工程师开发出超高强度S960钢的创新焊接技术

Josiah02 · 发表于 2024-10-30 02:11:32

S960 钢比常用的 S355 钢更轻、更坚固，是桥梁建设的有效材料。然而，焊接工艺会降低其机械性能，限制其应用。
香港理工大学土木及环境工程系的研究团队开发出一种可有效应用超高强度 S960 钢的焊接技术。
透过精准控制焊接热输入，钢材的力学性能得以维持。这项创新技术已于近期粉岭北新发展区行人天桥工程中应用，标志着香港首个采用S960钢材的公共工程，并推动高强度钢材在桥梁建设中的创新应用。
S960钢是一种高效结构钢，强度高，满足多项材料规范和结构设计规范的严格要求，广泛应用于高层建筑和体育、展览中心等大跨度结构建设。
然而，S960钢的机械性能在焊接过程中可能会发生显著变化，导致强度和延展性降低高达20%至30%。
由香港理工大学土木及环境工程学系教授兼国家钢结构工程技术研究中心（香港分中心）主任钟国辉教授带领的研究团队，通过实验研究和数值模拟研究焊接过程中热输入能量对S960钢的影响，开发出一种保持S960钢机械性能的创新解决方案。
研究团队与当地一家钢铁制造商合作得出结论：对于不同厚度的 S960 钢，不同的焊接接头设计存在最佳热能范围，可最大限度地减少甚至消除焊接的不利影响。
香港特别行政区政府土木工程拓展署近期承接的一个项目已将此解决方案应用于粉岭北新发展区第一期——粉岭绕道东段（石湖新村北至龙跃头）的两段行人天桥。
两段桥面均采用S960钢制成的加劲箱梁，并在工厂内制造，焊接过程得到有效控制。今年9月，人行天桥这两段桥面的现场组装已完成。
新的焊接技术能够使用更薄、更少的钢材，从而减轻人行天桥的自重，并因此减少所需的基础桩数量。这反过来又减少了碳排放并增强了可持续性。
钟教授表示：“我们致力于在科学理解、工程原理和设计指导方面开展有影响力的研究，以促进工程师在建筑中采用高强度 S690 和 S960 钢，为现代钢结构建筑树立先例。
“粉岭北项目是香港使用S960钢材进行建筑施工的一个很好的例子，为今后制定相关的技术指南和规范提供了宝贵的参考。”
钟教授研究团队研发的S690钢材有效应用技术，已应用于多个基建项目，包括将军澳跨湾连接路的双拱钢桥、九龙仔游泳池的大跨度屋盖结构，以及正在兴建的元朗大球场东看台和西看台的钢屋顶。

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