燕山大学王青峰团队研发的高性能耐候钢即将应用于我国第一座免涂装耐候钢桥的建造

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近日，随着燕山大学王青峰教授团队领衔研发的高性能耐候桥梁钢板首发至宝鸡和林芝，中铁宝桥集团有限公司林芝加工基地和加查总拼场地的建设临近完工，藏木雅鲁藏布江特大桥钢梁制造即将拉开序幕。藏木雅江特大桥是川藏线拉林铁路的重要控制性工程，设计标准为时速160km/h的I级双线铁路，建成后将成为我国第一座免涂装耐候铁路钢桥，也将是目前国内跨度最大的钢管混凝土拱桥。

藏木雅江特大桥免涂装设计效果图

        藏木雅江特大桥将首次在国内采用细部构造耐候设计、高性能耐候钢材料、高品质焊接制造、配套耐候连接安装、耐候锈层均匀化处理与耐久性养护等免涂装成套技术，从而成为我国第一座真正意义上的免涂装耐候钢桥。它的成功建造，必将成为我国桥梁发展史上的又一座重要里程碑，为推动我国自主研发的高性能耐候钢在免涂装耐候钢桥上的应用、缩短与国外同类技术的差距而发挥极为重要的示范作用。与普通钢桥+涂装相比，免涂装耐候钢桥的技术优势明显，它不仅降低综合成本，而且高效节能环保，因此必将大力推动我国高性能耐候钢关键材料技术的发展及其在大型结构和重大装备上的应用，也将带动钢桥产业的“绿色制造”技术升级。
       藏木雅江特大桥由中国中铁二院集团有限公司勘察设计，中铁港航局集团有限公司工程总承包，中铁宝桥集团有限公司独家承担钢管拱的加工制造、节段拼装和桥位安装。燕山大学组织由中铁宝桥集团有限公司、中铁山桥集团有限公司、南京钢铁股份有限公司、大西洋焊接材料股份有限公司、中信金属有限公司等单位参与的“上下游产业链”和“产学研用”合作团队，近三年围绕免涂装耐候钢桥，相继开展了一系列基础研究和技术研发工作，包括系列高性能耐候钢的耐环境腐蚀、强韧化、强塑化、易焊接、抗氢致延迟断裂等材料行为及机理、高性能耐候桥梁钢、配套焊丝钢和螺栓钢材料技术、耐候钢板工业生产技术、耐候高强螺栓试制及栓接安装技术、耐候气保护焊丝和埋弧焊丝研制及工艺适应性、耐候钢结构焊接制造工艺技术、表面锈层均匀稳定化技术等。上述项目单位以藏木雅江特大桥工程为依托示范工程，正着力打造国产化免涂装耐候钢桥的设计、材料、制造、施工安装、管理养护等成套关键技术。
        藏木雅江特大桥位于西藏加查县桑加峡谷内，距藏木水电站大坝上游1.2km，桥址高程3300～3500m。大桥主跨采用430米中承式钢管混凝土拱结构，主梁为5跨预应力混凝土连续梁。经综合调研桥位长年的温度、湿度、降水、蒸发、风速等环境条件，最终确定该桥的钢管拱主结构采用耐候钢免涂装设计。拱肋钢管的材质为Q420qENH，腹杆、横撑、横梁的材质为Q345qENH，全桥耐候钢用量为12794吨。
        据悉，藏木雅江特大桥位于川藏高原自然保护区，若采用普通桥梁钢+涂装的防腐方案，涂层因受强烈紫外线辐照而加速老化，每隔10年左右即需重新涂装维护。由此将破坏周围自然环境，增加材料人工成本，加大维修养护难度。高性能耐候钢是在普通桥梁钢中添加适量的Cu、Cr、Ni等耐候性合金元素，其综合作用是使钢结构表面在特定处理和适宜环境条件下形成并保持致密而稳定的锈层，“以锈止锈”，从而具有长期耐大气腐蚀的耐久特性。


        文章来源：燕山大学
        王青峰，男，1967年1月出生，博士学位，燕山大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。1984.9～1988.7西安交通大学机械工程系焊接专业本科；1994.9～1996.7华中科技大学材料科学与工程学院材料加工专业硕士研究生；1996.9～1999.7华中科技大学材料科学与工程学院材料加工专业博士研究生。研究方向：高性能能源用钢、微合金化和强韧化技术、中厚钢板制造技术、无缝钢管制造技术、焊接技术、材料计算与模拟、微晶和纳米晶材料。兼任中国金属学属材料科学分会材料计算与模拟学术委员会，常务理事、秘书长。