持续发展 战略要求。
1日本耐候钢桥应用研究现状日本国土绝大部分局域直接濒临海洋,大气环境中含有大量的氯离子（Nacl 含量在75%以上），公路钢 结构腐蚀严重，因此，日本钢桥的防腐尤其重要。
日本 最初是从美国引进耐候钢专利，并在1460年和1971 年分别制订了焊接结构用（JIS G3114）和高耐大气腐蚀（JISG3125）两种耐候钢标准，屈服强度分别至460MPa 和 355MPa 。
日本钢桥新技术概述
４ Ｑ ． ５ ．
１． ０ ０５０
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Ｚ！ ｚ 笪墼 曼 Ｑ
耐久 性地提高 ， 维持 管理 费也随之降低。
（） 设 时 的 安 全 性 提 高 。 成 桥 面 板 ３架 合 模板 和 梁 下 的 安 全 设 备 以 及梁 下 的 施 工 作
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架 结 构 ， 用 型 钢 使
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（） 抗风 稳 定性 。 从 前采 用 的箱 梁 结 ２ 和
构没 有什么变化 。
① 分 段 工 法 的 采 用 。 工 厂 分 段 制 作 在 （ 转８ ） 下 ０页
横构的省略 ， 由于 桥 面 板 跨 径 的 扩 大 能 削
合成 桥 面 板 或 Ｐ 桥 面 板 ， 高 了桥 面 板 的 减主 要 横粱 的 数 量 。 Ｃ 提 将横 梁 间 隔扩 大 到 １ｍ ０
左右 ， 梁 可 以直 接 使 用 型 材 。 过 桥 面 板 横 通 设计 来 抵 抗 横 荷 重 ， 构 省 略 。 横 （） 持 管 理 费 的 减 低 。 着部 件 数 的 ２维 随 减少 涂 装 面 积 减 少 。 持 管 理 费 的降 低 。 维 由 于 合 成桥 面 板 、 Ｃ 面 板 的 采 用 桥 面 板 的 Ｐ 桥
造。
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— 一
开断面箱梁桥的特长如下 。
对日本钢桥建造技术的几点思考
性 的影 响 。
作 者： 李军平 ， 男， １ ９ ６ ５ 年 出生， 教授级高级工程师 。
日本工业起 步于第二次世 界大 战以后 ， 而且 发展 很快 ， 到２ Ｏ世纪六七 十年代 ， 钢产 量 已完全 能够 满足 发展 需要 ， 加之钢桥 有利于工厂化 制作且抗 震性 能好
ＤＥＬＩ ＢＥＲＡＴＩ ｏＮＳ ｏＮ ＪＡＰＡＮＥＳ Ｅ Ｓ ＴＥＥＬ ＢＲＩ ＤＧＥ ＣｏＮＳ ＴＲＵＣＴＩ ｏＮ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ
Ｌｉ Ｊｕ ｎｐｉ ｎｇ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｂ ａ ｏ ｊ Ｊ Ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ， Ｂ ａ ｏ ｊ ｉ ７ ２ １ ０ ０ ６ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
化、 自动 化设 备 ， 提 高 了效 率 ， 并 减 小 了人 为 因 素 对 质 量 的 影 响 ， 而且， 特 别 注 重精 细 化 管 理 。 多年 来 ， 在 研 究 吸 收 日本 等 国 外先 进 经 验 的基 础 上 ， 我 国 在 钢桥 梁 建 设 方 面 取 得 了 可 喜 的成 果 ， 但 仍 有 需要 改进 的 地 方 ， 如： 在 钢 桥 设 计 方 面存 在 一 些误 区 ， 在钢桥制造 、 架设 及 精 细化 管理 方 面还 有 一 定 的 差距 。 只 有 认 识 到 不 足 并 加 以 改 进 ， 才 能 全 面提 升我 国钢 桥 梁 的 建 造 水 平 ， 可供建设方 、 设计 、 制造单位参考 。
借鉴 和思 考 的地方 。
２ 值 得 学 习 和 思 考 的 地 方
日本桥梁耐震防固技术介绍
日本 建筑界人士 预测到本 世纪 ３ Ｏ年代就有 一半 的桥 梁进入 老 化， 因此在设计桥梁 时 ， 不仅考虑初期的建造费用 ， 而且还考虑到远期 改建 、 拓宽、 增加 车速 、 提高标准 的费用 和养护费用等 问题 ， 总的成 使 本减少 。日本很重视桥梁优质耐久性和延缓老朽化 的研 究 ， 分门别类 地研究了钢结合梁 的涂料 、 砼桥面板的防水 、 伸缩缝 的设 置 ， 防护栏 杆 的构造 、 支座形成的选取等各个方面。针对 城市、 山区、 沿海等地区采 用不 同的对策 ， 要求延 长桥梁使用寿命 。另外 ， 他们还注重桥梁 的装 修， 把装修和防锈、 隔音 、 防污染等功能结合起来 ， 达到双重 目的。 如选 用 白、 米黄 、 浅绿色 的防锈基料 ； 在桥体侧 面及底 面安装 防污的金属饰 板； 隔音墙为透 明的或半透 明的 ， 能透过视线 ， 显压 抑 ； 不 泄水管集 中 ．＿ — — — — — — — — — — — — — — — 一 ．— 设在墩中心 ； 天桥地道普遍用不锈钢栏杆 ； 铺砌地 面的花 岗岩 、 彩砖 色 一 【 参考 文 献 】 ［］ １ 日本道路 协会． 路桥示 方书 同解说 ： 道 耐震设 计篇【 】 Ｒ． 东京 ： 日本道路 协会 ， 彩和周围建筑物一致 。
３ 抗 震 技 术 的 强化
大地震中桥梁不受损坏是不可能的 ， 桥梁抗震设 计的 目的是要使 墩 台不倒塌 、 不落梁 ， 便于抢险救灾和减少灾区损失 ， 桥梁修复加固要 达到能够承受相同等级 的地震标准 。 日本高架桥 中的多层 桥多（ 一般 ３至 ４层 ， 有的 ５层 以上 ）高桥 、 多（ 高度有的达 ５ 米 以上 ）为地震 时避 免直接 和间接 次生灾 害影 响， Ｏ ， 作了抗震考 虑。 其抗震 的等级都 比较高 ， 水平地震荷载 系数取 ０ ～ ．２ ０ ３ 。对大跨径 的桥梁 （ 吊桥 、 张桥 ） ．ｇ ３ 如 斜 进行了特殊的动力分析 ， 如 地震时程分析 、 耐风振的模型实验等等 ， 保安 全畅通。 确 日本是经济发达 国家 ， 同时又是地震频 发的国家 ， 对其 国内桥梁 设施技术要求很高 ， 这也推 动了其建桥工程技术 的发展 ， 尤其是在桥 梁耐震方面。而我 国随着改革开放以来 大量基础设施建设 的加快 ， 今 后数十年 ， 也将面 临大量危旧桥。 以上 ， 我们 概略的介绍 了一下 日本的 桥梁 耐震补强技术 ， 希望给予供 国内的桥梁设计者和建设者以借鉴 。
耐火耐候钢在国内外发展情况
耐火耐候钢在国内外发展情况耐火钢的概念在上世纪八十年代由日本提出，现在欧美、日本、韩国和澳大利亚等发达国家相继开展了耐火钢的研究和生产。
日本新日铁、川崎和NKK都可提供耐火钢材，包括型钢、板材、带材和钢管等产品。
新日铁和NKK的耐火钢板材形成了室温力学性能相当于JIS标准SM400和SM490级别的系列产品，兼顾耐大气腐蚀性能也是耐火建筑用钢的一个重要方面，为此，新日铁开发了一类在耐火钢成分体系的基础上添加耐候元素Cu和Cr的耐火耐候钢品种系列（牌号NSFR400W和NSFR490W）。
据有关资料，耐火耐候钢在日本建筑行业的需求量呈快速增长的势头。
国内有关钢厂也开展了耐火耐候钢的研制工作。
宝钢在国内最早开始研制和生产建筑用耐火耐候钢，迄今已向不同用户提供耐火耐候钢超过万吨。
特别是2001年宝钢耐火耐候钢有5000余吨成功用于上海市第一个全钢结构高层住宅楼群中福工程，这是国内首次大批量生产和使用耐火耐候钢。
工程实践证明，宝钢耐火耐候钢各方面性能满足工程需要，是建筑用钢中的精品耐候钢在世博会中的应用上海2010年世博会中的卢森堡大公国国家馆，该馆主体建筑外观整体呈锈色，因为建筑用料是一种名叫耐候钢的特殊钢材。
耐候钢又叫考顿钢，它的特别之处在于，暴露在自然环境中，经与空气、雨水等作用，钢材表面会自动形成抗腐蚀的保护层，无需涂漆保护，材料的寿命在80年以上。
耐候钢的提供商为安赛乐米塔尔上海代表处，它是总部位于卢森堡的全球最大钢铁企业―――安赛乐米塔尔集团的在华总部。
耐候钢在中国还是首次应用于建筑外观，完工后的卢森堡馆整体将呈现耐候钢的天然原色，展馆的内墙则由冷杉木组成。
新型的耐候钢与自然的冷杉木，营造出雕塑式的古堡，不仅艺术感十足，也谙和了环保和可持续的当代理念。
同时，这也刻画出与钢铁密切相关的卢森堡形象―――100多年来，卢森堡一直以精湛的炼钢技术闻名于世，当年巴黎建造埃菲尔铁塔所用的钢材，就来自于卢森堡。
日本的耐候钢桥技术
日本的耐候钢桥技术2010年l2月汪磊等:日本的耐候钢桥技术2010年第6期日本的耐候钢桥技术汪磊,刘向南(云南省交通规划设计研究院,云南昆明650011)摘要:介绍日本耐候钢桥的发展背景历程和现状,基本原理,设计施工及维持管理要点,希望能对国内日益推广发展的铜桥设计和建造等方面拓宽思路.并为中国桥梁早日全面赶超世界桥梁先进水平提供一些借鉴和帮助关键词:日本公路桥梁;耐候铜桥:免涂装技术:腐蚀机理0引言耐候钢(在日本也称为免涂装钢)是随着高强钢材的出现,材质轻薄化和防腐蚀要求相应提高而发展起来的.早在20世纪初,欧美各国制钢业就已经相继发现在炼钢时掺入微量的Cu等其他金属元素,可以提高钢材在大气中的耐腐蚀性.以此为契机,大规模的钢材添加合金元素后的耐腐蚀性的调查开展起来,很快就积累了一定的经验数据.1967年美国在世界上首次将耐候钢材用于"裸桥"方式建设的钢桥.并在1977年建成了世界上最大跨度的上承式耐候钢拱桥——新河峡大桥(NewRiverGorgeBridge1.其后耐候钢桥在世界范围内得到很快推广.目前已成为发达国家钢桥的一种发展趋势.13本属于岛国,直接濒临海洋的区域占国土的绝大部分,这些地区的空气中携含有大量的海盐成分(75% 为NaC1,其他也均为金属盐类),这些盐分在空气中达到吸湿临界湿度后即会在附近固态物表面结露.促使其腐蚀反应的发生.另外13本冬季寒冷,为消融公路路面积冰而抛洒的大量融54雪剂,同样会造成公路钢构造物的腐蚀加剧,所以在日本钢桥的防腐蚀工作显得尤为重要而艰巨.1969年日本建成其国内第一座完全真正的耐候钢桥,并于1985年制定了《无涂装耐候性桥梁设计施工要领》,还在1993年进行了修订,确定了耐候钢桥适用海岸环境飞来盐分的判断标准:飞来盐分量<0.05mg/i00em? d(0.05mmd).经过四十多年的不断积累和发展,目前已经形成了耐候钢材生产加工,耐候钢桥设计建造及维护维修各方面一整套较为先进成熟的体系,在桥型上也涵盖了梁桥,桁架桥,拱桥,悬索桥,斜拉桥等,全国约70%的I形钢梁和混凝土桥面板组合梁使用了耐候钢.近年来.日本钢铁企业研发了镍系列的耐候钢.更可专门用于滨海地区空气中含盐份较多的地区,开始逐步打破耐候钢桥原来的地域禁忌.图1为目前耐候钢桥在日本的状况.柱状图为耐候钢桥各年耗用的钢材重量,折线图为耐候钢桥各年占全部钢桥的比重.两者特别是后者不断攀升的趋势非常明显.图2和图3为日本较有代表性的两座耐候钢桥.图2的吉濑田切大桥还曾获得2007～2008年度日本土木学会最高奖——田中奖.图1耐候铜桥在日本的状况图2吉濑田切大桥图3横田川桥1耐候钢的防蚀机理金属在大气环境或在水溶液中的腐蚀过程基本是相同的,均可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种.耐候钢材的防腐蚀性能.以往多数人认为在于其"表面安定化锈蚀层"的生成,从而阻止了腐蚀的进一步向内发展.而实际上,这样的笼统地说"表面安定化锈蚀层"是很片面的.将野外长期暴露于空气中处于稳定状态的耐候钢生锈的外表面取样做成深度方向的断面,在偏光显微镜下观察可以发现:其表面锈蚀层界限分明地分为内层(消光层)和外层(偏光层),(图4).由Cu,Cr和P等元素浓缩成的内层致密具有较强的环境阻断性,从而发挥了防腐蚀的性能.而普通钢材锈蚀表面的消光和偏光两种成分没有形成明晰的两层,而是混杂在一起,故而不能防止锈蚀的深入发展.耐候钢和普通钢材表面锈蚀层区别见于图5.当然,耐候钢的锈蚀并不是形成稳定锈蚀表面就完全停止了,而只是腐蚀速度很慢,被大大延缓了.2010年12月汪磊等:日本的耐候钢桥技术2010年第6期图4耐候钢的表面锈蚀层微观图图5耐候铜和普通钢材的表面锈蚀层图示根据日本都市内高速道路耐候钢桥梁表面锈蚀情况为期15年的跟踪调查结果,耐候钢桥一般建成5年后,锈蚀层基本就会处于稳定状态,但是一些受含有冬季防冻剂的排水影响或是滨海区空气中盐分影响的部位仍会出现鱼鳞状和层状剥离的锈蚀.为将耐候钢材合理地进行使用,环境条件,细部构造和建成后维持管理,特别是特定环境条件下相应特性耐候钢材的使用等须特别留意.2耐候钢桥梁的设计施工要点耐候钢的使用方式主要有裸露使用,涂装使用和锈层稳定化处理后使用三种.目前日本的耐候钢桥梁形式以板梁桥占多数.桁架,拱桥,悬索桥和斜拉桥等也有使用.规范推荐的适宜的使用条件为非高温多湿或不受盐分硫化物影响的地区,具体使用的类型一般为SMA钢材和镍系高耐候性钢材(包括该钢材制造的高强螺栓和熔接材料).在设计中.一般认为有利于表面锈蚀层形成并发挥作用的环境是:1)雨水直接降于表面,但排水良好的部分;2)通风较好的内侧垂直面和排水较好的水平面;3)置于通风较好部位的水平部材:4)不受盐分影响的地区.而不利于表面锈蚀层形成发挥作用的环境是:1)泥土和尘埃容易堆积的构造;2)通风性差且易受潮湿的部位:3)由于桥面板,伸缩装置和排水管破损造成漏水的部位.在耐候钢桥细部构造的设计中应注意以下一些方面:2.1连接处1)下翼缘板间的连接处应设10mm～20ram间隙.这样主动地拉开间距使其易于通风保持干燥.2)腹板上的添接板只设一块板:3)螺栓最大间距(中心距离和缘端距离)应限制在一定范围内,保证板间压紧密闭:4)下翼缘下侧的添接板应断开设置,列于腹板的两侧:2.2一般部位1)水平设置的大面积平板应设置排水构造(设坡开孔),避免积水尘埃堆积长时间保持湿润状态;2)梁板桥下翼缘须设置坡度以利排水;3)主梁外侧的竖向补强钢材在与下翼缘和腹板的空间交角处应开半径为50mm的孑L,避免形成死角; 4)桁架和拱桥的杆件节点部位应采用排水,通气较好的构造;5)桁架弦杆中H型钢在弱轴方向使用的情况.须考虑排水顺畅,可设置必要的泄水孔:6)拱桥的拱内系杆等存在较大倾斜角度的结构.应注意在杆件上设置泄排水构造.避免积水;7)未完全密闭的箱式构件,内表面应进行涂装:而完全密闭的则内表面可以免涂装:8)并行的双幅桥和靠近山坡的桥考虑到喷溅腾起的防冻剂影响.受影响的外表面应涂装:9)由排泄水考虑设置的孔洞对材料疲劳有误影响应作认真考虑. 2.3梁端部梁端从桥梁各部位来看,通风性较差.由路面排水不畅或是伸缩缝装置故障导致梁端处于一种较为不利的环境中,故设计中应注意:1)梁端直至桥台前部应涂装;2)基于通气和检查考虑,腹板在梁端应设置切口;3)对于箱梁在纵坡上较高的一端端部易积水,应作适当填充(可采用混凝土设置反向纵坡以利于端部排水)或设置遮挡防水或开槽口等构造;4)下部(帽梁或盖梁)支承面和梁底面间应留足够的空间,保证通气性:5)下部结构的上顶面应设置排水的坡度.设置了排水沟等专门构造的情况下应加大纵坡坡度.2.4桥面板1)桥面板须设置防水层,特别是带有人行道的情况下,防水层应满铺包括人行道的整个桥面(人行道未设防水层,桥面汇水通过人行道下渗, 由添接板的间隙进入梁内的例子很多);2)泄水管应伸出主粱下翼缘之外,注意防止水流飞散溅回;3)悬臂的桥面板下应设置水滴构造.2.5附属物1)泄水管横向引流应充分保证坡度,并在钢结构表面避免设置接头;2)栏杆等由于考虑会弄脏行人衣服,故避免使用耐候钢;3)水管管道付挂于桥上时由于水管管壁由于内外温差容易结露弄湿钢结构.对此应加以考虑:4)一些非常容易潮湿的金属部件可以考虑涂装或电镀;5)伸缩缝并非标准的桥梁排水构造.大变形无法避免的情况下必须充分重视其排水措施.在耐候钢桥细部构造的施工中应注意以下一些方面:1)工场制作及运输(1)钢材的表面处理,主要是避免表面锈蚀层的不均匀,对外观造成552010年l2月云南建筑2010年第6期表1耐候钢锈层目测外观评点标准状态评点目视外观锈蚀厚度5没有进一步的腐蚀.锈蚀层薄不到200~m正常4平均外观锈蚀颗粒直径1mm以下,且较为均匀不到400~m3平均外观锈蚀颗粒直径1N5ram需观察2平均外观颗粒直径5-25mm的鱼鳞状剥离现象的锈蚀400~m以上不到800~m异常1出现层状剥离现象的锈蚀800~m以上不利的影响a,表面不处理,带锈制作;b,原材料钢板表面除锈后制作;c,原材料表面不做处理,待制作完成后表面除锈处理;d,原材料钢板表面除锈后制作,制作完成后表面再做除锈处理.(2)临时保管a,制作工厂位于滨海地区,应注意空气中携带的盐分的腐蚀,必要时在发货前可以用水冲洗;b,钢材等堆放时应表面排水顺畅,并置于较高台架处,避免雨水溅起打湿:c,材料无法避免密封时,可以置于通风良好地方保管:d,对添接部摩擦结合面处的高强螺栓,应充分保证其品质;e,施工中和制作中表面沾染的尘埃或油脂污物应及时擦去,否则会造成表面锈迹不均,影响景观.2)施工操作除了同L尽量不要沾染污物外,梁体架设完成到桥面板开始施工之间的时间应尽量缩短.因为梁体结构并没有考虑上述构造注意事项.3耐候钢桥梁的维护管理3.1耐候钢桥的腐蚀监控腐蚀仍然是对耐候钢耐久性影响最大的因素.腐蚀最严重的后果是造成钢材板厚减小使得耐力不足,故其腐蚀减耗量必须被控制管理.耐候钢锈蚀的评价目前仍以外观目视调查为主,以板厚测定为参考.一般的腐蚀减耗量控制界线为50年o.3ram以下.56100年以内0.5mm以下.表1为日本1980年以来进行的大规模钢桥(包括耐候钢桥)的调查经验总结.根据评点对耐候钢材腐蚀程度的预测:1)暴露3年的程度,外观评点为1或2的.100年后单面平均腐蚀减耗量超过lmm的可能性很高:2)暴露3年的程度,外观评点为3～5的,未来锈蚀层是否能趋于稳定还很难判断;3)暴露9年的程度,外观评点为35的,100年后单面平均腐蚀减耗量不超过0.5mm的可能性很高.只要外部环境不发生大的变化,锈蚀层稳定的判断是可以做出的:4)外部环境趋于不利则锈蚀层外观变化的速度也将加速.3.2耐候铜桥的维护和日常养护对于耐候钢桥表面已发生比较严重的腐蚀——层状剥离的情况,应及时进行维护.首先,应排除造成异常的原因.脱离或隔绝今后继续造成腐蚀的外部环境:其次,可除去附着的盐分: 可用清水冲洗来降低表面可溶性盐分的分量,且要定期清洗,以改善锈层状况:第三以异常部位为中心包含周边部分进行涂装,对一些诸如梁端部等预防性的涂装部位也应及时清除污物堆积,定期进行涂装修补.由于无需定期涂装,耐候钢桥的日常维护较为简便:由于灰尘和碎屑造成的表面污染,可用低压水冲洗——注意不要破坏保护锈层.受融雪剂沾染的,待冰雪融化后应及时清洗.经常检查清理排水系统,任何排水通路的泄露都应彻底排除.4结语即使是在耐候钢桥技术已经相当发达的日本,目前也仍存在的一些问题:1)对锈蚀层稳定的统一判别标准尚有争议;2)飞来盐分较多地区和防冻剂散布较多地区的鱼鳞状和层状剥离锈蚀仍会发生:3)发生鱼鳞状和层状剥离锈蚀的部位如何修补尚无一直最佳方案;4)桥梁外表颜色单一,没有涂装钢桥的取色范围大.但在适宜的环境建造耐候钢桥,不仅具有普通钢桥的特性优点,且具有减小涂装系统费用,降低对将来维修养护要求,加快建造速度及环保安全等诸多优点, 故耐候钢桥在日本的桥梁建设中仍不断被优先选用中国在1989年首次制造出使用耐候钢的钢箱梁,随着中国经济实力的增强和钢结构在交通基础设施建设中的推广.相信经过国内钢铁企业和桥梁工程师的携手努力,耐候钢桥梁也将越来越多地出现在中国尤其是山区公路的众多桥梁之列.最终占据一席之地参考文献:f1]三木千寿,市川笃司.现代椅梁工学一垒装L¨铜椅技街最前缘『M1.日本东京:数理工学社2004.[2]贺君,刘玉擎,陈艾荣,依田照彦.耐候性钢桥评估管理系统研究[J].桥梁建设,2009,(5):32—35.收稿日期:2010—10—12。
日本的耐候钢桥技术
日本的耐候钢桥技术
汪磊;邱锐礴
【期刊名称】《公路交通科技·应用技术版》
【年(卷),期】2014(010)005
【摘要】本文通过对日本耐候钢桥的发展背景历程和现状、基本原理、设计施工及维持管理要点的介绍,希望能拓宽国内迅速发展的钢桥设计和建造方面的思路,并为中国桥梁早日全面赶超世界桥梁先进水平提供一些借鉴和帮助.
【总页数】4页(P257-260)
【作者】汪磊;邱锐礴
【作者单位】云南省交通规划设计研究院,云南昆明650011;云南省公路开发投资有限责任公司,云南昆明650000
【正文语种】中文
【中图分类】U44
【相关文献】
1.对日本钢桥建造技术的几点思考
2.耐候性钢桥不同部位耐蚀性寿命的预测技术
3.日本钢桥新技术概述
4.日本免涂装耐候钢桥关键技术
5.日本耐候钢桥梁技术的研究发展动向
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耐候钢国外生产工艺
耐候钢国外生产工艺
耐候钢是一种具有强韧性、耐腐蚀性和耐候性的特殊钢种，广泛应用于室外建筑、桥梁等工程领域。
国外对耐候钢的生产工艺有着丰富的经验和技术。
下面将介绍国外针对耐候钢的生产工艺。
首先，国外对耐候钢的生产工艺主要包括冶炼和轧制两个阶段。
冶炼阶段主要是通过高炉或电弧炉进行熔炼，同时加入一定比例的合金元素，如铬、铜、磷等，以提高钢材的强度和耐候性。
这些合金元素能够形成一种致密的氧化层，在钢材表面形成一层保护膜，从而防止钢材被氧化。
其次，冶炼完成后，需要对钢坯进行进一步的加工和轧制。
国外采用的生产工艺主要有热轧和冷轧两种方式。
热轧是将钢坯加热到一定温度后进行轧制，可以得到所需的厚度和尺寸的耐候钢板。
冷轧是在室温下对钢坯进行加工，用来生产较薄的耐候钢材。
除了冶炼和轧制，国外还对耐候钢进行了热处理和表面处理等工艺。
热处理是指将钢材进行高温加热和冷却，以改善其宏观和微观结构，提高钢材的机械性能和耐候性能。
表面处理是利用酸洗、喷丸等方法清洁钢材表面，去除氧化层和锈蚀物，为后续涂层、喷涂等提供良好的基础。
此外，国外还注重对耐候钢产品质量的控制。
他们采用先进的检测设备和技术，对钢材进行化学成分分析、机械性能测试和耐候性能测试等，确保产品符合相关标准和规范。
综上所述，国外对耐候钢的生产工艺经过长期的研究和实践，形成了一套完善的生产工艺体系。
这些工艺不仅能够保证耐候钢的质量和性能，也为其在各种工程领域的应用提供了坚实的技术支持。
相信随着科技的进步和工艺的不断革新，耐候钢的生产工艺将会更加先进和完善。
中日钢箱梁制造技术的差距
中日钢箱梁制造技术的差距作者：阮家顺来源：《中国军转民》 2014年第1期为提高国内钢桥制造企业整体装备、制造工艺水平，更好地建设港珠澳大桥，受港珠澳大桥管理局委托，由中交公路规划设计院有限公司组织，张劲文局长助理和孟凡超设计大师带队，中铁大桥勘测设计院有限公司、上海振华重工、中铁山桥、中铁宝桥和武船重工等单位组团，前往日本进行钢箱梁制造技术的考察。
我有幸作为公司代表随考察团一行在日本进行了为期九天（7月16日～7月24日）的考察。
在参观考察期间，考察团相继参观了本四联络工程、东京湾公路通道等日本著名桥梁，同时，参观了日本国家土木研究所、千叶宫地钢桥梁制造工厂、免震支座生产厂，并与日本株式会社长大的桥梁专家进行了技术交流。
通过考察参观，深切感受到了日本在桥梁设计及建设方面的成就，以及日本在钢桥制造技术方面的先进水平。
一、钢桥的盛宴1.高架桥叹为观止从大阪关西国际机场一出来，扑面而来的是造型各异的高架桥，从德岛到京都最后到东京，一路上的高架桥令人目不暇接。
高架桥以钢结构（包括桥墩）为主，无论是桥梁的线形、还是桥墩、钢梁结构形式、抗震防落梁装置以及声障等附属结构，结构各异，形式多变。
如此复杂的钢结构如何制造、安装与维护，值得我们仔细的探究。
2. 跨河跨海桥梁形式多样沿途跨河跨海大型钢桥，给人的感觉与高架桥一样。
特别是从东京市内前往筑波土木研究所的途中，感觉是行走在桥梁博物馆，不禁让人感叹没有了桥梁，日本将会怎样？下面是沿途不到一个小时的车程所拍摄到的各式钢桥：3. 本四联络桥本四联络桥是本次参观的重点，其中包括中线的濑户大桥和东线的大鸣门大桥、明石海峡大桥。
除参观桥梁外，还参观了濑户大桥纪念公园和纪念馆、鸣门公园和大鸣门桥纪念馆、明石海峡大桥桥梁科学馆等。
本四联络桥规模宏伟，设计、制造、施工，技术含量都非常高。
让人真正感受到日本不仅是桥梁大国，更是桥梁强国，与此同时，大桥的各种管线设施、人行通道安全设施、检修通道及检查车等构造非常复杂，但布置井然有序，系统性很好。
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日本的耐候钢桥技术2010年l2月汪磊等:日本的耐候钢桥技术2010年第6期日本的耐候钢桥技术汪磊,刘向南(云南省交通规划设计研究院,云南昆明650011)摘要:介绍日本耐候钢桥的发展背景历程和现状,基本原理,设计施工及维持管理要点,希望能对国内日益推广发展的铜桥设计和建造等方面拓宽思路.并为中国桥梁早日全面赶超世界桥梁先进水平提供一些借鉴和帮助关键词:日本公路桥梁;耐候铜桥:免涂装技术:腐蚀机理0引言耐候钢(在日本也称为免涂装钢)是随着高强钢材的出现,材质轻薄化和防腐蚀要求相应提高而发展起来的.早在20世纪初,欧美各国制钢业就已经相继发现在炼钢时掺入微量的Cu等其他金属元素,可以提高钢材在大气中的耐腐蚀性.以此为契机,大规模的钢材添加合金元素后的耐腐蚀性的调查开展起来,很快就积累了一定的经验数据.1967年美国在世界上首次将耐候钢材用于"裸桥"方式建设的钢桥.并在1977年建成了世界上最大跨度的上承式耐候钢拱桥——新河峡大桥(NewRiverGorgeBridge1.其后耐候钢桥在世界范围内得到很快推广.目前已成为发达国家钢桥的一种发展趋势.13本属于岛国,直接濒临海洋的区域占国土的绝大部分,这些地区的空气中携含有大量的海盐成分(75% 为NaC1,其他也均为金属盐类),这些盐分在空气中达到吸湿临界湿度后即会在附近固态物表面结露.促使其腐蚀反应的发生.另外13本冬季寒冷,为消融公路路面积冰而抛洒的大量融54雪剂,同样会造成公路钢构造物的腐蚀加剧,所以在日本钢桥的防腐蚀工作显得尤为重要而艰巨.1969年日本建成其国内第一座完全真正的耐候钢桥,并于1985年制定了《无涂装耐候性桥梁设计施工要领》,还在1993年进行了修订,确定了耐候钢桥适用海岸环境飞来盐分的判断标准:飞来盐分量<0.05mg/i00em? d(0.05mmd).经过四十多年的不断积累和发展,目前已经形成了耐候钢材生产加工,耐候钢桥设计建造及维护维修各方面一整套较为先进成熟的体系,在桥型上也涵盖了梁桥,桁架桥,拱桥,悬索桥,斜拉桥等,全国约70%的I形钢梁和混凝土桥面板组合梁使用了耐候钢.近年来.日本钢铁企业研发了镍系列的耐候钢.更可专门用于滨海地区空气中含盐份较多的地区,开始逐步打破耐候钢桥原来的地域禁忌.图1为目前耐候钢桥在日本的状况.柱状图为耐候钢桥各年耗用的钢材重量,折线图为耐候钢桥各年占全部钢桥的比重.两者特别是后者不断攀升的趋势非常明显.图2和图3为日本较有代表性的两座耐候钢桥.图2的吉濑田切大桥还曾获得2007～2008年度日本土木学会最高奖——田中奖.图1耐候铜桥在日本的状况图2吉濑田切大桥图3横田川桥1耐候钢的防蚀机理金属在大气环境或在水溶液中的腐蚀过程基本是相同的,均可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种.耐候钢材的防腐蚀性能.以往多数人认为在于其"表面安定化锈蚀层"的生成,从而阻止了腐蚀的进一步向内发展.而实际上,这样的笼统地说"表面安定化锈蚀层"是很片面的.将野外长期暴露于空气中处于稳定状态的耐候钢生锈的外表面取样做成深度方向的断面,在偏光显微镜下观察可以发现:其表面锈蚀层界限分明地分为内层(消光层)和外层(偏光层),(图4).由Cu,Cr和P等元素浓缩成的内层致密具有较强的环境阻断性,从而发挥了防腐蚀的性能.而普通钢材锈蚀表面的消光和偏光两种成分没有形成明晰的两层,而是混杂在一起,故而不能防止锈蚀的深入发展.耐候钢和普通钢材表面锈蚀层区别见于图5.当然,耐候钢的锈蚀并不是形成稳定锈蚀表面就完全停止了,而只是腐蚀速度很慢,被大大延缓了.2010年12月汪磊等:日本的耐候钢桥技术2010年第6期图4耐候钢的表面锈蚀层微观图图5耐候铜和普通钢材的表面锈蚀层图示根据日本都市内高速道路耐候钢桥梁表面锈蚀情况为期15年的跟踪调查结果,耐候钢桥一般建成5年后,锈蚀层基本就会处于稳定状态,但是一些受含有冬季防冻剂的排水影响或是滨海区空气中盐分影响的部位仍会出现鱼鳞状和层状剥离的锈蚀.为将耐候钢材合理地进行使用,环境条件,细部构造和建成后维持管理,特别是特定环境条件下相应特性耐候钢材的使用等须特别留意.2耐候钢桥梁的设计施工要点耐候钢的使用方式主要有裸露使用,涂装使用和锈层稳定化处理后使用三种.目前日本的耐候钢桥梁形式以板梁桥占多数.桁架,拱桥,悬索桥和斜拉桥等也有使用.规范推荐的适宜的使用条件为非高温多湿或不受盐分硫化物影响的地区,具体使用的类型一般为SMA钢材和镍系高耐候性钢材(包括该钢材制造的高强螺栓和熔接材料).在设计中.一般认为有利于表面锈蚀层形成并发挥作用的环境是:1)雨水直接降于表面,但排水良好的部分;2)通风较好的内侧垂直面和排水较好的水平面;3)置于通风较好部位的水平部材:4)不受盐分影响的地区.而不利于表面锈蚀层形成发挥作用的环境是:1)泥土和尘埃容易堆积的构造;2)通风性差且易受潮湿的部位:3)由于桥面板,伸缩装置和排水管破损造成漏水的部位.在耐候钢桥细部构造的设计中应注意以下一些方面:2.1连接处1)下翼缘板间的连接处应设10mm～20ram间隙.这样主动地拉开间距使其易于通风保持干燥.2)腹板上的添接板只设一块板:3)螺栓最大间距(中心距离和缘端距离)应限制在一定范围内,保证板间压紧密闭:4)下翼缘下侧的添接板应断开设置,列于腹板的两侧:2.2一般部位1)水平设置的大面积平板应设置排水构造(设坡开孔),避免积水尘埃堆积长时间保持湿润状态;2)梁板桥下翼缘须设置坡度以利排水;3)主梁外侧的竖向补强钢材在与下翼缘和腹板的空间交角处应开半径为50mm的孑L,避免形成死角; 4)桁架和拱桥的杆件节点部位应采用排水,通气较好的构造;5)桁架弦杆中H型钢在弱轴方向使用的情况.须考虑排水顺畅,可设置必要的泄水孔:6)拱桥的拱内系杆等存在较大倾斜角度的结构.应注意在杆件上设置泄排水构造.避免积水;7)未完全密闭的箱式构件,内表面应进行涂装:而完全密闭的则内表面可以免涂装:8)并行的双幅桥和靠近山坡的桥考虑到喷溅腾起的防冻剂影响.受影响的外表面应涂装:9)由排泄水考虑设置的孔洞对材料疲劳有误影响应作认真考虑. 2.3梁端部梁端从桥梁各部位来看,通风性较差.由路面排水不畅或是伸缩缝装置故障导致梁端处于一种较为不利的环境中,故设计中应注意:1)梁端直至桥台前部应涂装;2)基于通气和检查考虑,腹板在梁端应设置切口;3)对于箱梁在纵坡上较高的一端端部易积水,应作适当填充(可采用混凝土设置反向纵坡以利于端部排水)或设置遮挡防水或开槽口等构造;4)下部(帽梁或盖梁)支承面和梁底面间应留足够的空间,保证通气性:5)下部结构的上顶面应设置排水的坡度.设置了排水沟等专门构造的情况下应加大纵坡坡度.2.4桥面板1)桥面板须设置防水层,特别是带有人行道的情况下,防水层应满铺包括人行道的整个桥面(人行道未设防水层,桥面汇水通过人行道下渗, 由添接板的间隙进入梁内的例子很多);2)泄水管应伸出主粱下翼缘之外,注意防止水流飞散溅回;3)悬臂的桥面板下应设置水滴构造.2.5附属物1)泄水管横向引流应充分保证坡度,并在钢结构表面避免设置接头;2)栏杆等由于考虑会弄脏行人衣服,故避免使用耐候钢;3)水管管道付挂于桥上时由于水管管壁由于内外温差容易结露弄湿钢结构.对此应加以考虑:4)一些非常容易潮湿的金属部件可以考虑涂装或电镀;5)伸缩缝并非标准的桥梁排水构造.大变形无法避免的情况下必须充分重视其排水措施.在耐候钢桥细部构造的施工中应注意以下一些方面:1)工场制作及运输(1)钢材的表面处理,主要是避免表面锈蚀层的不均匀,对外观造成552010年l2月云南建筑2010年第6期表1耐候钢锈层目测外观评点标准状态评点目视外观锈蚀厚度5没有进一步的腐蚀.锈蚀层薄不到200~m正常4平均外观锈蚀颗粒直径1mm以下,且较为均匀不到400~m3平均外观锈蚀颗粒直径1N5ram需观察2平均外观颗粒直径5-25mm的鱼鳞状剥离现象的锈蚀400~m以上不到800~m异常1出现层状剥离现象的锈蚀800~m以上不利的影响a,表面不处理,带锈制作;b,原材料钢板表面除锈后制作;c,原材料表面不做处理,待制作完成后表面除锈处理;d,原材料钢板表面除锈后制作,制作完成后表面再做除锈处理.(2)临时保管a,制作工厂位于滨海地区,应注意空气中携带的盐分的腐蚀,必要时在发货前可以用水冲洗;b,钢材等堆放时应表面排水顺畅,并置于较高台架处,避免雨水溅起打湿:c,材料无法避免密封时,可以置于通风良好地方保管:d,对添接部摩擦结合面处的高强螺栓,应充分保证其品质;e,施工中和制作中表面沾染的尘埃或油脂污物应及时擦去,否则会造成表面锈迹不均,影响景观.2)施工操作除了同L尽量不要沾染污物外,梁体架设完成到桥面板开始施工之间的时间应尽量缩短.因为梁体结构并没有考虑上述构造注意事项.3耐候钢桥梁的维护管理3.1耐候钢桥的腐蚀监控腐蚀仍然是对耐候钢耐久性影响最大的因素.腐蚀最严重的后果是造成钢材板厚减小使得耐力不足,故其腐蚀减耗量必须被控制管理.耐候钢锈蚀的评价目前仍以外观目视调查为主,以板厚测定为参考.一般的腐蚀减耗量控制界线为50年o.3ram以下.56100年以内0.5mm以下.表1为日本1980年以来进行的大规模钢桥(包括耐候钢桥)的调查经验总结.根据评点对耐候钢材腐蚀程度的预测:1)暴露3年的程度,外观评点为1或2的.100年后单面平均腐蚀减耗量超过lmm的可能性很高:2)暴露3年的程度,外观评点为3～5的,未来锈蚀层是否能趋于稳定还很难判断;3)暴露9年的程度,外观评点为35的,100年后单面平均腐蚀减耗量不超过0.5mm的可能性很高.只要外部环境不发生大的变化,锈蚀层稳定的判断是可以做出的:4)外部环境趋于不利则锈蚀层外观变化的速度也将加速.3.2耐候铜桥的维护和日常养护对于耐候钢桥表面已发生比较严重的腐蚀——层状剥离的情况,应及时进行维护.首先,应排除造成异常的原因.脱离或隔绝今后继续造成腐蚀的外部环境:其次,可除去附着的盐分: 可用清水冲洗来降低表面可溶性盐分的分量,且要定期清洗,以改善锈层状况:第三以异常部位为中心包含周边部分进行涂装,对一些诸如梁端部等预防性的涂装部位也应及时清除污物堆积,定期进行涂装修补.由于无需定期涂装,耐候钢桥的日常维护较为简便:由于灰尘和碎屑造成的表面污染,可用低压水冲洗——注意不要破坏保护锈层.受融雪剂沾染的,待冰雪融化后应及时清洗.经常检查清理排水系统,任何排水通路的泄露都应彻底排除.4结语即使是在耐候钢桥技术已经相当发达的日本,目前也仍存在的一些问题:1)对锈蚀层稳定的统一判别标准尚有争议;2)飞来盐分较多地区和防冻剂散布较多地区的鱼鳞状和层状剥离锈蚀仍会发生:3)发生鱼鳞状和层状剥离锈蚀的部位如何修补尚无一直最佳方案;4)桥梁外表颜色单一,没有涂装钢桥的取色范围大.但在适宜的环境建造耐候钢桥,不仅具有普通钢桥的特性优点,且具有减小涂装系统费用,降低对将来维修养护要求,加快建造速度及环保安全等诸多优点, 故耐候钢桥在日本的桥梁建设中仍不断被优先选用中国在1989年首次制造出使用耐候钢的钢箱梁,随着中国经济实力的增强和钢结构在交通基础设施建设中的推广.相信经过国内钢铁企业和桥梁工程师的携手努力,耐候钢桥梁也将越来越多地出现在中国尤其是山区公路的众多桥梁之列.最终占据一席之地参考文献:f1]三木千寿,市川笃司.现代椅梁工学一垒装L¨铜椅技街最前缘『M1.日本东京:数理工学社2004.[2]贺君,刘玉擎,陈艾荣,依田照彦.耐候性钢桥评估管理系统研究[J].桥梁建设,2009,(5):32—35.收稿日期:2010—10—12。