DB14 T 1864-2019 耐候钢桥梁技术规程.pdf
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1、ICS 03.120.10R 85 DB14山 西 省 地 方 标 准 DB14/T 18642019耐候钢桥梁技术规程 Specifications for weathering steel bridges 2019-05-10发布 2019-07-10实施山西省市场监督管理局 发 布 DB14/T 18642019 I 目 次前 言 .II1 范围 .12 规范性引用文件 .13 术语和定义 .14 一般规定 .25 材料 .36 构造设计 .67 施工 .8 8 质量验收 .129 运营管理 .13附录 A(资料性附录) 耐候桥梁钢的耐大气腐蚀性指数 .18附录 B(资料性附录) 耐候钢
2、板厚减少量计算 .19附录 C(资料性附录) 典型钢板焊接材料供货技术条件 .20附录 D(资料性附录) 耐候钢相关标准牌号对照表 .23附录 E(资料性附录) 推荐的耐候钢屈强比 .24附录 F(资料性附录) 耐候钢性能附加要求 .25 DB14/T 18642019 II 前 言本标准按GB/T 1.1-2009标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写的规定编写。本标准由山西省交通运输厅提出、归口并监督实施。本标准起草单位:山西路桥建设集团有限公司、南京工业大学、山西省交通规划勘察设计院、中交第二航务工程局有限公司、河南大建桥梁钢构股份有限公司、河北舞阳钢铁股份有限公司、苏交科集团股份有限
3、公司。 本标准主要起草人:邓治国、解卫江、肖耀辉、张建东、梁博、郭向兵、秦志军、陈成、刘朵、毛泽亮、陈华利、高雅、冯沅、王枭、金文刚、蔡水秀、史健、李国伟、郭勇、杨毅、孙文、张帅奇、皇甫凡飞、贺江平、杜松、李世芳、王辉、贾学正。 DB14/T 18642019 1 耐候钢桥梁技术规程1 范围 本标准规定了耐候钢桥梁的术语和定义、一般规定、材料、构造设计、施工、质量验收和运营管理。 本标准适用于山西省采用耐候钢材料的桥梁,耐候钢使用方式包括无涂装使用和涂装使用,使用材料类型为焊接耐候钢、耐候螺栓以及焊材等。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期
4、的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 714 桥梁用结构钢GB/T 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T 1229 钢结构用高强度大六角螺母GB/T 1230 钢结构用高强度垫圈GB/T 3323 金属熔化焊焊接接头射线照相GB/T 4842 氩GB/T 6052 工业液体二氧化碳GB/T 11345 焊缝无损检测超声检测 技术、检测等级和评定GB/T 26951 焊缝无损检测 磁粉检测GB/T 26952 焊缝无损检测 焊缝磁粉检测 验收等级HG/T 3728 焊接用混合气 氩 -二氧化碳JGJ 82 钢结构高强度螺栓连接
5、技术规程JTGT F50 公路桥涵施工技术规范 JTG H11 公路桥梁养护规范ASTM G101 低合金钢耐大气腐蚀评估技术指南( Standard Guide for Estimating the AtmosphericCorrosion Resistance of Low-Alloy Steels)3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 耐候钢 Weathering steel指在钢中加入一定数量的合金元素,如 Cu、 P、 Cr、 Ni、 Mo 等,使其在金属基体表面上形成保护层,以提高耐大气腐蚀性能的钢。 注:耐候钢代号:NH 。 DB14/T 18642019 2 3.
6、2 耐候性 Atmospheric corrosion resistance指在腐蚀介质作用下的耐腐蚀性能。3.3 耐大气腐蚀性指数 Atmospheric corrosion resistance index用于评价钢的耐大气腐蚀性能, 钢的耐腐蚀性能越好其指数越大。注:根据含有的各化学成分的比例及其抵抗腐蚀的程度进行计算,通常采用美国ASTM G101 标准。3.4 无涂装使用 Non-coating use 在黑皮的附着状态或消除黑皮再经锈层稳定化处理的状态下使用,之后不再做涂装处理。3.5 无涂装用耐候钢材 Structural steels with atmospheric corr
7、osion resistance forNon-coating use焊接结构用耐候性热轧钢材,可以直接裸露使用或经锈层稳定化后直接使用。3.6 无涂装耐候性桥梁 Bridge with atmospheric corrosion resistance for Non-coating use无涂装使用耐候性钢材的桥梁。3.7 稳定锈层 Stable rust layer良好的环境下,耐候钢材的表面生成的锈层由红褐色、褐色到暗褐色变化,腐蚀速度也渐渐放缓,此时钢材表面紧贴着致密的锈层,这种具有保护性质的锈层称为稳定锈层。3.8 锈汁 Rust water在钢材的表面,结露或聚积的雨水被氧化后形成
8、的会影响构造物及周边环境的含杂质的水。4 一般规定4.1 基本要求 4.1.1 耐候钢桥梁技术要求除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。4.1.2 耐候钢桥梁施工应编制专项施工方案,明确安全保障措施,并按规定经审批后实施。4.1.3 耐候钢桥梁在进行施工之前,应根据现场条件进行焊接工艺试验,以确定相关施工工艺。 DB14/T 18642019 3 4.2 桥梁耐候钢标示方法耐候钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音字母、规定最小屈服强度值、桥字的汉语拼音首位字母、质量等级符号等几个部分组成。 示例:Q420qDNHZ15,其中:Q 桥梁用钢屈服强度的“屈”字汉语拼音的首位字母;42
9、0 规定最小屈服强度数值,单位 MPa;q 桥梁用钢的“桥”字汉语拼音的首位字母;D 质量等级为D 级;NH 具有耐候性能; Z15 厚度方向(Z向)性能级别代号。4.3 适用范围4.3.1 耐候钢在无涂装使用情况下,其耐大气腐蚀性指数应大于 6.0,晶粒度应不小于 7 级,耐大气腐蚀性指数的计算方法参考附录 A。4.3.2 原则上,空气中飘散的盐分含量在 0.05mdd(mg/dm 2/day)以下时,可以使用无涂装耐候钢。距离海岸线 5 公里以上时,可省略飘散的盐分测试,直接使用无涂装耐候钢。耐候钢板厚减少量可参照附录 B公式计算。4.3.3 在以下环境中,不宜采用无涂装耐候钢:a) 年平
10、均湿度大于 80%;b) 距离海岸线 5公里以内或空气中的盐分(NaCl)含量超过 0.05mdd;c) 重腐蚀性工业大气或硫酸盐(SO3)含量超过 2.1mdd; d) “类隧道”跨线桥或通风性差的地区;e) 距离静水位线 3 米以内或流水 2.5米以内;f) 大量使用融雪剂(除冰盐)且有大量盐分聚集。5 材料5.1 钢材5.1.1 本标准所指桥梁耐候钢应符合 GB/T 714中所规定的钢牌号的相关要求,且应采用细晶粒钢操作法冶炼。其主要成分及力学性能应符合表 1 和表 2的规定。 DB14/T 18642019 4 表 1 耐候钢牌号及化学成分牌号 质量等级 化学成分 a.b.c(质量分数
11、)/%C Si Mnd Nb V Ti Cr Ni Cu Mo N Alse不大于Q345qNH DEF 0.11 0.150.50 1.101.50 0.010.10 0.010.10 0.0060.030 0.400.70 0.300.40 0.250.50 0.10 0.008 0.0150.050Q370qNH 0.15Q420qNH 0.20Q460qNH 0.45 0.70 0.300.45 0.250.55 0.25Q500qNHa 铌、钒、钛、铝可单独或组合加入,组合加入时,应至少保证一种合金元素含量达到表中下限规定:Nb+V+Ti0.22%。b 为控制硫化物形态要进行 Ca处
12、理。c 对耐候钢耐腐蚀性的评定,耐大气腐蚀性指数 I6.0,详见附录 A。d 当卷板状态交货时 Mn含量下限可到 0.50%。 e 当采用全铝(Alt)含量计算时,全铝含量应为 0.020%0.055%。 表 2 耐候钢的力学性能牌号 质量等级 拉伸试验 a.b 冲击试验 c下屈服强度 R eL/MPa 抗拉强度 R m/MPa 断后伸长 率A/% 温度 冲击吸收能量 KV2/J厚度50mm 50mm厚度100mm 100mm厚度150mm不小于 不小于Q345qNH D 345 335 305 490 20 -20 120E -40Q370qNH D 370 360 510 20 -20 1
13、20E -40Q420qNH D 420 410 540 19 -20 120E -40F -60 47 Q460qNH D 460 450 570 18 -20 120E -40F -60 47Q500qNH D 500 480 630 18 -20 120E -40F -60 47a 当屈服不明显时,可测量R p0.2代替下屈服强度。b 拉伸试验取横向试样。c 冲击试验取纵向试样。 DB14/T 18642019 5 5.1.2 桥梁耐候钢应符合设计文件的要求,并应具有钢厂出具的产品质量证明书或检验报告,其化学成分、力学性能和其它质量要求应符合现行国家标准的规定。5.1.3 钢材的种类及板
14、厚要考虑市场的供应,宜尽量少。5.2 焊接材料5.2.1 耐候钢焊接所用焊接材料的选择须与母材性能匹配和成分匹配 ,并保证焊接接头满足无涂装使用的要求,焊接材料应由权威机构认证其耐候性。5.2.2 各强度级别的匹配焊接材料应满足附录 C 的要求,在具有工程先例的情况下,可采用更高 Ni含量的耐候钢焊接材料进行焊接。5.2.3 气体保护焊使用的二氧化碳应符合 GB/T 6052 的规定。5.2.4 气体保护焊使用的氩气应符合 GB/T 4842 的规定,其纯度不应低于 99.95%。5.2.5 气体保护焊使用的富氩混合气应符合 HG/T 3728的规定,技术指标不低于类要求。5.2.6 结合制造
15、单位的焊接技术水平,耐候钢焊接材料在参照生产厂家的推荐焊材或市场上其它同类 焊材进行选择后,必须通过焊接工艺评定试验确定合适的焊材,焊接质量指标达到要求后方可进行焊接施工。5.2.7 化学成分不同会导致不同钢材间形成电势差,诱发腐蚀,故耐候钢与普通钢材不宜组焊。5.3 耐候高强螺栓5.3.1 耐候钢桥用螺栓、螺母和垫圈的使用配合可参照表 3。 表 3 螺栓、螺母、垫圈的使用配合类别 螺栓 螺母 垫圈型式尺寸 按 GB/T 1228规定 按 GB/T 1229规定 按 GB/T 1230规定 性能等级 10.9S 10H 35HRC45HRC8.8S 8H 35HRC45HRC5.3.2 10.
16、9S级和 8.8S级耐候高强螺栓的化学成分可参照表 4。 表 4 10.9S级和 8.8S级耐候高强螺栓副的化学成分螺栓、螺母、 垫圈 C Si Mn P S Cr Ni Cu Al Ti I0.200.30 0.25 0.300.75 0.012 0.005 0.600.90 0.300.50 0.300.50 0.0150.040 0.030 6.55.3.3 耐候高强螺栓的力学性能不应低于同等级的高强螺栓,可参照表 5。 表 5 耐候高强螺栓的力学性能要求 螺栓等级 抗拉强度 Rm/MPa 非比例延 伸强度Rp0.2/MPa 断后伸长率 A/% 断后收缩率 Z/% 冲击吸收功 AkU2/
17、J 维氏硬度 HV30 洛氏硬度 HRC国标8.8S 级 8301030 660 12 45 63 249296 2431国标10.9S 级 10401240 940 10 42 47 312367 3339注:当螺栓的材料直径16mm 时,根据用户要求,进行常温冲击试验。 DB14/T 18642019 6 5.3.4 在气候温和干燥的地区可选用无表面处理的耐候高强螺栓,气候复杂地区建议选用表面处理(磷皂化、发黑)的耐候高强螺栓。6 构造设计6.1 一般构件6.1.1 应避免采用过于密集的梁,并尽可能减少节点,以利于通风。6.1.2 钢板梁桥下翼缘宜设置适当的坡度以利于排水,见图 1。 图
18、1 下翼缘排水构造6.1.3 主梁外侧的横向加劲肋与下翼缘、腹板的空间交角处应设置半径 50mm以上的过焊孔,不宜形成死角,见图 2。 图 2 主梁部位构造6.1.4 钢桁架桥和钢拱桥的杆件节点部位应采用排水、通气较好的构造,容易积水的部位,应在最低点设置排水孔。6.1.5 拱桥的拱内系杆等存在较大倾斜角度的构件,应在杆件上设置排水构造,见图 3。6.1.6 宜使用格栅或网格防止鸟类和啮齿动物进入钢构件的内部腔室。6.1.7 应考虑排、泄水设置的孔洞的大小、位置对结构疲劳的影响。6.1.8 宜设置桥梁托盘或桥台墙收集锈汁,避免污染桥墩。 DB14/T 18642019 7 图 3 倾斜构件排水
19、构造6.2 连接构造6.2.1 在主梁杆件之间宜设置 10mm20mm间隙,以便雨水的排出。箱断面下翼缘下侧的连接板可设置排水孔,亦可断开设置,见图 4。 图 4 箱断面下翼缘下侧连接板6.2.2 腹板上的连接板宜只设一块,板数较多时板间间距不宜小于 10mm,见图 5。 图 5 腹板的连接6.2.3 耐候高强螺栓孔距和边距的容许间距应符合表 6 的规定。 DB14/T 18642019 8 表 6 耐候高强螺栓的容许间距名称 位置和方向 最大容许边距(两者较小值) 最小容许间距中心间距 外排(垂直内力方向或顺内力方向) 8d或 12t 3d中间排 垂直内力方向 16d或24t顺内力方向 构件
20、受压力 12d或18t构件受拉力 16d或24t沿对角线方向 - 2d中心至构件边缘距离 顺力方向 4d或 8t 1.5d切割边或自动手工气割边 轧制边、自动气割边或锯割边注1:d 为连接板的孔径,对槽孔为短向尺寸,t 为外层较薄板件的厚度。注2:钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等)相连的耐候高强螺栓最大间距,可按中间排的数值采用。6.2.4 不宜使用有填板的连接,必须采用时填板的材料也应使用耐候钢。此外,应避免与电镀异种金属部件的连接。6.3 梁端部6.3.1 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,故设计中梁端直至桥台前部宜进行涂
21、装。一般情况下,梁端部的涂装范围宜大于梁 高的 1.5倍。6.3.2 基于通风和检查考虑,腹板在梁端应设置切口。6.3.3 应在靠近梁端疲劳应力较低处设置挡水条,注意避开疲劳应力敏感区。 6.3.4 箱梁端部易积水部位,可采用混凝土设置反向纵坡排水、设置遮挡防水或开 U 型槽口等。6.3.5 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。6.4 桥面板6.4.1 桥面板应采用高性能防水保护层或涂料,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,以防止除冰盐渗透。6.4.2 悬臂的桥面板下应设置滴水细节,避免水流至钢构件表面。6.5 附属物6.5.
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