[发明专利]一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料及其制造方法

说明书

本申请公开了一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料及其制造方法，涉及钢材配方。所述软钢材料的配方按钢种组成元素成分的质量百分比配比详见权利。制造方法按照冶炼及连铸、圆钢轧制、圆钢精整及成品锻造步骤执行。按照本申请的配方及制造方法制备出规定化学成分范围的低碳铝镇静钢，同时严格控制影响塑性性能的P、S元素含量，并控制残余元素含量，从而不仅保证软钢的抗拉强度和屈服强度均在一定的强度范围内，而且满足屈服强度与抗拉强度的比值不大于0.72，制作的减隔震装置等效阻尼比及低周疲劳性能优良，从而满足铁路桥梁综合工况的受力与吸能抗震的使用要求。

技术领域

本申请涉及钢材配方，特别是涉及一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料及其制造方法。

背景技术

铁路桥梁等高架建筑在极端自然条件下(如地震、台风等)，结构受到极大的破坏。而诸如铁路桥梁、桥墩等高架建筑，最容易受到破坏的部分是桥墩或桥墩与桥梁之间的联结点。一方面这种破坏轻则造成桥梁和桥墩之间发生横移错位，重则会导致桥梁滑落出桥墩，给行车安全带来致命的威胁。另一方面地震导致桥梁发生损坏后需要能够得到简便快捷的修复。传统的抗震设计往往是通过强化建筑结构本身(如桥墩加固、外围支撑设计)来达到储存和消耗能量的目的，从而满足设计的抗震标准，保证小震可修，大震不倒。这种利用强化结构本身的来保证抗震要求的设计方法存在三个方面的明显缺点：(1)结构本身强化会显著提高建设成本；(2)震动过程中结构主体缺乏自我调节能力，在不确定的自然力作用条件下(如不同的地震波形式与方向)，结构本身很可能仍然不满足安全要求；(3)一旦结构受到地震损毁或破坏，修复或重建成本高。

近年来，随着建筑技术的发展，结构震动控制技术成为抗震设计的一种合理而有效的途径，其中耗能减震就是其中一种最常用技术，所谓耗能减震就是将输入到结构中的破坏能量引向特殊设计的机构加以吸收和分散，从而达到保护主体结构的目的。

伴随着钢铁材料研究的不断进步，在国内外广泛研究的各种耗能减震器中，软钢阻尼减震器是最常见的一种，软钢阻尼减震器以结构简单、造价低廉、吸能效果明显的优点而得到广泛应用。软钢阻尼减震器最早由日本新日铁公司提出，其核心是根据不同的阻尼减震要求设计出相应的软钢材料。新日铁公司于1995年成功开发出牌号为BLY-100和BLY-225两种抗震阻尼器用低屈服点软钢，两种钢种对应屈服强度分别为100MPa和225MPa，目前这两个钢种已经在工程上得到了广泛的应用，主要做成三种类型的抗震阻尼器应用于高层建筑结构的柱梁连接结构、剪力墙等。1998年川崎制铁开发出牌号为RIVERFLEX100和RIVERFLEX235的两种类似低屈服点软钢。JFE成立以后把建筑构造用低屈服点钢纳入钢板产品目录，牌号为JFE-LY100、JFE-LY160、JFE-LY225。台湾中钢也于1997年成功研制出牌号为LYS100的软钢。

由于不同的工程应用工况对抗震阻尼用软钢材料有着完全不同的机械性能要求。目前，缺少一种满足铁路桥梁防落梁用阻尼减震器制作的软钢材料。

发明内容

本申请的目的在于提供一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料的配方及制造方法克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种桥梁用阻尼抗震用软钢材料，包括所述软钢材料的配方，其按组成元素成分的质量百分比配比如下：

C：0.11％～0.15％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.45％～1.55％，

P：0.006％～0.010％，S：≤0.005％，

Nb：≤0.06％，V：≤0.15％，Ti≤0.03％，Cr：≤0.05％，Ni：≤0.05％，

Cu：≤0.05％，Mo：≤0.02％，Ce：<0.3％，N：≤0.008％，

Als：≥0.025％，其余为铁。

可选地，按组成元素成分的质量百分比配比如下：