耐候钢在农村公路桥梁应用中的思考和探索

肖 月 妮

(湖州市交通规划设计院，浙江 湖州 313000)

耐候钢在农村公路桥梁应用中的思考和探索

肖 月 妮

(湖州市交通规划设计院，浙江 湖州 313000)

分析了耐候钢在农村公路桥梁中的应用现状，介绍了耐候钢材料的特性，并结合工程实例，研究了其在工程中的应用成效、技术优势及存在的问题，思考探索了其在农村公路桥梁上的应用前景。

耐候钢，农村公路桥梁，应用

随着中央惠农政策的普及,农村公路通车里程逐年增加,大大改善了农民群众的出行条件，促进了农村经济发展。而作为农村地区重要交通基础设施建设的桥梁发展却相对滞后，影响了农村公路整体效益的发挥。分析原因主要有建设标准低，超负荷运行，自然侵蚀，养护成本高等。本文通过耐候钢在农村公路桥梁上的实例应用，分析研究其优缺点，并思考与探索新型材料在农村公路桥梁上的应用前景。

1 农村公路桥梁现状

1.1 农村公路桥梁基本情况

有统计数据表明，2004年湖州市公路总里程为3 039.462 km，其中农村公路里程为2 485.737 km，占总里程的82%；桥梁1 477座。而截至2013年年底，湖州市公路总里程达到8 216.263 km，其中农村公路总里程达到7 468.175 km，桥梁4 094座。

表1 农村公路桥梁建成年代分类表

表2 农村公路桥梁技术状况分类表

1.2 农村公路桥梁现状原因分析

1)建设标准低，超负荷运行。从表1可以看出，湖州市农村公路桥梁中有45%的桥梁为2000年以前建设，大多已“超期服役”，设计荷载和等级又相对较低，承载能力较差。近年来，随着农村公路交通运输量的剧增，特别是一些重型车辆的通行，使得桥梁严重超负荷工作，技术性能状况每况愈下。2)自然侵蚀严重。由于长期受到大自然风霜雨雪的侵蚀，桥梁结构产生各种病害或出现缺陷，加上日益加重的环境污染影响，加重了桥梁的老化破损。3)养护管理任务重。根据《公路桥涵养护规范》，一类桥梁应进行正常养护；二类桥梁需进行小修；三类桥梁需进行中修；四类桥梁需进行大修或改造；五类桥梁需要进行改建或重建。从表2分析，湖州市农村公路桥梁养护工作量大，任务非常繁重。4)养护资金缺口大。虽然每年农村公路养护计划都安排一定资金用于桥梁养护，但投入总量远远不能满足养护需要。同时，“养路不养桥、重建不重养”的思想依然不同程度地存在着，一些需大修、改建的桥梁也因资金不足而无法及时进行施工。

2 耐候钢的介绍

2.1 耐候钢的定义

耐候钢是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，属世界超级钢技术前沿水平的系列钢种之一。耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，通过添加少量的合金元素，使其在金属基体表面形成保护层，以提高耐大气腐蚀性能，即耐大气腐蚀钢。

2.2 耐候钢的特点

耐候钢具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性。与普碳钢相比，耐候钢在大气中具有更优良的抗腐蚀性能。与不锈钢相比，耐候钢只有微量的合金元素，而不像不锈钢那样，达到百分之十几，因此价格相对较为低廉。耐候性为普碳钢的2倍～8倍，涂装性为普碳钢的1.5倍～10倍，能减薄使用、裸露使用或简化涂装使用。同时，它具有耐锈，减薄降耗，省工节能等特点。

2.3 耐候钢在国内外发展情况

耐候钢的概念在20世纪80年代由日本提出，欧美、韩国和澳大利亚等发达国家也相继开展了耐候钢的研究和生产。宝钢是国内最早开始研制和生产建筑用耐候钢的，2001年宝钢耐候钢有5 000余吨成功用于上海市第一个全钢结构高层住宅楼，这是国内首次大批量生产和使用耐候钢。工程实践证明，耐候钢各方面性能满足工程需要，是建筑用钢中的精品。

3 耐候钢在农村公路桥梁的实例应用

3.1 工程概述

息塘新桥为新建工程，建桥位置属于杭嘉湖平原区，地势平坦，环境良好，桥址处河宽约24.0 m。根据河床断面，配跨采用9.65+10+9.65=29.3 m，桥梁总长(含无缝桥台长度)为10.75+10+10.75=31.5 m，全桥宽6 m。公路—Ⅱ级。设计洪水频率：P=1/50(中桥)。上部结构采用耐候工字钢—混凝土板组成的简支叠合梁、桥面连续体系；下部为桩接盖梁式桥墩、台，钻孔灌注摩擦桩基础。桥台采用无伸缩缝桥台。

3.2 主梁上部要点

全桥共三跨，主梁为结构简支、桥面连续体系，全桥未采用伸缩缝装置。1)钢梁与混凝土桥面板的连接。采用栓钉连接件与混凝土桥面板连接。2)钢梁与混凝土横梁的连接。采用栓钉连接、贯穿钢筋的形式与混凝土横梁连接。3)无伸缩缝。混凝土桥面板通过纵向钢筋、现浇混凝土形成无缝连续桥面，取消伸缩缝装置。桥台取消台背与耳墙。主梁沿纵向延伸110 cm，并在端部设置下挂横梁，与桥台形成半整体式无缝桥台。搭板与组合梁混凝土桥面板通过纵向钢筋、现浇混凝土形成纵向连接，其下浇筑气泡混合轻质土，并在两者之间填充中粗砂和砂浆找平。在收缩徐变、温度荷载作用下，搭板与组合梁混凝土桥面板一起沿纵向发生位移变形。4)主梁施工主要流程：架设钢梁→焊接横向连接件→浇筑横梁→浇筑组合梁混凝土桥面板→桥面铺装、安装防撞栏杆。

3.3 应用成效

此桥于2012年11月开始建设，2013年4月完工，总造价约为42万元。目前经过了春夏秋冬四个季节气候的考验，稳定锈层已产生，耐候性能初见成效。同时也成为息塘村一道亮丽的风景线。

4 耐候钢在农村公路桥梁应用中的优缺性

4.1 耐候钢在农村公路桥梁应用中的优势

1)工艺简单。与混凝土桥相比，钢桥构造轻巧，材质均匀，架设简单，工期快，还可以无限拓宽，潜在安全性高。2)成本降低。在自然环境下，钢材受腐蚀5年减薄0.1 mm～1 mm以上，需涂装来减缓腐蚀，但是涂装费为钢材的2.5倍。而耐候钢无需涂装保护，即减少了桥梁的初期成本，更主要是降低了维修养护要求，减少了桥梁的全寿命成本。3)环保美观。涂装释放挥发性有机物，而耐候钢可以避免或减少涂装，对环境影响小。而且随时间增长，耐候钢桥最终呈“巧克力”色，与环境协调，美观耐看。

4.2 耐候钢在农村公路桥梁应用中尚存在的问题

1)焊接点：为了防止焊接点的腐蚀，需要使用专用焊接材料，以及尽量采用焊接收缩变形小的焊接方法，来确保焊接点的氧化速率和其他用料相同。2)积水：耐候钢并非不锈钢，如果有积水，腐蚀速率将变快，因此防水排水要求比较高。3)空气环境：耐候钢不适宜富盐空气环境以及SO2集中环境。在这样的环境中，表层保护膜可能阻止不了内部的进一步氧化。

5 结语

农村公路维系着农民群众出行的安全畅通与地方经济的发展速度。随着农村公路里程的日益增多，建成后的养护管理尤为重要。耐候钢具有优越的耐腐蚀性能，较普通钢后期维护费用低，能够取得较好的经济效益，与采用涂装防腐的钢结构相比，还能减少环境污染。为此，耐候钢在农村公路桥梁中的应用非常值得探索与研究。从省时省力省钱的最根本目标出发，我们应加大新型材料在农村公路桥梁中的应用研究，为农村交通运输提供优质、安全、畅通的公路环境，更好的为社会主义新农村建设服务。

[1] 张威振,徐志胜.耐火耐候钢的研究与应用[J].钢结构,2004，4(19):27-28.

[2] 贺 君,刘玉擎,陈艾荣.耐候钢在桥梁工程中的应用[J].北京交通大学学报,2006(5)：49-50.

On consideration and exploration for application of weathering resistant steel in rural roads and bridges

XIAO Yue-ni

(HuzhouTransporationPlanningandDesignInstitute,Huzhou313000,China)

The paper analyzes the application of the weathering resistant steel in rural roads and bridges, introduces the features of the materials for the steel, combining with the engineering example, researches its application effect in projects, the technical advantages and the problems, so as to explore the application prospective in the rural roads and bridges.

weathering resistant steel, rural roads and bridges, application

1009-6825(2014)11-0175-02

2014-02-07

肖月妮(1975- )，女，高级工程师

U448.14

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