桥梁用钢
桥梁用钢|全球工程与招采用货一站式解决方案
1. 产品定位与适用范围
面向跨海、跨江与山区公路桥、铁路桥及市政立交等钢结构桥梁,覆盖钢箱梁、桁梁、主塔、正交异性桥面板(OSD)、横梁与横隔板、钢管桩与群桩、缆索与锚固构件的材料采供与技术配套。总体目标:在满足强度与韧性的同时,兼顾疲劳与断裂控制、百年耐久与可制造性(含厚板焊接、Z 向抗层状撕裂、防护体系一致性)。
2. 标准矩阵(按体系归并)
中国体系:GB/T 714(桥梁用结构钢 Q345q~Q550q,冲击 D/E/F 等级)、GB/T 5313(厚度方向 Z15/Z25/Z35)、GB/T 4171(耐候钢)、JTG D64 公路钢结构桥梁设计规范、GB 50661 钢结构焊接规范(工程上可与 AWS D1.5 协同)。
美国体系:AASHTO M270 / ASTM A709(Gr.50/50W/HPS50W/HPS70W)、AWS D1.5(桥梁焊接规范,含 FCM 构件断裂控制)、AASHTO LRFD Bridge Design、ASTM A578 厚板超声(UT)、ASTM A770 Z 向拉伸。
欧洲体系:EN 10025-2/-3/-4(S355/S420/N/M 系列)、EN 10025-5 耐候钢、EN 10164 Z 向性能、EN 10160 板材 UT、EN 10210/EN 10219 结构用中空型钢。
防腐与金属化:ISO 12944(腐蚀环境 C1–CX 与耐久等级)、ISO 2063(Zn/Al 热喷涂)、ISO 1461(热浸镀锌)。
3. 场景—材料—标准—尺寸映射(采购速查)
跨海大桥(海洋 C5-M/CX,寿命目标 100 年):主体选 Q420qE/F 或 Q460qE/F(提出 Z25/Z35 与厚板 UT 等级),或 A709 HPS50W/HPS70W;桩管选 ASTM A252 Gr.3(外径约 φ2000–3000 毫米、壁厚 40–100 毫米);索体采用 1860 兆帕斜拉索或高强平行钢丝。
城市快速路与铁路桥(常年湿热/低温区):主体选 Q345qD/E、Q370qE 或 EN S355J2/S420M/ML;寒冷地区优先 E/F 或 ML 等级;对节点厚板提出 Z 向性能与 UT 等级。
耐候外露景观桥(非强盐雾):EN 10025-5 S355J2W/S355K2W 或 GB/T 4171(如 Q355NH),并在技术条件中明确涂装或金属化复合防护,不建议在海洋 C5-M/CX 区域仅靠自然钝化。
钢管桩与临建结构:桩管与墩柱常用 SAW/LSAW 大直径钢管;外径约 φ1000–3000 毫米,壁厚 25–100 毫米;制造与端部坡口按焊接工艺与设计图锁定。
OSD 桥面板系统:面板厚常 ≥16 毫米(16–19 毫米为常见),重载或疲劳敏感可取 20 毫米;肋高约 200–350 毫米、肋厚 6–11 毫米、肋距约 600 毫米(项目细化)。
4. 规格范围与公差(工程窗口)
板厚常用 12–120 毫米(锚固/承台可大于 120 毫米);板宽通常不超过 4200 毫米,板长通常不超过 18 米;厚板 UT 建议按 ASTM A578 Level B/C 或 EN 10160 S2/E2。
型材与中空型钢:轧制 H200–H900,更大截面多采用板拼箱型或组合截面;中空型钢按 EN 10210/EN 10219 选择与公差。
钢管桩尺寸能力:外径约 φ1000–3000 毫米,壁厚 25–100 毫米(埋弧焊 SAW/直缝 LSAW),端部坡口按工艺评定匹配。
板材公差:按 EN 10029 或 ASTM A6;焊接构件几何按项目详图与执行标准控制。
5. 制造流程与关键控制
母材路线:控轧控冷(TMCP)与淬火回火(Q&T)并行;厚板中心致密度、夹杂与偏析受控,必要时提出 Z 向性能(EN 10164)与 A770 Z 向拉伸。
焊接与断裂控制:AWS D1.5 对 FCM 构件的断裂控制与 CTOD/低温韧性要求应在 ITP 中前置;对中厚以上对接焊缝明确层间温度、热输入与返修准则。
防腐与金属化:根据 ISO 12944 环境等级配置涂装体系,海桥宜采用 TSA(金属化喷铝/喷锌-铝)+ 有机面漆复合方案,或热浸镀锌用于二级部件。
6. 质量检验与文件
材料证明:EN 10204 3.1/3.2。无损检测:厚板 UT 按 EN 10160 或 ASTM A578;Z 向性能与拉伸按 EN 10164/ASTM A770;焊接质量按 AWS D1.5 与项目 ITP。
设计/适用标准一致性:主体材质与 AASHTO M270/ASTM A709 或 GB/T 714、EN 10025 一一对应并注明版次;对耐候钢与缆索体系按专用条款与型式试验执行。
7. 供货形态与包装
供货形态:原板、切割下料、预拼/预制件、钢管桩成品(含坡口)、喷砂与车间底漆件。表面处理:喷砂至 Sa 2.5,底漆按体系配套,转运与装箱加软质隔离与角部防护,构件喷码与条码追溯。
8. 订货要点(可直接复用)
标准与版次:如“GB/T 714-2023 Q420qE,或 ASTM A709 HPS50W(注明 A709 版次)”。
性能与检验:冲击温度与吸收功、Z 向等级(Z25/Z35)、厚板 UT 等级(EN 10160 S2/E2 或 ASTM A578 B/C)、必要时 CTOD/FCM 要求。
尺寸与公差:厚×宽×长;板公差 EN 10029 或 ASTM A6;钢管桩标注外径×壁厚×长度与端部坡口。
防护体系:ISO 12944 环境等级与目标耐久年限;金属化或涂装体系与 DFT、附着力、假孔(holiday)检测方案。
文件与见证:EN 10204 3.1/3.2、焊接工艺评定(WPS/PQR)、NDE 报告、第三方见证清单。
9. 选材指南(文字化)
跨海长寿命主桥:A709 HPS70W/HPS50W,或 Q460qE/F 与 Z25/Z35 组合。
城市/铁路常规桥:Q345qD/E、Q370qE 或 EN S355J2/S420M/ML。
景观与耐候:EN 10025-5 或 GB/T 4171,海洋强腐蚀区仍配置重防腐/金属化。
大型钢管桩:ASTM A252 Gr.3(φ1000–3000、t 25–100 毫米)+ 项目化焊接与防腐条款。
10. 采购、施工与运维风险提示
耐候钢使用边界:在海洋 C5-M/CX 盐雾区通常仍需重防腐或金属化,不宜仅靠自然钝化。
Z 向与 UT 缺失:厚板节点未提出 Z 向与 UT 等级,易致层状撕裂或内在缺陷外漏。
焊接断裂控制:FCM 构件未按 AWS D1.5 制定 CTOD/缺口韧性条款。
钢管桩制造偏差:未在订货文件限定外径/壁厚/椭圆度与端部坡口公差。
11. 代表性规格行(可直接写入 RFQ/PO)
“钢板:ASTM A709 HPS70W,厚 60 毫米×宽 3000 毫米×长 12 米;UT 按 ASTM A578 Level C;Z 向性能按 ASTM A770;EN 10204 3.2;喷砂 Sa 2.5+底漆 75 微米。”
“钢板:GB/T 714-Q420qE,Z25;厚 40 毫米×宽 3500 毫米×长 13 米;UT EN 10160 S2/E2;冲击 −40 ℃ ≥ 34 J;EN 10204 3.1。”
“钢管桩:LSAW,ASTM A252 Gr.3,外径 φ2000 毫米×壁厚 50 毫米×长度 24 米;坡口按图;ME+UT 全长;外防腐按 ISO 12944 C5-M 体系,附 DFT 与假孔检测报告。”
“OSD 面板用材:EN 10025-4 S420ML,板厚 20 毫米;肋板 8 毫米;UT EN 10160 S2/E2;Z25;焊接按 AWS D1.5 FCM 等级设置 ITP。”
12. 全球代表性生产商(示例,按字母序,仅作甄选方向)
ArcelorMittal(含 Industeel、NA plate)、Baowu(宝武集团,含武钢/梅钢/八钢)、Cleveland-Cliffs(北美板材)、Dillinger(厚板)、HBIS(河钢)、JFE Steel、Nippon Steel、NLMK Clabecq、POSCO、SSAB、Thyssenkrupp、voestalpine、Wuyang(舞阳钢铁)。
说明:各厂牌的可制造尺寸、TMCP/Q&T 窗口、UT/Z 向能力与认证覆盖存在差异,请以最新数据表与证书为准。
桥梁用钢(板/型/管桩/缆索钢)|技术版说明
A. 关键纠错与边界澄清
1. 国标与冲击等级:桥梁用结构钢执行 GB/T 714《桥梁用结构钢》(含 Q345q~Q550q),D/E/F 级对应−20/−40/−60 °C冲击。厚板需按设计明确温度与能量。
2. 厚板 Z 向性能:要求厚板抗层状撕裂时,中国用 GB/T 5313(Z15/Z25/Z35);欧盟为 EN 10164(Z15/Z25/Z35);美标项目可按 ASTM A770/A770M 做厚度方向拉伸。
3. 钢管桩标准:基础桩应优先 ASTM A252 或 EN 10219/EN 10210;不建议用 API 5L 单独做桩的唯一标准,除非补充结构力学、公差、NDE 与焊接条款。
4. OSD 面板厚度:正交异性钢桥面板(OSD)宜≥16 mm,重载/疲劳敏感部位常取 16–20 mm;肋厚、肋高、肋距按专门疲劳细节等级设计控制。
5. 耐候钢使用边界:海洋 C5-M/CX 盐雾区通常仍需重防腐或金属化,不宜仅靠自然钝化。
6. 缆索体系:斜拉索常用 1860 MPa 预应力钢绞线(15.2/15.7 mm);悬索主缆多为镀锌高强平行钢丝,按项目专用技术条件实施型式试验与整束疲劳;锚固厚板常 60–120 mm,按 FCM 断裂控制执行。
B. 适用范围与总体性能目标
适用于跨海/跨江/山区公路与铁路桥梁的钢箱梁、桁梁、主塔、横梁与横隔板、钢管桩/群桩、缆索与锚固构件。
总体目标:
— 强度/韧性:满足屈服、抗拉、低温冲击(D/E/F);
— 疲劳与断裂控制:FCM 构件按 AWS D1.5 第 12 章;
— 耐久与防护:海桥 100 年寿命为常见目标;
— 制造可实施性:厚板焊接/异材焊、Z 向抗层状撕裂、重防腐/金属化体系一致性。
C. 标准矩阵(含中/美/欧/日常用)
1. 中国
— GB/T 714(桥梁用结构钢 Q345q~Q550q,D/E/F 冲击);
— GB/T 5313(厚度方向性能 Z15/Z25/Z35);
— GB/T 4171(耐候钢);
— JTG D64-2015(公路钢结构桥梁设计规范);
— GB 50661(钢结构焊接规范,工程可与 AWS D1.5 协同)。
2. 美国
— AASHTO M270 / ASTM A709(Gr.50/50W/HPS50W/HPS70W);
— AWS D1.5(桥梁焊接规范,含 FCM 断裂控制);
— AASHTO LRFD Bridge Design(设计总则);
— ASTM A578/A578M(厚板 UT);ASTM A770/A770M(Z 向拉伸)。
3. 欧洲
— EN 10025-2/-3/-4(S355/S420/N/M 系),EN 10025-5(耐候钢);
— EN 10164(Z 向性能);EN 10160(板材 UT);
— EN 10210/EN 10219(结构用中空型钢)。
4. 防腐与金属化
— ISO 12944(环境等级 C1–CX 与耐久 H/VH、体系验收);
— ISO 2063-1/-2(Zn/Al 热喷涂设计与施工);
— ISO 1461(热浸镀锌)。
5. 缆索与预应力
— GB/T 5224 / ASTM A416 / EN 10138(预应力钢绞线);
— 悬索主缆钢丝常按项目专用技术条件或 ASTM A586/A603 等配套文件。
D. 材料体系与典型用途(纯文本)
1. 板材与型材(主体结构)
— 国标:Q345qD/E、Q370qD/E、Q420qE/F、Q460qE/F;必要时提出 Z25/Z35 与 UT 等级;
— 美标:A709 Gr.50/50W/HPS50W/HPS70W(HPS 焊接性/韧性更优,海桥常选);
— 欧标:S355J2、S420M/ML、S460M/ML;耐候:EN 10025-5 S355J2W/S355K2W;
用途:钢箱梁、主塔、加劲肋、横隔与节点板、OSD 面板。
2. 钢管与钢管桩(基础/墩柱/临建)
— ASTM A252 Gr.2/Gr.3(桩管),或 EN 10219/EN 10210(结构中空型钢);
— 尺寸能力:外径约 φ1000–3000 mm,壁厚 25–100 mm(SAW/LSAW)。
3. 缆索钢与锚固构件
— 斜拉索:1860 MPa 预应力钢绞线(15.2/15.7 mm),HDPE 外护 + 填蜡/灌浆;
— 悬索主缆:高碳镀锌平行钢丝 1570–1860 MPa(项目专规型式检验);
— 锚箱/锚固座:厚板 60–120 mm,材质与相邻构件匹配,按 FCM 要求执行。
4. 耐候钢与防护材料
— GB/T 4171(如 Q355NH),EN 10025-5(如 S355J2W);海洋环境仍需重防腐或 TSA 复合体系。
E. 尺寸、公差与制造能力(工程窗)
— 板厚:常用 12–120 mm(海桥锚固/承台可 >120 mm);板宽常 ≤4200 mm,板长 ≤18 m(视产线);厚板 UT:ASTM A578 Level B/C 或 EN 10160 S2/E2。
— OSD 面板:面板厚 ≥16 mm(常 16–19 mm),重载/疲劳敏感可 20 mm;肋高约 200–350 mm、肋厚 6–11 mm、肋距 ~600 mm(项目细化)。
— H 型钢:轧制 H200–H900,更大多采用板拼箱型/组合截面。
— 钢管桩:外径 φ1000–3000 mm,壁厚 25–100 mm;制造 SAW/LSAW,端部坡口按焊接工艺。
— 公差:板材按 EN 10029 或 ASTM A6;中空型钢按 EN 10210/10219;焊接构件几何按项目详图与执行标准。
F. 工况 → 材料/标准 → 防护体系(快速映射)
1. 跨海大桥(C5-M/CX,目标 100 年)
— 主体:Q420qE/F 或 Q460qE/F(Z25/Z35 + 厚板 UT);或 A709 HPS50W/70W。
— 桩管:ASTM A252 Gr.3(φ2000–3000、t 40–100 mm)。
— 索体:1860 MPa 斜拉索/钢丝;整束疲劳与松弛按项目。
— 防护:TSA(Al/Zn) 200–250 µm + 封孔,或“锌粉环氧 + 高固体分环氧 + 聚氨酯”总膜厚 ≥320–380 µm,浪溅/飞溅区加严。
— 焊接与 FCM:AWS D1.5 第 12 章,氢控制,层状撕裂防控(Z 向)。
2. 跨江大桥(C4–C5-I,50–100 年)
— 主体:Q345qD/E、Q370qD/E、Q420qE 或 A709 Gr.50/50W;关键节点提 Z 向。
— 桩管:A252 / EN 10219。
— 防护:三涂体系总膜厚 ≥300 µm;伸缩缝/锚固区可叠加 TSA。
3. 跨山大桥(C3–C4,低温/风/震)
— 主体:Q420qE / Q460qE;非盐雾区可用 耐候钢 Q355NH / EN 10025-5。
— 防护:耐候钢暴露 + 关键搭接密封涂装,或常规三涂体系(C3/C4)。
G. 制造与焊接要点
— 制板与冶金:TMCP、正火/正火轧制,洁净钢与细晶粒;厚板 UT 与 Z 向性能入订货条款。
— 焊接规范:优先 AWS D1.5 或与国内规范协同统一;FCM 构件列清单、落实材料与 NDE 加严;WPS/PQR 经见证。
— 低温与断裂:明确 CVN 温度/能量;必要时 CTOD/K_Ic;厚板三板交会/应力三轴区控制线能量与扩散氢,必要时消氢热处理。
— 几何与残余应力:OSD 焊趾成形与根部缺陷控制;箱梁内部焊缝可达性与返修窗口前置。
H. 防腐/金属化体系(按 ISO 12944/2063 验收)
— 体系 A(C5-I/H 或 C5-M/H):锌粉环氧 ~80 µm + 高固体分环氧 ~160 µm + 聚氨酯 60–80 µm,总膜厚 ≥300–320 µm。
— 体系 B(CX/VH,海桥):TSA(Al/Zn) 200–250 µm + 封孔,关键部位可叠加面漆。
— 体系 C(耐候钢):暴露构件依赖稳定锈层,节点/搭接密封涂装。
— 表面处理:喷砂 Sa 2½(ISO 8501-1);粗糙度与清洁度匹配体系;TSA 按 ISO 2063-1/-2。
— 热浸镀锌:小型构件可按 ISO 1461,大型主构件通常采用涂装/TSA 或复合体系。
I. 质量保证与检验(ITP 主线)
— MTC:EN 10204 3.1/3.2;列化学、力学、CVN、Z 向、UT 等。
— NDT:厚板 ASTM A578 或 EN 10160;对接焊缝 UT/RT,角焊缝 MT/UT;FCM 检验比例按 AWS D1.5。
— 疲劳细节:OSD 焊趾/根部为敏感区,按 AASHTO/FHWA 指南控制细节等级与构造。
— 防腐验收:膜厚、附着力、孔隙/针孔、耐久性按 ISO 12944;TSA 结合厚度、结合强度、孔隙率按 ISO 2063。
J. 订货(采购)要点(可直接落地)
1. 标准与牌号:示例 “GB/T 714 Q460qE Z25,TMCP/正火(注明)”;或 “AASHTO M270 HPS 70W”。
2. 规格与公差:t/宽/长;板厚 >50 mm 指定 Z25/Z35 与厚板 UT 等级(A578 Level B/C);型材/箱型几何公差。
3. 性能:CVN 温度与能量(如 −40 °C ≥ 34 J);必要时 CTOD/K_Ic 与取样位置。
4. 焊接:执行 AWS D1.5;提交 WPS/PQR、焊材扩散氢等级;FCM 清单与 FCP 要求。
5. 防腐:环境类别(C5-M/CX)、目标耐久(H/VH)、体系与总膜厚;如 TSA(Al) 200–250 µm,注明封孔材料。
6. 钢管桩/中空型钢:ASTM A252 Gr.3 或 EN 10219 S355J2H/S420MH;制造方式(LSAW/SAW)、NDE、公差。
7. 缆索/锚固:1860 MPa 绞线(GB/T 5224/ASTM A416/EN 10138),护套/填充、整束疲劳、松弛、锚具与防腐细则。
8. 文件:MTC 3.1/3.2、NDE 报告、涂装/TSA 质保、第三方见证点计划(TPI)。
K. 施工质量与风险清单
— 混用桩/管线标准:结构桩用 A252/EN 10219/10210,不以 API 5L 单独替代。
— 厚板脆断/层状撕裂:未指定 Z25/Z35 与 UT 等级;三板会聚/厚板 T 形接头需加严焊接热输入与氢控制。
— OSD 面板过薄:<16 mm 易致疲劳裂纹;细节等级与焊趾几何必须受控。
— 海桥耐候钢裸用:C5-M/CX 不宜仅靠自然钝化,应用重防腐或 TSA。
— FCM 过程不闭环:FCM 未建立单独可追溯与加严 NDE;必须执行 AWS D1.5 第 12 章。
— TSA/涂装前处理不足:未达 Sa 2½、粗糙度不匹配,导致早期脱附。
L. 规格行示例(可复制到 RFQ/PO)
1. 海桥箱梁厚板:
“Plate, GB/T 714 Q460qE, t = 50 mm × 3000 mm × 12000 mm, Z25, UT per ASTM A578 Level C, CVN −40 °C ≥ 34 J (location per spec), delivery TMCP/normalized (state), MTC EN 10204 3.2, FCM applicable.”
2. 钢管桩:
“Steel Pipe Pile, ASTM A252 Gr.3, OD 2500 mm × WT 80 mm × L 36 m, SAW (long seam), dimensional tolerances per A252, 100% UT on seams, end bevel per WPS, MTC 3.1, pile shoes & internal stiffeners per drawing.”
3. 斜拉索整束:
“Stay Cable, 1860 MPa low-relaxation strands 15.7 mm, HDPE sheathing + wax filling, fatigue test ≥ 2×10⁶ cycles per project spec, full scale anchor test included, accessories & deviators as per system supplier manual.”
4. 防腐体系(海桥):
“Coating, TSA(Al 85/15) 220 µm + sealer, surface prep Sa 2½, ISO 2063-1/-2 compliant, adhesion & porosity tests per ITP; splash/zone extra stripe coats as specified.”
M. 全球主要供应方与行业分布(代表性,按字母序,不构成推荐)
重厚板/桥梁板(含 HPS/高强/耐候):
— ArcelorMittal(EU/NA)、Baowu(宝武)(含宝钢/武钢,中国)、Dillinger(德国)、HBIS Group(含舞阳中厚板)(中国)、JFE Steel(日本)、Nippon Steel(日本)、POSCO(韩国)、SSAB(瑞典/芬兰/美洲)、voestalpine Grobblech(奥地利)、Ansteel 鞍钢(中国)、Shougang 首钢(中国)、Valin Xiangtan 华菱湘钢(中国)。
大直径钢管桩/结构管:
— JFE Steel、Nippon Steel、POSCO、Europipe、Corinth Pipeworks、ArcelorMittal Tubular,中国宝武、鞍钢、天津钢管等具备 LSAW/SAW 能力(资审看产品线与项目认证)。
缆索/钢丝与体系集成:
— Bridon-Bekaert、Fatzer、Redaelli、Kiswire、Usha Martin;体系集成与锚具常见 Freyssinet、VSL、DYWIDAG,中国上海普强/浦江系等(以项目认证与型式试验为准)。
防腐金属化/涂装体系承包:
— 多由区域专业承包商与涂料/金属化体系联合供货,按 ISO 12944/2063 与业主白名单资审。
注:以上为公开领域内长期服务桥梁工程的代表性企业,具体到项目须以最新资质、标准版本、型式试验与供方认证范围为准。
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