大跨度铁路桥梁用钢-标准编制说明

一、任务来源

本文件由中国特钢企业协会提出并归口，冶金工业规划研究院作

为标准组织协调单位。根据中国特钢企业协会团体标准化工作委员会

团体标准制修订计划，由中国宝武集团鄂城钢铁有限公司、中铁大桥

勘测设计院集团有限公司、中铁山桥集团有限公司、冶金工业规划研

究院等单位共同参与起草，计划于2021年四季度前完成《大跨度铁

路桥梁用钢》标准的制定工作。

二、制定本文件的目的和意义

近十几年来，铁路桥梁向大跨度、重载荷、高速度方向飞速发展，

芜湖长江大桥主跨312米，天兴洲长江大桥主跨504米，大胜关长江

大桥主跨336×2米，铜陵长江大桥主跨630米，沪苏通长江公铁大

桥采用主跨1092米，它们的设计速度最高达到350Km/h。为实现高

速列车的运行需求，必须对配套的材料进行系统的升级换代研究。伴

随冶金技术的发展，国内外的桥梁工程用钢向高强、高韧及焊接性优

异的方向发展，先后开发出345~690MPa级高性能桥梁用钢，实现了

工程应用。中国宝武生产的TMCP态高性能桥梁钢Q500qE、Q690qE，

屈服强度分别达到500MPa、690MPa级别，具备-40℃低温韧性优良，

同时具备良好的耐腐蚀性能、焊接性能等应用性能，可有效降低桥梁

钢结构自重，节能减排效果显著。在标准供给领域，现有国行标GB/T

714-2015《桥梁用结构钢》、TB/T3556-2020《铁路桥梁用结构钢》

技术指标较通用，无法适用于指导大跨度铁路桥梁用钢生产制造，因

此根据桥梁工程应用领域对铁路桥梁用钢专用性能的实际需要，有必

要联合主要下游用户，在现有技术的基础上，共同开发体现产品专用

性的高水平团体标准，实现科技成果产业化、市场化。

该项目属于《国家标准化体系建设发展规划（2016-2020年）》

中重点领域--材料--新型功能材料、先进结构材料等标准研制。适用

于各类大跨度斜拉、悬索桥梁钢结构工程用钢板，属于工程用结构钢

范畴。内容包括：纳入Q345MPa~Q690MPa级铁路桥梁用钢；确定

各牌号钢种成分范围和性能要求；屈强比推荐值；耐腐蚀性指数推荐

值；可选的特殊要求等。

三、标准编制过程

2021年11月，中国特钢企业协会团体标准化工作委员会（以下

简称团标委）秘书处给各位委员发出团体标准立项函审单。到立项函

审截止日期，没有委员提出不同意见。

2021年12月，团标委正式下达立项计划，组成了标准起草组，

提出了标准编制计划和任务分工，并开始标准编制工作。

2022年1月：进行了起草标准的调研、问题分析和相关资料收

集等准备工作，完成了标准制定提纲、标准草案。

2022年2月：召开标准启动会，围绕标准草案进行了讨论，并

按照与会意见和建议进行了修改。

2021年~月：形成征求意见稿并发出征求意见。

2021年月：完成征求意见处理、形成标准送审稿。

2021年月：完成该标准审定会和标准报批稿，上报中国特钢企

业协会审批。

2021年月：完成该标准发布、实施。

四、标准编制原则

充分考虑大跨度铁路桥梁用钢产品的高质量需求，联合下游企业

协同攻关，采用标准化手段助力大跨度铁路桥梁用钢高质量发展，展

现我国高强钢先进技术水平。本文件以满足下游行业对桥梁钢发展趋

势要求为前提，充分提高标准的市场适应能力，填补标准领域空白；

通过对下游用钢行业的研究，了解大跨度铁路桥梁用钢产品的实际需

求，确定各项技术指标，满足下游行业生产需要，建立彼此之间的联

系，扩大影响力。

五、标准的研究思路及内容

（一）编制思路

《大跨度铁路桥梁用钢》标准的设计与编制主要以问题与需求为

导向，切实从铁路桥梁钢生产需要出发，进一步确定化学成分控制指

标、力学性能等技术指标要求，强化细分领域标准的指导意义。通过

制定满足市场创新需要，并具有科学、合理、全面、可操作性的标准，

助力大跨度铁路桥梁用钢的高质量供给，提升作业的安全性和可靠性。

本文件在参考GB/T714-2015《桥梁用结构钢》、TB/T3556-2020《铁

路桥梁用结构钢》的基础上，结合实际生产的特殊需要，对牌号、化

学成分、力学性能等技术指标进行了加严和扩展，增强了原料生产制

造商与下游行业的联系，使标准更具有针对性和实用性。

（二）标准技术框架

本文件包含以下部分

前  言

1范围

2规范性引用文件

3术语和定义

4牌号表示方法

5订货内容

6尺寸、外形、重量

7技术要求

8试验方法

9检验规则

10包装、标志及质量证明书

附录A钢板不平度分级

附录B钢板屈强比推荐值

（三）标准技术内容

1.范围

本文件规定了大跨度铁路桥梁用钢的术语和定义、牌号表示方法、

订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检

验规则、包装、标志及质量证明书。

本文件适用于大跨度铁路桥梁用厚度为6mm～150mm的钢板

（以下简称钢板）。

2.规范性引用文件

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》的有关规定。

3.术语和定义

GB/T714规定的术语的定义适用于本文件。

4.牌号表示方法

本章节参照GB/T714的有关要求，并给出大跨度桥梁用钢示例。

5.订货内容

本章节对订货的合同或订单内容提出要求，应包含：

a)本文件编号；

b)产品名称；

c)牌号；

d)规格；

e)尺寸、外形精度要求；

f)交货重量（或数量）；

h)交货状态；

i)其他特殊要求。

6.尺寸、外形、重量

本章节参考GB/T714的有关要求，在GB/T709的基础上，增加

不平度分级的具体规定，见表1。

表1钢板板不平度分级

不平度

钢板公称厚度/mmmm/m

1档2档3档

＞6~8≤5≤5≤3

＞8~150≤5≤3≤3

Q460q及以上级别钢板的不平度需经供需双方协议规定。

7技术要求

7.1牌号及化学成分

7.1.1本章节综合参考GB/T714的有关要求，加严C、D级S、P元

素控制指标，添加N元素控制指标。考虑到C元素对铸坯偏析以及焊

接性能的影响，根据正火钢的生产实绩，适当加严了C元素的指标。

热机械轧制钢中500MPa级在实际生产应用中已趋成熟，其实物性能

水平可达到550MPa级水平，690MPa级钢亦实现了首次应用，考虑到

标准的一惯性及指导性作用，为更好地服务于桥梁制造行业，参考其

它通用性标准，增加550MPa级牌号。对于调质钢而言，目前国内无

铁路桥梁工程相关应用，国外工程应用的牌号一般选取的是国ASTM、

EN标准，设计技术人员主管意愿上倾向于不使用调质钢种，因此建

议暂时取消调质钢。化学成分同国标相近牌号对比见下表1-表5。

表1磷、硫、硼、氢、氮成分对比

标准化学成分（质量分数）（％）

质量等级PSaBbHbN

对比

不大于

本文件0.0250.0150.0080

C0.00050.0002

GB/T7140.0300.025-

本文件0.0200.0100.0080

D0.00050.0002

GB/T7140.0250.020-

本文件0.0200.0100.0080

E0.00050.0002

GB/T7140.0200.010-

本文件0.0150.0060.0080

F0.00050.0002

GB/T7140.0150.006-

a厚度方向性能钢板中的S含量应符合GB/T5313的规定。

b钢中残余元素B、H供方能保证时，可不进行分析。

表2热轧钢化学成分对比

化学成分（质量分数）（％）

标准质量

牌号CSiCrNiCu

对比等级MnNbaVaTiaAlsb

不大于不大于

C

0.005~0.010~0.006~0.010~

本文件D0.160.550.90~1.600.300.300.30

0.0600.0800.0300.045

E

Q345q

C

GB/T0.005~0.010~0.006~0.010~

D0.180.550.90~1.600.300.300.30

7140.0600.0800.0300.045

E

C

0.005~0.010~0.006~0.010~

本文件D0.170.551.00~1.600.300.300.30

0.0600.0800.0300.045

E

Q370q

C

GB/T0.005~0.010~0.006~0.010~

D0.180.551.00~1.600.300.300.30

7140.0600.0800.0300.045

E

a钢中Al、Nb、V、Ti可单独或组合加入，单独加入时，应符合表中规定；组合加入时，应至少保

证一种合金元素含量达到表中下限规定，且Nb+V+Ti≤0.22%。

b当采用全铝（Alt）含量计算时，全铝含量应为0.015~0.050%。

表3正火钢化学成分对比

化学成分（质量分数）（％）

标准质量

牌号CSiCrNiCu

对比等级MnNbaVaTiaAlsb

不大于不大于N

C

0.005~0.010~0.006~0.010~

本文件D0.170.550.90~1.600.300.300.30

0.0600.0800.0300.045

E

Q345q

C

GB∕T0.005~0.010~0.006~0.010~

D0.180.550.90~1.600.300.300.30

7140.0600.0800.0300.045

C

D0.005~0.010~0.006~0.010~

本文件0.170.551.00~1.600.300.300.30

E0.0600.0800.0300.045

Q370q

C

GB∕TD0.005~0.010~0.006~0.010~

0.180.551.00~1.600.300.300.30

714E0.0600.0800.0300.045

a钢中Al、Nb、V、Ti可单独或组合加入，单独加入时，应符合表中规定；组合加入时，应至少保

证一种合金元素含量达到表中下限规定，且Nb+V+Ti≤0.22%。

b当采用全铝（Alt）含量计算时，全铝含量应为0.015~0.050%。

表4热机械轧制钢化学成分

化学成分（质量分

质量数）（％）

牌号CSiCrNiCuMo

等级MnaNbbVbTibAlsc

不大于不大于

C

Q345qD0.90~1.60

E0.140.300.30-

C

Q370q1.00~1.600.010~0.010~0.006~0.010~

D0.550.30

0.0900.0800.0300.045

E

Q420q0.20

D0.500.30

Q460q0.25

E0.111.00~1.70

Q500q0.70

F0.800.30

Q550q1.00

a经供需双方协议，锰含量最大可到2.00%

b钢中Al、Nb、V、Ti可单独或组合加入，单独加入时，应符合表中规定；组合加入时，应至少保证一种合金元素

含量达到表中下限规定，且Nb+V+Ti≤0.22%。

c当采用全铝（Alt）含量计算时，全铝含量应为0.015~0.050。

表5耐大气腐蚀钢化学成分

化学成分a、b、c（质量分数）（%）

质量

牌号

等级CSiMndNbVTiCrNiCuMoAls

Q345qNH≤0.10

0.40~0.30~

Q370qNH≤0.15

D0.700.40

Q420qNH0.15~1.10~0.010~0.010~0.006~0.25~0.015~

本文件E≤0.11≤0.20

Q460qNH0.501.500.1000.0100.0300.500.050

F0.45~0.30~

Q500qNH

0.700.45≤0.25

Q550qNH

Q345qNH≤0.10

Q370qNH0.40~0.30~0.25~≤0.15

D

GB/TQ420qNH0.15~1.10~0.010~0.010~0.006~0.700.400.500.015~

E≤0.11≤0.20

714Q460qNH0.501.500.1000.1000.0300.050

Q500qNHF0.45~0.30~0.25~

≤0.25

Q550qNH0.700.450.55

a钢中Al、Nb、V、Ti可单独或组合加入，单独加入时，应符合表中规定；组合加入时，应至少保

证一种合金元素含量达到表中下限规定，且Nb+V+Ti≤0.22%。

b钢水应对硫化物夹杂进行改性处理。

c耐候钢耐腐蚀性的评定按GB/T714执行。

d当卷板状态交货时Mn含量下限可至0.50%。

e当采用全铝（Alt）含量计算时，全铝含量应为0.020~0.055%。

7.1.2碳当量

本章节结合铁路桥梁工程实际技术指标要求，在GB/T714的基

础上适当加严碳当量指标和裂纹敏感性指数，对比见下表6~7。

表6各牌号钢种碳当量要求

标准交货碳当量CEV（质量分数）（%）

牌号

对比状态厚度≤50mm50mm＜厚度≤100mm100mm＜厚度≤150mm

本文热轧Q345q≤0.42≤0.44

件或正Q370q≤0.43≤0.45

GB/T火Q345q≤0.43≤0.45

714Q370q≤0.44≤0.46

Q345q≤0.38≤0.40协议

热机Q370q≤0.38≤0.40

本文

械轧Q420q≤0.43≤0.44

件

制Q460q≤0.45≤0.46

Q500q≤0.48≤0.49

Q550q≤0.49≤0.50

GB∕TQ345q≤0.38≤0.40

714Q370q≤0.38≤0.40

表7各牌号钢种裂纹敏感系数要求

Pcm（质量分数）（％）

裂纹敏感性指数对比

不大于

牌号Q345qQ370qQ420qQ460qQ500qQ550q

本文件0.200.200.220.230.240.25

GB/T7140.200.200.220.230.250.25

7.2冶炼方法

本章节规定钢由转炉或电炉冶炼，并经炉外精炼。

7.3交货状态

本章节在GB/T714的基础上，结合铁路桥梁钢345~500MPa级

钢种的实际应用技术要去，加严相关规定。增加“热机械轧制状态交

货的钢材，强度级别为Q345q或Q370q、厚度为32mm及以上和强

度级别大于Q370q、厚度20mm及以上的钢板应进行回火处理”、耐

候钢的交货状态应为热机械轧制（TMCP）和热机械轧制+回火

（TMCP+T）等内容。

7.4力学性能

本章节在参考GB/T714的有关要求的基础上，根据铁路桥梁工

程实际应用过程中的技术要求，充分考虑钢铁企业提出的生产实际过

程中的薄规格冲击韧性难度问题，调整了薄规格钢板的冲击韧性要求，

增加了钢板抗拉强度的上限要求。对比见下表8。

表8钢板力学性能

牌号质拉伸试验a、b冲击试验c

量

下屈服强度ReL冲击吸收能量

MPa断后伸长率纤维断面率dKV2

抗拉强

J

50mm＜厚100mm＜A温度FA

厚度度Rm

度≤厚度≤%℃%≤16mm≥16mm

≤50mmMPa

100mm150mm

不小于不小于不小于

C0

Q345

D345335305490~61020-20-100120

q

E-40

C0

Q370

D370360-510~63020-20-100120

q

E-40

D-20

Q42085100120

E420410-540~66019-40

q

F-60-47

D-20

Q46080100120

E460450-570~69018-40

q

F-60-47

D-20

Q50075100120

E500480-630~75018-40

q

F-60-47

D-20

Q550100120

E550530-660~80016-40-

q

F-6047

a当屈服不明显时，可测量Rp0.2代替下屈服强度。

b拉伸试验取横向试样。

c冲击试验取纵向试样。

d对厚度不大于12mm的钢板，不要求纤维断面率；厚度不大于32mm的钢板，纤维断面率应满足表中

要求；厚度大于32mm的钢板，纤维断面率应不小于70%，420MPa级及以上钢种部分质量等级纤维率数

据要求待试验验证后再修订。

针对不同级别钢种重新给出钢板屈强比推荐值，（附录A表A.1）。

表9钢板屈强比推荐值

屈强比（ReL/Rm）

牌号

不大于

Q345q