在钢箱梁结构中，Z 向钢（抗层状撕裂钢）主要用于抵抗焊接过程中因厚度方向应力集中引发的层状撕裂问题。其核心作用是通过严格控制硫含量（≤0.005%）和提升厚度方向断面收缩率（Z35 级≥35%），增强钢板在复杂应力状态下的抗撕裂能力。

应用部位

腹板与翼缘连接节点：此处因 T 形或十字形焊接接头的拘束应力集中，易产生层状撕裂。当翼缘板厚度≥40mm 且焊缝熔透高度≥25mm 时，需采用 Z15 级 Z 向钢；若熔透高度超过 40mm，则需 Z25 级。例如，某钢箱梁项目中主拱肋内侧腹板采用 Z 向钢板，有效避免了厚板焊接时的分层风险。

横隔板与腹板连接区域：横隔板与腹板的焊接易形成高约束应力场，尤其是厚度≥35mm 的部位需 100% 超声波探伤，并选用 Z 向性能合格的钢材。

支座节点区域：支座处因荷载集中导致厚度方向拉应力显著，通常要求钢板厚度≥40mm 时采用 Z35 级 Z 向钢，确保节点长期安全性。

技术要求

材料性能：Z 向钢需满足 GB/T 5313-2010 标准，硫含量随级别提高逐级降低（Z15≤0.01%、Z25≤0.007%、Z35≤0.005%），断面收缩率分别不低于 15%、25%、35%。

焊接工艺：焊前需对坡口两侧 1.5 倍板厚范围预热至 100-200℃，采用低氢型焊接材料（如 E501T-1 药芯焊丝），控制线能量输入以减少热影响区脆化。优先采用双面坡口对称焊接，避免单侧焊缝导致的应力集中。

质量检测：所有 Z 向钢焊缝需 100% 超声波探伤，执行 B 级检验标准，评定等级不低于 Ⅱ 级，重点检测未焊透、未熔合等危害性缺陷。厚度≥35mm 的钢材需逐张进行超声波探伤，确保无片状夹杂物。

通过精准匹配 Z 向钢等级与节点受力特征，结合严格的焊接工艺控制和探伤检测，可有效预防钢箱梁关键部位的层状撕裂风险，保障桥梁结构的安全服役。

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