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[成果]
1700470416
北京
U44
应用技术
土木工程建筑
公布年份:2017
成果简介:研究目的:
新建滨北线松花江公铁两用桥是既有桥的改建工程。新建滨北桥铁路由单线扩增为双线,公路由两车道扩增为六车道,是严寒地区规模最大、跨度最大、用钢等级最高的双层整体钢桥面、板桁结合的公铁两用钢桁梁桥。设计温度-43℃,对低温承载结构的安全性和耐久性要求极高,如何防止低温脆断是急需突破的关键技术问题。该项目自2009年初立项,围绕滨北桥工程“低温环境桥梁钢结构的开发及应用”开展结构构造、质量标准、高性能钢材、焊接工艺、质量控制等关键技术的研究。目的是突破桥梁钢结构抗低温脆断集成技术,开发出低温环境桥梁钢结构产品,实现高品质制造和应用;形成低温桥梁钢结构技术标准和工法,为严寒地区钢桥的设计建造提供工程经验和技术依据。
主要技术创新点:
1、双层整体钢桥面,板桁结合的设计方法、钢桥面板的有效宽度、动力系数进行相关研究;
2、结构在活载作用下产生疲劳裂纹引起应力集中、应力突变、低温疲劳,结构设计时尽可能避免。
3、设计温度-43℃时,材料及焊缝的冲击性能规范未作要求,基于断裂力学及防断实验,建立防断裂关系式,确定防脆断所要求的冲击性能特征值,制订质量标准。
4、首创低温桥梁用Q420qE钢“V-N处理”微合金化新技术,明显使焊接热影响区因大量(V,Ti)(C,N)粒子诱发晶内针状铁素体形核生长而细化组织、-43℃冲击功提高2倍以上,形成发明专利技术。
5、首创低温桥梁用Q370qE钢“降C增Ni”与“控轧正火后适当控冷”材料热处理新技术,明显使焊接性改善、热输入窗口扩大、-43℃冲击功提高近3倍,为解决低温构件焊接接头的低温韧性奠定了材料基础。
6、针对低温桥梁用Q420qE和Q370qE钢,优化焊接热输入参数,形成低温钢桥构件焊接技术,接头低温韧性显著优于国内外同类产品,解决了低温桥梁钢结构焊接质量控制问题,低温桥梁用Q420q钢焊接技术形成发明专利。
经济、社会效益及推广应用情况:
围绕滨北桥工程应用上述关键技术,累积制造低温桥梁钢结构5.27万吨,销售收入59435万元、新增利润4947万元、上缴税收3571万元,吨钢结构降本230元、节支总额1212万元,缩短工期4个月。新建滨北桥构成了铁路、公路、航运立体交通大通量运输体系,支撑了区域经济社会的持续发展。项目成果在中国高寒地区大型钢桥建设中的应用前景十分广阔,将带动桥梁、钢结构、冶金等相关行业的发展和技术进步。