Стали для мостостроения: требования и примеры часто используемых марок

Мост — это транспортное сооружение, по которому прокладывают путь над каким-либо препятствием: дорогой, оврагом, ущельем, водотоками. Существуют железнодорожные, пешеходные, автомобильные, трубопроводные и другие мосты. Вне зависимости от вида конструкции в ней выделяют 2 части:

• Опоры. Состоят из фундамента, тела и оголовка. Предназначены для передачи нагрузки на грунт.
• Пролетные строения. Передают нагрузку от автомобилей и людей на опоры, перекрывают пространство между опорами.

По каким качествам выбирается сталь для мостостроения?

Мосты должны отвечать требованиям высочайшей надежности и долговечности. Исходя из этого, из всего разнообразия сталей для мостов используют лишь небольшое число марок. Причем их отбирают строго по определенным признакам: ударной вязкости, хладостойкости, свариваемости, стойкости к коррозии и выносливости при концентрации напряжений.

Сталь повышенной прочности для мостостроения (найти которую можно по ссылке https://group-mir.com.ua/list-povyshennoj-prochnosti) соответствует нескольким критериям:

• Процент содержания углерода 0,1-0,25%. Увеличение его концентрации приводит к повышению предела текучести, который повышает хрупкость и снижает способность металла к свариваемости.
• Наличие в составе меди, которая улучшает антикоррозионные свойства. Меди в составе должно быть до 0,5%.
• Минимальная текучесть — 23-75 кгс/мм.
• Хорошая ударная вязкость, определяемая при -40 °C (для конструкций северного исполнения — при -70 °C).
• Небольшой процент полезных примесей. Из легированных сталей в мостостроении предпочтительнее именно низколегированные.

Какие стали используют в мостах?

Для создания отдельных частей мостов, таких как опоры или шарниры, используют стальное литье. Другие элементы выполняют из горячекатанного металлопроката разного профиля: уголков, швеллеров, тавров и двутавров, листов. Также в мостостроении могут использовать стали разного способа выплавки:

• Кипящую. При ее производстве процесс раскисления, который выражается формулой FeO + C = Fe + CO, не доводится до конца. Из-за этого пока сталь остывает, в ней продолжает выделяться углекислый газ. В результате в структуре образуется множество пузырьков, что делает ее неоднородной. Из-за этого кипящая сталь уступает спокойной в механических характеристиках.
• Спокойную. В ней процесс раскисления доводится до конца. В отличие от кипящей, спокойная сталь имеет однородную структуру, из-за чего она и рекомендована для создания мостов, которые находятся в условиях низких температур и работают на динамические нагрузки. Спокойная листовая сталь — единственно возможная для мостов со сварными соединениями.

Примеры сталей, особенно часто используемых в мостостроении:

• Ст. 3 мост. Предназначена для клепаных соединений мостовых сооружений.
• М16С. Используется для пролетных строений со сварными швами.
• Ст. 2 заклепочная. Допустима для создания нерабочих или второстепенных элементов в мостах из углеродистой стали, например, заклепок.
• 14Г2АФД и 15Г2АФДт. Достаточно недорогие стали, легированные ванадием и азотом. Рекомендованы для всех типов мостов, кроме железнодорожных.
• 40Х. Универсальная сталь для изготовления высокопрочных болтов.
• 10ХСНД и 15 ХСНД. Универсальные марки, разрешенные для строительства любых типов мостов.
• Ст3пс2. Предназначены для производства ограждающих конструкций мостов, устанавливаемых вдоль тротуаров.
• 09Г2, 09Г2СД, 09Г2С, 10Г2С1Д, 10Г2С1, 14Г2. Применяются для изготовления балок автодорожных мостов, располагаемых в северных широтах.

Высокий спрос сегодня получили и высокопрочные стали класса С70/60, хотя в отечественном мостостроении они пока не слишком широко распространены. Пока их используют в основном для конструкций главных рам и балок: бистальных и бисталежелезобетонных.