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桥梁钢结构基础知识讲座
一、常用钢材
1、结构钢牌号说明，对应标准GB221－2000《钢铁产品牌号表示方法》。
如：Q345qC Q－屈服强度；
345－屈服强度345MPa(当δ≤16mm时，其屈服强度大小与牌号数值相同。板厚增加，强度降低，例如Q345C钢，当δ＞63mm时，其屈服强度只有315MPa)；
q－桥梁用结构钢； C－质量等级为C级。
钢材质量等级共有A、B、C、D、E 5个级别，A级最低，E级最高，主要表现在钢中有害杂质S、P含量的多少，耐冲击温度的高低。如：
AKV(纵向)Q345A、B级钢，＋20℃，34J； AKV(纵向)Q345C级钢，0℃，34J； AKV(纵向)Q345D级钢，—20℃，34J； AKV(纵向)Q345E级钢，－40℃，34J。 2、结构钢的屈强比
即钢材的屈服强度与抗拉强度之比，σs/σb
屈强比越小，强度储备越大，结构越安全可靠；屈强比越大，强度储备越小，结构越不安全可靠。一般屈强比不超过0.8。一般，钢
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材的强度等级越高，屈强比越大，反之，越小。 3、碳素结构钢
对应标准GB/T700-2006，有4个强度等级： Q195（不分级）； Q215（A、B级）； Q235（A、B、C、D级）； Q275（A、B、C、D级）。
用的比较多的是Q235C钢，相当于过去的A3钢。 4、低合金高强度结构钢
对应标准GB/T1591-2008, 有8个强度等级： Q345（A、B、C、D、E级）； Q390（A、B、C、D、E级）； Q420（A、B、C、D、E级）； Q460（C、D、E级）； Q500（C、D、E级）； Q550（C、D、E级）； Q620（C、D、E级）； Q690（C、D、E级）。
过去的16Mn相当于Q345的A、B级。
与GB/T1591-1994对照，新标准增加了Q500、Q550、Q620、Q690强度等级，取消了Q295强度等级。 5、桥梁用结构钢
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对应标准GB/T714-2000, 有4个强度等级： Q235q（C、D级）； Q345q（C、D、E级）； Q370q（C、D、E级）； Q420q（C、D、E级）。
如：南京大胜关大桥，Q370qE用于受拉部位，Q420qE用于受压部位。
6、厚度方向性能钢板
对应标准GB5313-85, 有3个等级系列：
Z15、Z25、Z35。钢板的抗层状撕裂性能采用厚度方向拉力试验的断面收缩率来评定。如：Z35钢，断面收缩率三个试样平均值不小于35％，其中单个试样不小于25%。主要是硫的含量低，如Z35钢，硫的含量不大于0.005%。 7、焊接用耐候钢
对应标准GB/T4172, 有4个强度等级： Q235NH、Q295NH、Q355NH、Q460NH。
特点是钢中含有铜和铬，具有耐大气腐蚀的性能。 8、可焊性与碳当量
材料能否获得满意的焊接质量的性能称为材料的可焊性。碳是钢中最主要的元素，也是对可焊性最具影响力的元素。含碳量越高，可焊性越差。
把各种合金元素对材料可焊性影响的程度折合成碳对材料可焊
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性的影响，称为碳当量。我国的碳当量计算公式为：
Ceq(%)?C?MnSiNiCrMoV????? 6244054014Ceq（％）小于0.45%时，可焊性是良好的。 ９、钢材的损耗率
１、山海关桥梁厂：
双定尺料为６％，非定尺料为８％。
２、坝陵河大桥，设计规定：一般为６％，整体节点为１０％。 二、焊接工艺评定及常用的焊接方法
1、焊接工艺评定
焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据。
焊接工艺评定的目的，一是审定生产工艺能否实现；二是质量保证可靠程度；三是经济合理性。
机械性能试验项目、试样数量及试验方法应符合下表的规定。
机械性能试验项目、试样数量（个）
试样型式 试验项目 接头拉伸（拉板）试验 焊缝金属拉伸试验 试样数量 1 1 1 6 1 1 1 ②试验方法 对接接头试样 接头侧弯试验 ① 低温冲击试验 接头硬度试验 焊缝金属拉伸试验 T型接头试件 接头硬度试验 按《焊接接头机械性能试验方法》 （GB2649-2654）的规定 注：①弯曲角α=180°；
②缺口开在焊缝中心及熔合线外1.0mm处各3个。
接头拉伸（拉板）试验是为了检测接头的抗拉强度，一般断在母材。屈服强度在原材料复验时已测过，此处一般不测。
焊缝金属拉伸（拉棒）试验是检测焊缝金属的屈服强度、抗拉强度及延伸率。
接头侧弯试验，弯芯直径和弯曲角度应符合母材标准对冷弯的要求。若板
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厚小于１０mm，做侧弯试验不便操作，可做一个面弯和一个背弯代替侧弯。
2、常用焊接方法
当前，桥梁钢结构常用的焊接方法主要是三种： 手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊。
三种焊接方法的比较
方项目 CO2 埋弧焊 法 质量 好 好 很好 效率 低 较高 高 灵活 高 较高 低 抗风 一般 差 较好 抗潮 差 高 一般 用 途 短小焊缝 短小焊缝，及打底、填充焊 长焊缝，盖面 手弧焊 三、常用焊接材料
1、低合金结构钢焊条
对应标准GB/T5118－95。常用：J507，即E5015，结构钢焊条，焊缝金属抗拉强度５０kg/mm2,碱性低氢型药皮，焊接电源，直流反接。其熔敷金属冲击韧性比较高。J50２，即E5003，酸性焊条，钛钙型药皮，焊接电源，交直流两用。 2、埋弧焊低合金钢用焊丝和焊剂
熔化焊钢丝对应标准GB/T14957－94。
焊剂对应标准GB/T5293－99。焊接Q345C钢可以选用： HJ431+H08A，或SJ101+ H10Mn2。
HJ431：HJ－焊剂；431－高锰、高硅、低氟。
H08A：H－焊接用钢丝；08－含碳量0.08%；A－高级，S、P含量低。 H10Mn2：H－焊接用钢丝；10－含碳量0.10%，Mn2－含锰量将近2％。 SJ101：SJ－烧结焊剂；101－编号，合金元素含量较低。
合金元素含量低的焊丝搭配合金元素含量高的焊剂，合金元素含量高的焊丝搭配合金元素含量低的焊剂。 3、CO2气体保护焊低合金钢用焊丝
实芯焊丝对应标准GB/T8110－95，常用：ER49-1、ER50-1、 ER69-1、ER76-1、ER83-1。ER表示焊丝，50表示熔敷金属抗拉强度最低值为550MPa。
ER49-1相当于H08Mn2Si。
药芯焊丝对应标准GB/T10045－2001。常用：E501T、E551T等，E表示焊丝，50为熔敷金属的抗拉强度等级（kg/mm2，即480MPa），１表示全位置焊接，T表示药芯焊丝。
四、电焊条
1、焊条芯，一般用H08，对应标准GB/T14957－94。 2、焊条药皮成份
造气剂：淀粉、木粉、大理石（CaCO3）等； 造渣剂：大理石（CaCO3）等矿物； 脱氧剂：硅铁、锰铁； 合金剂：硅铁、锰铁； 除氢剂：萤石（CaF2）;
粘结剂：水玻璃（硅酸钠、硅酸钾）。 硅铁、锰铁脱氧剩余部分做为合金剂。
桥梁钢结构基础知识资料
