高性能桥梁用钢-编制说明

《高性能桥梁钢》(征求意见稿)

编制说明

一、工作简况

1、任务来源

2016年实施的GB/T714-2015版《桥梁用结构钢》标准，在桥梁用钢牌号系列化、

高强度化、耐大气腐蚀合金化体系及-60℃低温韧性的等方面，取得了很大的进步，但

也同时存在偏于国家基础标准功能、耐候钢没有按照环境的不同提供相应的解决方案、

适应性不强等问题，不能够满足钢结构桥梁设计领域对耐候钢的需求。最重要的是配套

焊接材料的规范尚属空白。焊材是“钢铁针线”,据统计,每年钢产量的45%左右需要用

焊材来进行连接。焊材可以直接影响到多个行业产品的质量、可靠性和寿命以及生产的

成本、效率和市场反应速度，对高性能桥梁钢的生产及推广应用具有重要的影响。已发

布的焊材国家标准都是通用性标准，适用于各行各业各的焊接结构，其技术要求也是最

基本的。通用性焊材国家标准，难以满足桥梁建设需要，这主要表现在下列几个方面：

（1）熔敷金属化学成分中S、P含量高；（2）熔敷金属冲击韧性不足；（3）熔敷金属扩

散氢含量高；(4)对耐候钢配套焊材没有耐不同大气环境腐蚀的成分计算腐蚀指数要

求、试验要求；（5）对耐候钢配套焊材没有按照环境的不同提供相应的试验方法、解决

方案。

为打造产品、技术国际最先进水平标准，钢铁工业协会与中国金属学会联合下发了

《钢铁高质量发展标准引领行动》团体标准制定计划（钢协【2020】126号），计划编号

20200135的《高性能桥梁用钢》团体标准的制定列入计划。

此团体标准编制，在GB/T714-2015版《桥梁用结构钢》国家标准体系的框架内，

根据桥梁设计行业需求传统及发展趋势，参考国外先进标准(如ASTMA709-18、EN10025：

2019等)，确定了本标准涉及的桥梁用钢强度级别、适用环境以及必须的配套焊接材料，

使本标准能够满足大跨度以及耐候钢桥梁的设计和建造要求，以推动我国桥梁设计制造

行业及钢铁冶金行业的技术进步，为我国企业加入国际市场竞争创造更有利的条件。

2、主要工作过程

起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2020年10月，由鞍钢股份有限公司牵头成

立了标准编制工作组，负责主要起草工作。工作组对国内外桥梁钢产品和技术现状与发

展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，进行了大量的研究分

析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归纳，在此基础上编制出《高

性能桥梁钢》标准草案初稿。经工作组及有关专家研讨后，对标准草案初稿进行了认真

的修改，于2021年1月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，报全国钢标

委钢板钢带分委员会秘书处。

3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由鞍钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、中铁第四勘察设计院集团

有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司、中铁山桥集团有限公司、中铁宝桥

集团有限公司、首钢集团有限公司、湖南华菱湘潭钢铁有限公司、天津市金桥焊材集团

股份有限公司等单位共同起草。

二、标准编制原则

1、标准的制定原则

（1）采纳国内外先进冶金技术成果，借鉴国内外先进标准的原则。

（2）满足桥梁设计制造领域需求的原则。以达到“科学、合理、先进、实用”之

目的。

（3）实现产品系列化的原则。

（4）与现行国家标准主流体系协调一致的原则。

在起草过程中，主要按GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件

的结构和起草规则》的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的

能力和用户的利益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和

合理性。

2、本标准的主要技术特点

（1）按照大气环境中腐蚀因子氯离子、二氧化硫的沉积率水平，将适合采用耐候钢

的大气环境分为城乡大气环境（包括乡村大气和城市大气区域）、工业大气环境和海洋

大气环境三大类，并设置了相应的适用钢种。由于合金元素在不同环境中所起的作用不

同，因此不同环境应用的耐大气腐蚀钢的化学成分有所不同，分别规定了其化学成分。

（2）在强度级别设置上，根据钢结构桥梁设计需求及未来发展方向，选定Q345q、

Q370q、Q420q、Q460q、Q500q和Q690q六种钢级，没有完全照搬GB/T714及国外标准

的强度序列设置。在对低温冲击功的要求按规格组距进行了细化，但仍然处于世界同类

标准中的引领者。

（3）屈强比表征材料均匀变形的能力，由塑性变形至最后断裂过程的形变容量，亦

是抵抗从屈服到塑性不稳定变形的一种能力。屈强比增大，钢材的安全性能下降；屈强

比愈小，钢材在受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构安全性愈高。但屈强比

太小，则反映钢材不能得到有效的利用，造成钢材浪费,因此屈强比范围要合理。ASTM

A709、EN10025-4、JISG3140：2018这3项标准中没有对屈强比作为要求，GB/T714

-2015中仅推荐345MPa、370Mpa、420MPa级屈强比值为0.85，并且缺少高强度级别钢

屈强比数据。本标准为适应大跨度桥梁的发展，明确了420MPa～690MPa级钢屈强比指

标，并作为钢材性能是否合格标准之一。

（4）在质量等级方面尽量取消低级别钢种，这是因为不同质量等级对应着钢中有害

元素P、S和N不同的含量水平，如果仅仅为了满足冲击韧性要求，C级钢中的有害元素

含量可以大大放宽，但是这将会给钢种的耐大气腐蚀性能带来显著不利影响。因此本标

准中仅保留345MPa含有C级。

（5）在钢种方面增加了耐海洋大气环境腐蚀系列钢种。随着中国桥梁建设的发展，

诸多沿海及跨海桥梁工程项目都在拟建在建中，由于桥址所处环境属于高氯化物腐蚀环

境，常规的耐候钢在使用过程中受到限制，而耐海洋大气环境腐蚀桥梁钢需求不断加强。

现今国际标准体系中没有“耐海洋大气环境腐蚀桥梁钢”相关标准。

（6）在交货状态设置上，以先进的热机械轧制（TMCP）工艺作为主流，以低碳含量、

微合金化与控轧控冷工艺结合的技术路线，保证生产的桥梁用钢具备高强度、高韧性、

高焊接性能及优异的耐大气腐蚀性能。对特殊的级别，也允许采用调质状态交货。

三、主要内容说明

1、范围

依据国内市场的需求和实际工程应用情况，明确了耐海洋大气腐蚀桥梁钢单轧钢板

的厚度范围8mm～110mm；其他牌号桥梁钢适用于厚度不大于150mm的单轧钢板以及

厚度不大于25.4mm的连轧钢板和钢带。

2、规范性引用文件

本标准的化学分析方法标准、取制样及检试验方法标准、尺寸外形重量及允许偏差

标准、表面及内部质量标准、数值修约标准、包装、标志及质量证明书等均采用我国现

行有效的国家标准，与桥梁钢相关标准保持一致。

3、术语和定义

为了规范钢板最终交货状态，本标明确了热机械轧制、调质、耐海洋大气腐蚀桥梁

钢的定义。其中，热机械轧制定义选自GB/T1591—2018、调质及耐大气腐蚀钢的定义

选自GB/T714—2015。

4、耐候钢适用环境分类和使用条件

根据GB/T15957—1995《大气环境腐蚀性分类》，大气环境分为：

乡村大气环境：内陆乡村地区和没有明显腐蚀剂污染的小城镇。空气清洁，基本上

没有工业介质或盐雾污染。

城市大气环境：没有聚集工业的人口稠密区、存在少量污染的地区。轻微地被工业

性介质所污染。

一般工业大气环境：局部或地区性的工业污染物污染的环境。工业聚集区的环境大

气。

海洋大气环境：近海和海滨地区以及海面上的大气，不包括飞溅区。

在本标准中，鉴于乡村大气环境和城市大气环境的腐蚀因子相差不大，可以用同一

种耐候钢，因此二者合并称为城乡大气环境。

在GB/T19292.1—2018中对大气类型及腐蚀因子进行了较为详细的区分（如表1、2、

3）。

表1GB/T19292.1-2018中由二氧化硫造成的污染分级

表2GB/T19292.1-2018中由空气中盐分造成的污染分级

氯化物沉积率mg/(m2.d)等级

S≤3S0

3＜S≤60S1

60＜S≤300S2

300＜S≤1500S3

表3GB/T19292.1-2018中典型大气环境示例

根据GB/T19292.1-2018，对本标准中的三种大气的腐蚀因子进行了界定：

2

城乡大气腐蚀因子特征：年均氯离子沉积率≤3mg/（m·d）；年均SO2沉积率≤24

mg/（m2·d）；润湿时间（全年相对湿度大于80%的时间）占比≤60%。

2

一般工业大气腐蚀因子特征：年均氯离子沉积率≤3mg/（m·d）；年均SO2沉积率

＞24mg/（m2·d）～80mg/（m2·d）；润湿时间（全年相对湿度大于80%的时间）占比

≤60%。

海洋大气环境大气腐蚀因子特征：年均氯离子沉积率＞3mg/（m2·d）～60mg/（m2·d），

2

包括同时存在年均SO2沉积率≤200mg/（m·d）；润湿时间（全年相对湿度大于80%的

时间）占比≤60%的海洋大气区域。

5、高性能桥梁用钢的技术要求

5.1牌号表示方法

本标准在GB/T714-2015版标准规定的基础上，增加了海洋大气环境用桥梁钢，则以

“耐海洋”三字拼音字头NHY作为标识。

本标准规定的钢牌号分类为：

——按钢级分为：Q345q、Q370q、Q420q、Q460q、Q500q、Q620q、Q690q。

——按质量级别分为：C、D、E、F。

——按适用环境分为：NH、NHY。

5.2订货内容

本标准采用GB/T714-2015版标准的规定。

5.3关于尺寸、外形、重量及允许偏差

本标准采用GB/T714-2015标准的规定。

5.4.1牌号及化学成分

（1）345～500级别热机械轧制钢成分与GB/T714-2015一致，690级别成分根据实

际应用进行了调整。

（2）调质态500、620、690级成分与GB/T714-2015一致。

（3）对于城乡及一般工业大气环境用345～460级别钢与GB/T714-2015一致。500

级将Cu元素含量上限降为0.51，使其在I值计算公式范围之内，690级别成分根据实

际应用进行了调整。

（4）海洋大气环境用钢的成分参照了T/CISA073-2020《梁用耐海洋大气环境腐蚀

钢板》其中Q345qNHY-Ⅱ和Q370NHY-Ⅰ实际供货至“中马友谊大桥”和“泉州湾跨海大

桥”。

（5）除690级，非耐候钢和耐城乡、一般工业大气腐蚀钢P、S、H、B元素与

GB/T714-2015规定一致。690级桥梁钢和耐海洋大气腐蚀钢的P、S元素加严。

国内外标准化学成分对比见表4。

5.4.2冶炼方法

为了减少H等有害元素含量，要采用炉外精炼方法。

5.4.3交货状态

本标准规定“钢板可以是热机械轧制、热机械轧制+回火及调质(含在线淬火+高温

回火)中任何一种交货状态交货，并在质量保证书中注明”，与桥梁钢相关标准保持一致。

5.4.4力学性能

5.4.4.1拉伸性能

屈服强度选用下屈服强度ReL，厚度效应采用GB/T714—2015标准规定—按照厚度

50mm和100mm分档，耐海洋大气环境腐蚀钢最大厚度规定为110mm，其余牌号最大厚度

规定为150mm。抗拉强度与伸长率采用GB/T714—2015标准规定。370～690级非耐大气

腐蚀钢材及耐城乡大气增加屈强比要求指标。

5.4.4.2冲击吸收能量值

GB/T714—2015规定除了F级冲击功不小于47J，其它质量等级的冲击功都不小于

120J，但是在实际生产中，由于桥梁钢规格跨度大（厚度4mm-150mm），对于板厚<16mm

的钢板冲击功满足120J的难度较大，普遍性能合格率偏低，大部分冲击功数值介于

80J～100J，因此考虑到生产难度及焊接后韧性下降随板厚变化规律，对于本标准中板

厚<16mm的C、D、E级钢，冲击功最小值为100J。对于耐海洋大气腐蚀桥梁钢80～110mm

规格，根据实际生产数据D级别满足34J，E级别满足20J，F级别满足16J。

力学性能对比见表5。

5.4.4.3其他

钢材的工艺性能、表面质量、无损检测、5试验方法等与GB/T714—2015保持基本一

致。

6焊接材料的技术要求

6.1一般规定

在已发布的焊材国家标准的基础上，依据国内市场的需求和实际工程应用情况，规

定高性能桥梁钢用焊接材料按抗拉强度不同分为490MPa、540MPa、630MPa、690MPa、770

MPa五个级别，明确普通环境用桥梁钢配套焊接材料代号为q，城乡大气、工业大气环

境用桥梁钢配套焊接材料代号为NH，耐海洋大气腐蚀环境用桥梁钢配套焊接材料代号为

NHY。

6.2尺寸、外形及允许偏差

与焊接材料相关标准保持一致。

6.3技术要求

a）焊条药皮、焊丝、焊剂通用要求与焊接材料相关标准保持一致。

b）普通环境用焊材的化学成分，P、S元素作为有害元素加严控制。

c)耐候钢配套焊材依据国内实际工程应用情况，根据不同环境、不同强度明确化学

成分中Ni、Cr、Cu、Mo等具体要求，并明确耐城乡大气腐蚀指数I、耐海洋大气腐

蚀指数V的要求。减少预热型的桥梁用高性能钢板配套焊接材料，碳当量和裂纹敏感指

数满足对应钢板的要求。在焊接时缓和对输入热量的限制，可以进行大线能量焊接，在

减少或省略预热的同时，可大幅度提高施工效率。

d)熔敷金属力学性能根据匹配钢材的质量等级，依据国内实际工程应用情况，熔敷

金属冲击韧性有不同程度提高。

e)材料熔敷金属的扩散氢含量根据焊材类别，在焊接材料国家标准基础上加严控

制。

f)增加耐城乡大气环境腐蚀焊材的熔敷金属耐蚀性要求,包括：

计算耐不同大气腐蚀指数,满足相应要求;试验焊材熔敷金属加速腐蚀相对比例不大

于1.10;熔敷金属在裸态及带锈状态时，在相应模拟液中的测试自腐蚀电位,满足5mV

≤熔敷金属自腐蚀电位-母材自腐蚀电位≤50mV。

6.4试验方法

a)尺寸及表面质量、化学成分、力学性能、射线探伤、熔敷金属扩散氢含量试验方

法与焊接材料相关标准保持一致。

b)熔敷金属加速腐蚀相对比例试验:模拟城乡大气、工业大气条件下的加速腐蚀试

验按TB/T2375的规定进行。

模拟海洋大气环境条件下的加速腐蚀试验方法参照TB/T2375的规定执行，试验溶

液改为（0.50±0.05）%NaCl溶液，试验时间100h。

c)自腐蚀电位测试

电化学试验装置采用三电极体系。工作电极（即研究电极）为待测试样，工作面积

为1cm2；参比电极为饱和甘汞电极；辅助电极为铂片或铂丝网。

模拟海洋大气环境条件下的自腐蚀电位测定条件：采用电化学测试方法，试验溶液

为浓度（0.50±0.05）%的NaCl溶液，试验温度为室温。

d)焊接材料的检验项目、取样数量、取样方法和试验方法

序号检验项目取样数量取样方法试验方法

1化学分析1个/批GB/T25777任何适宜方法

2拉伸试验1个/批GB/T25774GB/T2652

3冲击试验5个/批GB/T25774GB/T2650

4扩散氢检测3个/批—GB/T3965

5无损检测试板检测—GB/T3323

6.5检验规则

与焊接材料相关标准保持一致。

6.6验收

与焊接材料相关标准保持一致。

6.7复验

与焊接材料相关标准保持一致。

6.8包装、标志和质量证明书

与焊接材料相关标准保持一致。

四、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

通过标准的制定和实施，将促进技术创新，增强产品的国内外市场竞争力，同时为

推进产业结构调整与优化升级创造条件，对规范市场竞争，引导市场良性发展，加快我

国桥梁建设技术快速发展具有积极的促进作用。

六、与国际、国外对比情况

本标准制定过程中未查到同类国际、国外标准。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强制性标准的

协调性

本标准属于”钢及合金（301）”标准体系中“钢及合金产品及试验方法通用标准

（401）”大类，“钢产品通用标准（401.10）”小类。

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

“无”。

九、标准性质的建议说明

建议本标准的性质为推荐性团体标准。

十、贯彻标准的要求和措施建议

建议本标准批准发布6个月后实施。

十一、废止或代替现行相关标准的建议

“无”。

十二、其他应予说明的事项

“无”。

《高性能桥梁钢》团体标准编制工作组

2021年1月

表4化学成分对比

化学成分（质量分数），%

标准号牌号

CSiMnNbVTiCrNiCuMoBNP≤S≤AlsH

Q345qC0.0300.025

≤0.01～0.01～0.006～≤≤0.010～≤

Q345qD≤0.550.90～1.60≤0.30≤0.30≤0.30--0.0250.020

0.140.090.080.030.00050.0080.0450.0002

Q345qE0.0200.010

Q345qDNH0.0250.020

≤0.15～0.01～0.01～0.006～0.40～0.30～0.25～≤≤≤0.015～≤

Q345qENH1.10～1.500.0200.010

0.110.500.100.100.030.700.400.500.100.00050.0080.0500.0002

Q345qFNH0.0150.006

本标准

Q345qDNHY-Ⅰ0.0250.010

≤0.15～0.01～0.007～1.00～0.25～0.05～≤≤0.015～≤

Q345qENHY-Ⅰ0.40～1.20----0.0200.007

0.080.700.100.0601.501.000.400.00050.0080.0500.0002

Q345qFNHY-Ⅰ0.0150.005

Q345qDNHY-Ⅱ0.0250.010

≤0.15～0.01～0.007～3.00～0.25～0.05～≤≤0.015～≤

Q345qENHY-Ⅱ0.40～1.20----0.0200.007

0.080.700.100.0603.501.000.250.00050.0080.0500.0002

Q345qFNHY-Ⅱ0.0150.005

Q345qC0.0300.025

≤0.01～0.01～0.006～0.010～

Q345qD0.550.90～1.600.300.300.30--0.00050.0080.0250.0200.0002

0.140.090.080.030.045

GB/TQ345qE0.0200.010

714-2015Q345qDNH0.0300.025

≤0.15～0.01～0.01～0.006～0.40～0.30～0.25～≤≤≤0.015～≤

Q345qENH1.10～1.500.0250.020

0.110.500.100.100.030.700.400.500.100.00050.0080.0500.0002

Q345qFNH0.0200.010

≤≤≤0.005～0.01～

--------------0.0300.030----

0.230.401.350.050.15

1.板厚大于40mm时，Si元素含量为0.15～0.40%。

3452.所有厚度大于10mm的板材，其Mn含量，如果按照熔炼分析，最低值为0.80%（成品分析则为0.75%）；所有厚度≤10mm的板材及所有其他产品，其Mn

含量，如果按照熔炼分析，最低值为0.50%（成品分析则为0.45%）。Mn与C之比不应小于2：1。C含量比标准规定最大值每降低0.01%，将允许Mn含量

比标准规定最大值增加0.06%，直到Mn含量增加到最大值1.60%为止。

ASTM3.钢中单独添加铌为0.005%～0.05%，单独添加钒时为0.01%～0.01%，当铌和钒组合加入时，Nb+V为0.02%～0.15%。

A709-18

≤0.23≤0.400.50～1.60≤0.05≤0.15--≤0.35≤0.45≤0.60≤0.15----0.0350.045----

345S

1.Nb+V≤0.15%。

0.30～0.80～1.250.02～0.40～0.25～

345WA类≤0.19----0.40------0.0300.030----

0.65降碳提锰到1.50.100.650.40

化学成分（质量分数），%

标准号牌号

CSiMnNbVTiCrNiCuMoBNP≤S≤AlsH

0.15～0.75～1.350.01～0.40～0.20～

345WB类≤0.20----0.50------0.0300.030----

0.50降碳提锰到1.50.100.700.40

1.10～1.35，

0.30～0.04～0.45～0.25～0.25～0.02～0.006钙0.010～

HPS345W≤0.11厚度大于65时------≤0.0150.020--

0.500.080.700.400.400.08处理0.040

1.10～1.50

EN

S355M0.030全铝，≥

10025-4：≤0.16≤0.55≤1.70≤0.06≤0.12≤0.06≤0.35≤0.55≤0.60≤0.13--≤0.0170.03--

S355ML0.0250.015

2019

表4（续）

化学成分（质量分数），%

标准号牌号

CSiMnNbVTiCrNiCuMoBNAlsP≤S≤

Q370qD0.01～0.01～0.006～≤≤0.01～0.0250.020

≤0.14≤0.551.00～1.60≤0.30≤0.30≤0.30--

Q370qE0.090.080.030.00050.0080.450.0200.010

Q370qDNH0.0250.020

≤0.15～0.01～0.01～0.006～0.40～0.30～0.25～≤≤≤0.015～

Q370qENH1.10～1.500.0200.010

0.110.500.100.100.030.700.400.500.150.00050.0080.050

Q370qFNH0.0150.006

本标准Q370qDNHY-Ⅰ0.0250.010

0.15～0.01～0.007～1.00～0.25～0.05～≤≤0.015～

Q370qENHY-Ⅰ≤0.080.40～1.50----0.0200.007

0.700.100.0601.501.100.500.00050.0080.050

Q370qFNHY-Ⅰ0.0150.005

Q370qDNHY-Ⅱ0.0250.010

0.15～0.01～0.007～3.00～0.25～0.05～≤≤0.015～

Q370qENHY-Ⅱ≤0.080.40～1.50----0.0200.007

0.700.100.0603.501.100.250.00050.0080.050

Q370qFNHY-Ⅱ0.0150.005

Q370qD0.01～0.01～0.006～≤≤0.01～0.0250.020

≤0.14≤0.551.00～1.60≤0.30≤0.30≤0.30--

Q370qE0.090.080.030.00050.0080.0200.010

GB/T0.45

714-2015Q370qDNH0.0250.020

≤0.15～0.01～0.01～0.006～0.40～0.30～0.25～≤≤≤0.015～

Q370qENH1.10～1.500.0200.010

0.110.500.100.100.030.700.400.500.150.00050.0080.050

Q370qFNH0.0150.006

化学成分（质量分数），%

标准号牌号

CSiMnNbVTiCrNiCuMoBNAlsP≤S≤

Q420qD0.0250.015

≤≤0.01～0.01～0.006～≤≤≤≤≤≤0.010～

Q420qE1.00～1.700.0200.010

0.110.550.090.080.030.500.300.300.200.00050.0080.045

Q420qF0.0150.006

Q420qDNH0.0250.015

≤0.15～0.01～0.01～0.006～0.40～0.30～0.25～≤≤0.015～

Q420qENH1.10～1.500.200.0200.010

0.110.500.100.100.030.700.400.500.00050.0080.050

Q420qFNH0.0150.006

本标准

Q420qDNHY-Ⅰ0.0250.010

0.15～0.01～0.007～1.00～0.25～0.05～≤≤0.015～

Q420qENHY-Ⅰ≤0.080.40～1.50----0.0200.007

0.700.100.0601.501.100.600.00050.0080.050

Q420qFNHY-Ⅰ0.0150.005

Q420qDNHY-Ⅱ0.0250.010

0.15～0.01～0.007～3.00～0.25～0.05～≤≤0.015～

Q420qENHY-Ⅱ≤0.080.40～1.50----0.0200.007

0.700.100.0603.501.100.300.00050.0080.050

Q420qFNHY-Ⅱ0.0150.005

Q420qD0.0250.015

≤≤0.01～0.01～0.006～≤≤≤