橋梁被喻為土木工程“皇冠上的明珠”。飛速發(fā)展的中國,正在涌現(xiàn)一批世界級的超大型工程,它們注定要成為新時代的里程碑與標志物。
相對于摩天大樓、體育場館、港口碼頭等大型建筑工程,橋梁不僅需要承受自身荷載,還得經(jīng)受汽車、火車高速駛過時的巨大沖擊和露天環(huán)境下各種惡劣氣候條件的考驗。
伴隨著人們對橋梁鋼建設的個性化需求,耐候橋梁鋼應運而生。
耐候橋梁鋼(即耐大氣腐蝕橋梁鋼)在融入現(xiàn)代冶金新機制、新技術和新工藝后得以可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新,屬世界超級鋼技術前沿水平的系列鋼種之一。耐候橋梁鋼由低合金鋼添加少量鉻、銅、鎳等耐腐蝕元素而成,通過在鋼板表面形成一層致密的氧化物銹層,有效阻滯腐蝕介質(zhì)的滲入和傳輸,降低在大氣環(huán)境中的腐蝕速度。在具有優(yōu)質(zhì)橋梁鋼的強韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性的同時,其耐候性為普碳鋼的2~8倍,能減薄使用、裸露使用或簡化涂裝使用。該鋼種具有耐銹,使構件抗腐蝕延壽、減薄降耗、省工節(jié)能的特性,可使構件制造者、使用者受益。使用耐候橋梁鋼所節(jié)約的涂裝費一般高達建設投資的10%以上。近年來,作為一種長壽、節(jié)能、環(huán)保等“綠色”新型材料,耐候橋梁鋼符合當今觀念和國家發(fā)展政策導向,其研發(fā)和推廣具有重大經(jīng)濟意義。
耐候橋梁鋼
河鋼舞鋼的六大優(yōu)勢凸顯
產(chǎn)品的高度決定企業(yè)的高度。河鋼舞鋼持續(xù)聚焦“兩個結構”再優(yōu)化,以高端客戶需求和產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展趨勢為導向,不斷推動產(chǎn)品升級,打造更多“世界首創(chuàng)”、“國內(nèi)首發(fā)”和“單打冠軍”產(chǎn)品。河鋼舞鋼站在維護國家產(chǎn)業(yè)鏈安全、引領行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、提升核心競爭力和品牌形象的戰(zhàn)略高度,以新型橋梁鋼的研發(fā)與推廣使用為己任,研發(fā)出多種規(guī)格和強大技術優(yōu)勢的耐候橋梁鋼,引領著新型橋梁用鋼市場發(fā)展方向。
目前,河鋼舞鋼可按GB714、GB1591和ASTM A709、EN10025等標準生產(chǎn)屈服強度在235MPa~690MPa的耐候橋梁鋼。據(jù)河鋼舞鋼橋梁鋼領域研發(fā)負責人、科技部副部長高雅博士介紹,與眾多橋梁鋼生產(chǎn)廠家相比,河鋼舞鋼研發(fā)的耐候橋梁鋼具備六大獨特的技術優(yōu)勢。
一是鋼質(zhì)純凈。磷含量≤100ppm,硫含量≤30ppm,氧含量≤15ppm,氮含量≤60ppm,氫含量≤1.5ppm。這些元素的含量均低于行業(yè)規(guī)定的標準。二是低碳設計。可保證焊接性能良好,無需預熱,可直接焊接,方便客戶的后期安裝制作。三是低溫韌性良好。可滿足-40℃環(huán)境下沖擊功達到150J以上的要求。四是耐候性指數(shù)高。耐候性指數(shù)≥6.0(可實現(xiàn)6.5以上),可抵御大氣、海水等腐蝕,延長使用壽命。五是優(yōu)良的抗層狀撕裂性能??蓾M足Z35級別要求,適用于節(jié)點約束較強并承受沿板厚方向拉力作用,采用焊接技術連接的梁與柱節(jié)點范圍。國家標準GB5313《厚度方向性能鋼板》就是由河鋼舞鋼代表行業(yè)制定。六是綠色環(huán)保、減薄降耗。采用TMCP+回火等方式交貨,交貨周期短,可為客戶降低制造成本。
除了具備以上六大其他鋼材制造商所無可比擬的優(yōu)勢外,河鋼舞鋼目前研發(fā)的耐候橋梁鋼從供貨狀態(tài)和工藝性能上分,主要有三大類。
一類是TMCP、TMCP+回火型耐候橋梁鋼。代表牌號主要有Q345qENH、Q370qENH、Q420qENH等,最大生產(chǎn)厚度為80mm,執(zhí)行標準為GB714-2015。另一類是控軋、正火型耐候鋼。代表牌號有控軋、正火工藝生產(chǎn)的Q355NHD/E、S355K2W等,執(zhí)行標準為GB/T4171-2008、GB/T4172-2000、EN10025-5等。再者是調(diào)質(zhì)型耐候橋梁鋼。代表牌號為A709M-HPS485W,采用調(diào)質(zhì)工藝生產(chǎn);最大生產(chǎn)厚度為90mm(50mm以下可以實現(xiàn)TMCP+回火生產(chǎn));執(zhí)行標準為ASTM A709。
鋼板河鋼舞鋼造
2011年7月12日,用于建造美國舊金山-奧克蘭新海灣大橋的全部鋼結構于11日圓滿完工,并正式通過美國相關部門的驗收,全部達到其驗收標準。這標志著近5萬噸河鋼“舞鋼牌”調(diào)質(zhì)型耐候橋梁鋼A709M-HPS485W鋼板成功用于制造世界頂級橋梁。
舊金山-奧克蘭新海灣大橋,是美國舊金山投資72億美元實施的一項重點工程,于2013年建成通車。該橋是全球最大跨度的單塔自錨抗震懸索鋼結構橋梁,自重1.3萬噸的單塔柱支撐起全橋7萬噸的重量,居世界同類橋梁之首;抗震設計為8級,是世界橋梁抗震之最;橋面寬70米,為世界單塔橋梁之最;每天車流量達30萬輛,橋梁通過能力居世界首位。業(yè)內(nèi)稱該橋是世界同類鋼結構橋梁中建造技術難度最高、造價最貴的鋼橋項目,建成后將成為美國西海岸的地標性建筑。2006年,河鋼舞鋼的重要戰(zhàn)略合作客戶——振華重工在與日、韓及西歐發(fā)達國家公司的競爭中脫穎而出,承接了舊金山-奧克蘭新海灣大橋的橋梁鋼塔和橋梁全部近5萬噸鋼結構制作。
為滿足該橋抗震、抗拉、耐壓等要求,河鋼舞鋼科技部迅速制訂下發(fā)了所需相關鋼種的生產(chǎn)工藝方案。生產(chǎn)廠按照合同要求,嚴格執(zhí)行工藝標準,保證煉一爐成一爐、軋一塊成一塊,質(zhì)檢、驗收、入庫、發(fā)運等環(huán)節(jié)密切協(xié)作,確保了近5萬噸鋼板的高質(zhì)量交付。銷售人員千方百計做好售前、售中、售后服務,滿足了橋梁鋼塔和橋梁鋼結構制造的工程要求。
河鋼舞鋼耐候鋼撐起
世界最大跨度波形鋼腹板矮塔斜拉橋
2019年8月23日,運(山西運城)寶(河南靈寶)黃河大橋建成通車,河鋼舞鋼為該項目累計供貨高性能耐候橋梁鋼3000余噸。該橋是世界最大跨度的波形鋼腹板矮塔斜拉橋,是國內(nèi)首次大規(guī)模裸用耐候鋼的公路橋梁,并榮獲第十三屆“中國鋼結構金獎”。河鋼舞鋼作為大橋鋼鐵材料供應商之一,為其研制生產(chǎn)的Q345qDNH被用于大橋的關鍵部位,再次彰顯“中華第一板”的獨特魅力。
該橋分引橋、主橋、副橋三部分。引橋采用4×40米預應力T梁,主橋采用110+2×200+110米波形鋼腹板中央單索面矮塔斜拉橋,副橋采用48+9×90+48米波形鋼腹板剛構-連續(xù)組合體系梁橋。主橋主跨達200米,使該大橋成為目前全世界跨度最大的波形鋼腹板矮塔斜拉橋。且該項目有著“新、長、深、險”等特點。該橋主副橋波形鋼腹板、主橋鋼橫梁全部裸用Q345qDNH耐候鋼,有效減少了后期養(yǎng)護運營費用,增加了橋梁整體結構的耐久性。
2016初,河鋼舞鋼營銷團隊在走訪市場的過程中獲悉,武漢一家設備制造廠欲采購一批高性能橋梁鋼用于運寶黃河項目。由于該項目建設場地比較特殊,對橋梁用鋼提出了很高的要求,除了能經(jīng)受大風、嚴寒氣候侵蝕等考驗外,在鋼的強度、韌性、焊接性、耐腐蝕性等方面也有著特殊的要求。
河鋼舞鋼以走特鋼道路、強特鋼品牌為指引,迅速組成營銷與技術團隊,與設備制造方和業(yè)主深入交流,準確掌握客戶的特殊需求,有針對性地為其提供技術服務。面對用戶在鋼板表面質(zhì)量等方面提出的附加要求,河鋼舞鋼發(fā)揮強大的技術優(yōu)勢,充分滿足了用戶的特殊條件。針對用戶在鋼板的強度、韌性、焊接性、耐腐蝕性等方面超出常規(guī)的要求,河鋼舞鋼創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,為其量身定做專屬的供貨方案,除全力做好項目前期的技術介入外,還先后組織攻克多個生產(chǎn)工藝組織難點,滿足了用戶的訂貨需求。最終,在項目供貨方競標會上,河鋼舞鋼以強大的品牌質(zhì)量優(yōu)勢和獨到、專業(yè)、細致周到的技術服務,贏得了設備制造方和業(yè)主的一致認可,一舉中標,充分彰顯了河鋼舞鋼寬厚鋼板強大的品牌實力。此后,在供貨過程中,河鋼舞鋼按照合同要求及時供貨,受到了用戶的好評。
河鋼舞鋼供貨的這批高性能耐候橋梁鋼,在運寶黃河大橋實現(xiàn)了免涂裝使用,不僅加快了施工進度,而且可免除后期橋梁防腐維護,受到施工方的高度評價。
河鋼舞鋼獨家供貨
國內(nèi)最長耐候鋼-混凝土組合梁橋
2020年6月13日,國內(nèi)最長的耐候鋼-混凝土組合梁橋——陜西西鎮(zhèn)高速公路(西鄉(xiāng)至鎮(zhèn)巴)涇洋河特大橋提前兩個月順利合龍。該橋所用的2.6萬噸高品質(zhì)綠色環(huán)保型新材料——Q345qDNH,全部由河鋼舞鋼研制。
西鎮(zhèn)高速公路涇洋河特大橋長6.05公里。該橋在國內(nèi)首次采用耐候鋼-混凝土組合梁橋的形式,使用了材質(zhì)為Q345qDNH的耐候鋼,該鋼依靠其表面形成的50微米~100微米厚致密和依附性很強的保護膜,既可保護銹層下的鋼材基體,又能大大提高耐大氣腐蝕能力,承載力和使用壽命比普通混凝土橋梁提高10%以上。此外,由于全橋采用了免涂裝工藝,在達到100年的使用年限后,鋼板還可以回收利用,將極大地減少建筑垃圾,真正實現(xiàn)綠色環(huán)保可回收。
河鋼舞鋼根據(jù)該項目對材料在綠色環(huán)保方面的個性化需求,組成“涇洋河特大橋小微團隊”,為客戶精心設計高品質(zhì)綠色環(huán)保型材料,制訂專屬工藝方案,建立了銷售、科技、質(zhì)量、生產(chǎn)、發(fā)運一體化的信息溝通渠道。在生產(chǎn)過程中,該小微團隊通過精確控制煉鋼成分,確保了鋼板內(nèi)部質(zhì)量的穩(wěn)定;先后攻克軋制、熱處理環(huán)節(jié)中多個影響鋼板強度的工藝難題,使鋼板耐大氣腐蝕性能、屈服強度和抗拉強度全部達到國家標準的上限要求。在整個產(chǎn)線和職能部門的通力配合下,河鋼舞鋼為該項目定制的2.6萬噸高品質(zhì)耐候鋼板全部按客戶需求高質(zhì)量、高效率交貨,為涇洋河特大橋提前兩個月順利合龍奠定了基礎。
河鋼舞鋼高端耐候橋梁板
架起陜西平鎮(zhèn)高速致富路
截至目前,河鋼舞鋼已為地處秦嶺深處的陜西平利至鎮(zhèn)坪高速公路(以下簡稱平鎮(zhèn)高速)供應6500噸高端耐候橋梁鋼Q345qDNH(橋D)。
由于項目所用高端耐候橋梁鋼工藝復雜,生產(chǎn)難度大,質(zhì)量要求高,工期短,作為項目承建單位,中鐵寶橋首先向河鋼舞鋼發(fā)出邀約。中鐵寶橋與公司有著20多年的戰(zhàn)略合作友誼,我國長江上在建和建成使用的176座大橋中有上百座使用了河鋼舞鋼的高端橋梁鋼,如蕪湖長江公鐵兩用大橋、武漢鸚鵡洲長江大橋、上海滬通長江大橋等,成為河鋼舞鋼橋梁鋼的榮耀。經(jīng)過激烈競爭,河鋼舞鋼一舉中標3500噸耐候橋梁鋼Q345qDNH(橋D)。隨后,科技部、銷售部、市場部、生產(chǎn)部、煉鋼系統(tǒng)、軋鋼系統(tǒng)高度重視,統(tǒng)一協(xié)調(diào),制定嚴格的工藝標準,以確保高質(zhì)量完成3500噸的高端耐候橋梁鋼生產(chǎn)任務。由于質(zhì)量優(yōu)良,交貨及時,此后河鋼舞鋼又陸續(xù)收到客戶追加的訂單。
據(jù)悉,平鎮(zhèn)高速公路全長85公里,四車道,橋梁總長32294米/83座,總投資115.29億元。該路是國家高速公路項目建設的重要組成部分,對于加強“成渝經(jīng)濟區(qū)”“長江經(jīng)濟區(qū)”的溝通協(xié)作,促進陜南經(jīng)濟循環(huán)發(fā)展,完善區(qū)域路網(wǎng)布局,打造生態(tài)旅游走廊均具有十分重要的作用。
河鋼舞鋼耐候橋梁鋼
撐起世界首座跨海高鐵大橋
2020年9月15日下午,隨著最后一方混凝土澆筑完成,福廈高鐵泉州灣跨海大橋(全球首座采用免涂裝耐候鋼大型跨海工程)南岸主塔成功封頂,這標志著世界首座設計時速350公里的跨海高鐵大橋整體邁入施工快車道。河鋼舞鋼研發(fā)的3000噸Ni系Q345qDNHY-I耐海洋環(huán)境橋梁鋼板撐起了該項目的關鍵部位。針對海洋環(huán)境下橋梁重要結構的銹蝕問題,福廈高鐵泉州灣跨海大橋在索塔鋼錨梁和支座的建造上創(chuàng)新采用新材料,在國內(nèi)首次采用耐海洋大氣腐蝕鋼,免涂裝(不涂油漆)、不設除濕系統(tǒng),成為全球首座采用免涂裝耐候鋼的大型跨海工程,適應了高鹽高濕的海洋腐蝕大氣環(huán)境。
1Ni耐海洋環(huán)境橋梁鋼板被行業(yè)公認為“新世紀綠色環(huán)保鋼種”之一,是體現(xiàn)鋼企研發(fā)競爭力的標志性產(chǎn)品,主要應用于橋梁、工程機械、海洋設施等領域,除具有高韌性、高強度、抗疲勞、抗層狀撕裂等特性外,還具有良好的焊接性、易加工,以及耐海洋環(huán)境腐蝕等特性,市場前景廣闊。
河鋼舞鋼深入推動“兩個結構”再優(yōu)化,依托集團技術研發(fā)平臺優(yōu)勢,以客戶需求為導向,著力打造高品質(zhì)產(chǎn)品,引領行業(yè)進步。針對福廈高鐵泉州灣跨海大橋項目的需求,組建課題攻關組,與客戶深度對接,為客戶提供材料解決方案,獲得了客戶認可。供貨過程中,依托“四大支撐體系”,創(chuàng)新冶煉、軋制和熱處理工藝,突破鋼種特殊成分設計條件下表面質(zhì)量難以控制的行業(yè)技術難題,實現(xiàn)鋼板表面質(zhì)量與高合金含量和耐海洋氣候腐蝕系數(shù)的最佳匹配,成功研發(fā)出各項性能指標完全優(yōu)于客戶要求的產(chǎn)品。其中,產(chǎn)品強度、低溫韌性、耐海洋大氣腐蝕特性達到國際領先水平。
目前,河鋼舞鋼已累計向市場供應優(yōu)質(zhì)耐候橋梁鋼13萬余噸,為推動國家新型鋼鐵材料應用和國民經(jīng)濟發(fā)展作出了突出貢獻。同時河鋼舞鋼橋梁鋼團隊以開發(fā)更高端的橋梁鋼,服務社會為己任,結合國家課題,成功開發(fā)出Q500qENH和Q690qENH,為國家推進橋梁用鋼高強化、輕質(zhì)化、綠色環(huán)保化做出了應有的貢獻。
隨著國內(nèi)鐵路鋼橋向高速、重載、大跨度、結構美觀新穎方向的發(fā)展,市場對橋梁用鋼提出了更高的性能要求。河鋼舞鋼產(chǎn)銷研團隊繼續(xù)秉承“人無我有、人有我優(yōu)、人優(yōu)我特、人特我精”的產(chǎn)品研發(fā)理念,充分發(fā)揮技術優(yōu)勢,進一步加強研發(fā)管理,不斷加大高端新型橋梁鋼的研發(fā)力度,引領行業(yè)發(fā)展。作為主要參與單位,河鋼舞鋼承擔的“十三五”國家重點研發(fā)計劃——“高性能橋梁用鋼”項目課題已取得階段性進展,為實現(xiàn)國內(nèi)橋梁鋼技術領域重大突破持續(xù)發(fā)力。