2. Материалы металлических мостов. Сортамент металла,

применяемого в мостостроении.

В настоящее время основной материал МЕ мостов - современные строительные стали (малоуглеродистые и низколегированные).

Стали выплавляют в мартеновских и конверторных печах. При выплавке стали из чугуна выжигают углерод. При этом восстанавливаются окислы железо и образуются пузырьки газа СО, которое выделяется из расплава.

Если выделение пузырьков доведено до конца во время варки и сталь остывает в изложницах, ее называют спокойной (сп). Если процесс раскисления стали не доведен до конца и во время ее твердения продолжается выделение пузырьков СО, сталь называют кипящей (к).

Кроме спокойной и кипящей сталей, производят и полуспокойную (пс), которая по своим свойствам занимает промежуточное положение.

Стали, применяемые в мостах, должны иметь высокую прочность, необходимую вязкость и пластичность, а также удовлетворять требованиям по свариваемости. Этим требованиям удовлетворяют малоуглеродистые и низколегированные стали, с содержанием углерода от 0.1 до 0.3 %. Кроме углерода в сталях обычно содержится ряд полезных присадок, повышающие её прочность: марганец, кремний, никель, хром, медь, молибден, ванадий, титан и др.

Для строительства мостов рекомендуются малоуглеродистая сталь марки 16Д и низколегированные стали марок 15ХСНД, 10ХСНД, 15Г2АФДпс, 14Г2АФД.

По принятой в России системе обозначений первые две цифры марки стали обозначают количество углерода в стали в сотых долях процента, а следующие буквы и цифры марки стали показывают содержание легирующих добавок. Если при этом после буквы нет цифры, то содержание этой легирующей добавки не превышает 1%. Если после буквенного обозначения добавки стоит цифра 1 или 2, это значит, что указанный элемент в стали содержится в количестве около 1 или 2 %.

Кроме полезных добавок, в сталях находятся вредные примеси: сера и фосфор.

Сера делает сталь красноломкой (плохо сопротивляющейся механическим воздействиям при повышенных температурах)

Фосфор вызывает хладноломкость, т.е. хрупкость при низких температурах.

Существенное значение при выборе материала и марок сталей имеют климатические условия в месте возведения металлического моста. Если наименьшие температуры в районе строительства выше -40°С, то к металлу не предъявляют специальных требований по хладностойкости (категория 0). При наименьших температурах ниже -40° или -50°С материал должен иметь устанавливаемую нормами хладностойкость (категория 1, 2 или 3) и удовлетворять ряду дополнительных требований.

По своим прочностным показателям строительные стали разделяют на классы.

Класс обозначают буквой С и числом, показывающим величину предела текучести в десятых долях МПа. Малоуглеродистая сталь марки 16Д относится к классу С23, низколегированные стали марок 15ХСНД и 10ХСНД к классам С35 и С45 соответственно.

Листовая сталь служит основным видом металла для изготовления мостовых конструкций. Она выпускается в виде толстолистовой и универсальной (широкополосной) стали. Листовую сталь прокатывают между двумя валками, поэтому она имеет неровные кромки и требует строжки. Универсальную сталь прокатывают между четырьмя валками, благодаря чему она имеет чистые кромки, не требующие обработки.

Угловая сталь бывает с полками одинаковой (равнобокий уголок) или разной (неравнобокий уголок) ширины. Двутавровые балки различают: обыкновенные с высокой стенкой и неширокими полками и широкополочные двутавры, имеющие значительно большую поперечную жесткость. Швеллерная сталь корытного профиля в современных мостах применяется в небольшом объеме.

Кроме этих профилей металла в мостах встречаются и другие - стальные горячекатаные трубы рифленая сталь (с ребристой поверхностью), волнистая сталь и т.п. Для висячих и вантовых мостов применяют стальные витые канаты и пучки из параллельных проволок. Главный недостаток сталей - коррозия, что требует расходов на окрашивание для предотвращения коррозии.