เหล็กที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างสะพานคืออะไร? การเลือกเกรดตามช่วง ความเหนื่อยล้า และบรรยากาศ

ไม่มีเหล็กใดที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างสะพาน เกรดที่ถูกต้องคือเกรดที่เป็นไปตามสถานะขีดจำกัดการควบคุมที่ต้นทุนชีวิตทั้งหมด-ต่ำที่สุด และระดับขีดจำกัดสำหรับคานช่วงยาว-นั้นแทบจะไม่เหมือนกับระดับ-สะพานถนนช่วงสั้นหรือทางข้ามถนน การเลือกเกรดจึงเริ่มต้นด้วยประเภทช่วง การรับน้ำหนัก และความล้า จากนั้นจึงย้ายไปยังกลยุทธ์การกัดกร่อน

เกรดโครงสร้างสามัญและตำแหน่งที่ใช้

การฝึกปฏิบัติสะพานยุโรปถูกครอบงำโดยตระกูล EN 10025 S355 มีความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำที่ 355 MPa จนถึงความหนา 16 มม. โดยมีช่วงแรงดึงที่ 470 ถึง 630 MPa และ S275 มีความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำที่ 275 MPa ที่มีช่วงแรงดึงที่ 410 ถึง 560 MPa โดยปกติจะเลือกเกรดที่แข็งแกร่งขึ้นโดยที่การดัดและการโก่งตัวจะควบคุมการออกแบบ เกรดความแข็งแรงที่ต่ำกว่ามักถูกเลือกสำหรับชิ้นส่วนที่ควบคุมโดยความแข็งหรือตามรายละเอียดความเมื่อยล้ามากกว่าโดยผลผลิต

Weathering Steel: รายละเอียดข้อมูลจำเพาะมีความสำคัญ

เกรดการผุกร่อนประกอบด้วยทองแดงและโครเมียมที่ทำให้เกิดออกไซด์ป้องกัน ใน EN 10025-5 ช่วงโครเมียมคือ 0.40 ถึง 0.80 เปอร์เซ็นต์ และทองแดง 0.25 ถึง 0.55 เปอร์เซ็นต์ ในระบบ ASTM วัสดุที่เทียบเท่ากันไม่ได้ถูกเลือกด้วยเคมีเพียงอย่างเดียว: A709 เกรด 50W ต้องการให้เหล็กเป็นไปตามดัชนีความต้านทานการกัดกร่อนที่ 6.0 หรือมากกว่า เมื่อประเมินโดยวิธีการทำนายของ ASTM G101 และผู้ออกแบบจะต้องยืนยันด้วยว่าบรรยากาศของไซต์งานและรายละเอียดทำให้คราบก่อตัวขึ้น เหล็กผุกร่อนไม่เหมาะสำหรับการแช่ถาวร สำหรับองค์ประกอบที่ฝังอยู่ และสำหรับตำแหน่งที่คราบคลอไรด์หรือเศษซากทำให้พื้นผิวเปียก ดังนั้นการตัดสินใจจึงถือเป็นการตัดสินใจที่ไซต์งานพอๆ กับการตัดสินใจเรื่องวัสดุ

คลาสความเหนื่อยล้า ความแข็งแกร่ง และการดำเนินการ

ความล้มเหลวของสะพานเหล็กส่วนใหญ่ในประเภทโครงสร้างคือความล้มเหลวจากความล้าในรายละเอียด มากกว่าความล้มเหลวของผลผลิตของส่วนต่างๆ การออกแบบความล้าเป็นไปตามคลาสของรายละเอียด เช่น กฎใน EN 1993-1-9 และคันโยกที่ใช้งานได้จริงมีคุณภาพในการเชื่อม การเปลี่ยนผ่านที่ราบรื่น และหลีกเลี่ยงการเกาะติดในบริเวณที่มีความเครียดสูง ความเหนียวเป็นข้อกำหนดด้านความแข็งอีกประการหนึ่ง: เกรดที่มีการกำหนดแรงกระแทก J2 หรือ K2 จะถูกระบุที่อุณหภูมิการใช้งานต่ำ และข้อกำหนด Charpy จะใช้ที่อุณหภูมิการทดสอบที่ระบุ แทนที่จะใช้ที่อุณหภูมิห้อง จากนั้นการผลิตจะถูกควบคุมผ่านคลาสการดำเนินการของ EN 1090-2 ตั้งแต่ EXC1 ถึง EXC4 โดยคลาสที่สูงกว่านั้นต้องการคุณสมบัติการเชื่อมและการตรวจสอบที่เข้มงวดมากขึ้น

การเลือกระหว่างตัวเลือกการทาสี การผุกร่อน และคอมโพสิต

สำหรับคานทางหลวง สารละลาย S355 หรือ A709 เกรด 50 ที่ทาสีแล้วเป็นค่าเริ่มต้นในกรณีที่มีการสัมผัสกับคลอไรด์สูง หรือเมื่อต้องควบคุมลักษณะภายนอก เกรดการผุกร่อนมีความน่าสนใจ โดยสามารถปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการป้องกันในบรรยากาศที่เหมาะสม เนื่องจากช่วยขจัดค่าใช้จ่ายในการทาสีใหม่ซึ่งครอบงำ-ค่าใช้จ่ายตลอดชีวิต สำหรับดาดฟ้า ส่วนคอนกรีตผสม-ที่เป็นเหล็กมักจะชนะด้วยความแข็งต่อหน่วยของเหล็ก และสำหรับสะพานลอยที่ควบคุมความแข็งและแรงสั่นสะเทือนได้ เกรดที่มีความแข็งแรงปานกลาง-ที่มีส่วนที่ลึกกว่ามักจะถูกกว่าเกรดที่มีความแข็งแรงสูง-ที่มีความแข็งสูงที่มีแบบตื้น เกรดดับและปรับความแข็งที่มีความแข็งแรงสูงนั้นสงวนไว้สำหรับการเชื่อมต่อและสำหรับสมาชิกที่ความลึกถูกจำกัดทางกายภาพ

คำถามที่พบบ่อย

Q:เหล็กชนิดใดดีที่สุดสำหรับสะพานทางหลวง?
ตอบ: ไม่มีคำตอบที่เป็นสากล S355 ถึง EN 10025-2 หรือ A709 เกรด 50 เป็นจุดเริ่มต้นมาตรฐาน ทางเลือกระหว่างเกรดที่ทาสีและเกรดการผุกร่อนขึ้นอยู่กับบรรยากาศของไซต์งาน และขึ้นอยู่กับว่าเจ้าของสามารถรักษาคราบที่ไม่มีการป้องกันได้หรือไม่

Q:เหตุใด S275 จึงใช้สำหรับสะพานรถไฟบางแห่ง?
ตอบ: โครงสร้างรางรถไฟมักจะถูกควบคุมโดยการโก่งตัวและความแข็งมากกว่าความแข็งแรง ดังนั้นเกรดความแข็งแรงที่ต่ำกว่าที่มีส่วนที่ลึกกว่าอาจมีราคาถูกกว่าและแข็งกว่าทางเลือกที่มีความแข็งแรงสูงกว่า

Q:เกรดการผุกร่อนได้รับการอนุมัติในระบบ ASTM อย่างไร
ตอบ: ผ่าน A709 เกรด 50W พร้อมด้วยดัชนีความต้านทานการกัดกร่อนอย่างน้อย 6.0 ที่กำหนดโดยวิธีการใน ASTM G101 พร้อมการยืนยันว่าไซต์นี้เหมาะสำหรับคราบที่เสถียร

Q:เมื่อใดที่จำเป็นต้องได้รับการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมหรือการทดสอบความเหนียวพิเศษ
ตอบ: ในกรณีที่มีชิ้นส่วนหนา อุณหภูมิการใช้งานต่ำ หรือมีข้อจำกัดสูง โดยปกติแล้วต้องทำการทดสอบที่อุณหภูมิที่กำหนด และข้อกำหนดการออกแบบควรระบุการกำหนดเกรดที่รองรับข้อกำหนดการกระแทกดังกล่าว

Q:คลาสการดำเนินการ EXC3 หมายถึงอะไร
ตอบ: เป็นหมวดหมู่การผลิตและการตรวจสอบใน EN 1090-2. คลาสที่สูงกว่ากำหนดคุณสมบัติขั้นตอนการเชื่อมที่เข้มงวดมากขึ้น การทดสอบแบบไม่ทำลายมากกว่า และพิกัดความเผื่อที่เข้มงวดกว่าคลาสที่ต่ำกว่า

Q:เหล็กผุกร่อนและเหล็กทาสีสามารถผสมบนสะพานเดียวกันได้หรือไม่?
ตอบ: สามารถทำได้ แต่-ส่วนที่หลุดออกจากชิ้นส่วนที่ผุกร่อนจะทำให้พื้นผิวที่ทาสีหรือสังกะสีและคอนกรีตด้านล่างเปื้อน ดังนั้นรายละเอียดการระบายน้ำและการเปลี่ยนผ่านของวัสดุจะต้องได้รับการออกแบบอย่างจงใจ แทนที่จะปล่อยให้ผู้ผลิตทำ