20世紀30年代，研發(fā)人員開發(fā)出了耐候鋼（WS）。自1964年新澤西州莫里斯鎮(zhèn)的高速公路修建無涂層耐候鋼（UWS）橋梁以后，美國的耐候鋼橋梁數(shù)量逐漸增長，1979年達到500座，1985年達到2000座。目前，耐候鋼已經(jīng)使用了50多年，美國大約有40%～45%的鋼橋是用某種形式的UWS建造的。此外，日本由于其特殊的氣候環(huán)境，在耐候鋼橋的應(yīng)用推廣方面進行了長年的追蹤分析。

高性能耐候鋼可滿足我國對鋼橋提出的節(jié)約環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的新要求。美國在耐候鋼橋梁方面的發(fā)展經(jīng)驗,對我國具有借鑒意義。2014年聯(lián)邦公路管理局（FHWA）委托特拉華大學創(chuàng)新橋梁工程中心（University of Delaware's Center for Innovative Bridge Engineering）對全國UWS橋梁所有者進行技術(shù)調(diào)查，建立數(shù)據(jù)庫并對選定的橋梁進行了現(xiàn)場評估?？傮w目標是，為更新現(xiàn)有技術(shù)咨詢制定量化建議。

通過發(fā)送給各州協(xié)調(diào)員的調(diào)查，中心已收集了有關(guān)整個美國UWS歷史使用情況、業(yè)主對UWS性能的看法，以及觀察到的整體性能條件的數(shù)據(jù)。調(diào)查結(jié)果顯示，除了6個州的交通部門（阿拉斯加、喬治亞州、夏威夷、密歇根州、密西西比州和波多黎各）外，其他所有州的交通部門目前都在修建UWS橋梁，這表明了該材料的廣泛使用和未來該課題研究的價值。業(yè)主對UWS的評價是社會接受程度的標志，結(jié)果匯集于圖1。調(diào)查結(jié)果表明，96%的受訪者對UWS的性能有積極的看法，但其中40%的受訪者報告了UWS的一些缺點，主要與除冰劑的使用有關(guān)。

2004年，西弗吉尼亞州（WV）大約已經(jīng)有100余座UWS橋，選取98座做了一次回顧性調(diào)查。實際調(diào)查時略去了相同狀況的梁橋，增加了相鄰州的橋梁共計97座

1.該州早期雖然修建較少，但是使用25年后開始大量修建；

2.寬度10米到12米的橋梁較多，即雙車道橋梁占一半；

3.橋下有水域的橋梁占89%，占絕大多數(shù)；

4.橋梁長度從30米到150米都有，基本上是大、中橋的范圍；

5.結(jié)構(gòu)簡潔的鋼板梁式橋是常規(guī)大中橋的首選。

經(jīng)濟性比較

一次性投資和壽命期的經(jīng)濟分析，總是一個決定性的取舍因素。美國耐候鋼比普通結(jié)構(gòu)鋼價格高出約3～4美分／磅（或66～88美元/噸）。按3美分／磅估計，1223呎長的橋約用鋼材886噸，費用比較見表3。美國和日本一般調(diào)查比較，見表4和表5。從中可見，日本的材料價差比美國要高一些。從表2的估計來看，鋼材差價各有千秋，但是在成橋和維護的資金投入上，UWS橋梁具有絕對優(yōu)勢。

1.區(qū)域決定

多雨潮濕、高濃鹽水鹽霧、工業(yè)腐蝕地區(qū)、與木材接觸的結(jié)構(gòu)，不宜修建UWS橋；封閉環(huán)境、低矮橋下積水或水流過緩，不宜使用UWS。在2018年佛羅里達州結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，對近海UWS橋梁建設(shè)規(guī)定如表6。表中“氣載鹽沉積速率”的規(guī)定，在日本直觀的表述為“與海岸的距離”，見表7（無涂裝耐候性橋梁設(shè)計施工要領(lǐng)，1985）。這個距離相對于領(lǐng)土面積來說是微不足道的。

弗吉尼亞州340號公路韋恩斯博羅大橋，建于1934年。橋上鋼梁經(jīng)過了嚴重的腐蝕和損壞，橋梁的重量限制為15噸。最初，當局考慮用未涂層耐候鋼替換，但由于橋梁環(huán)境因素而未被選擇。首先，這座橋位于一家化工廠的下游。其次，這座橋的水下凈空很低。橋的下弦通常高出河面約9英尺，在10年一遇的風暴中會被水沖到。在這些條件下，UWS此前的應(yīng)用情況，F(xiàn)HWA在1989年評價中不建議使用。2016年，州交通局決定，上部結(jié)構(gòu)全部使用A1010（不銹）鋼。該橋于2019年建成，全壽命成本依然可以接受。

2.外表光順

UWS橋首選建造外表光順的鋼板梁和箱形梁上。若用在桁架橋、拱橋等構(gòu)造零碎的橋梁上，需特別注意細部構(gòu)造設(shè)計。橋面上也需要光順、無縫、無孔。

3.構(gòu)造關(guān)鍵

UWS橋最擔心的是局部積水，盡管是小片積水。不要讓橋面積水滲下來進入到橋梁內(nèi)腔，盡可能不要在橋面設(shè)插入式排水管；如果設(shè)置，要足夠長，不能因風吹而飛濺到橋梁底部。不要讓橋面的水，從橋橫向邊緣隨風飄淋到腹板上。不要讓橋面的水排順坡而下，自由流進伸縮縫和支座。不要讓下翼緣上的水長距離流淌或者截堵滯流。

4.截流導流

為使水流加速離開UWS鋼梁，應(yīng)設(shè)置截流和導流的小構(gòu)件；橋面流水最好無縫收集排放出橋梁；為保護下部構(gòu)造外表，從鋼橋上流到橋墩頂面的銹水，必須在墩臺頂面收集并設(shè)管道或溝槽集中排放，不得漫流。

UWS橋不是免維護橋梁，需要清理構(gòu)件角落堆積的垃圾、鳥蟲小動物的巢穴和沙塵防其儲水。清理被洪水淹沒后的鋼梁，清理人為腐蝕色彩涂鴉。酸洗腐蝕區(qū)域，阻止腐蝕。

KTC的研究報告指出，在調(diào)查的21座UWS橋中，至少有6座出現(xiàn)腐蝕致使其保護銹跡薄弱跡象，至少兩年需要觀察一次發(fā)展情況。

KTC指出，為防水或美觀要求，在外腹板面可以涂漆或加裝（貼）有機板材，例如玻璃鋼?？梢匀珮蚣油垦b，也可以只在橋端1.5～3米濺落區(qū)加涂裝。

橋梁建造材料開始是天然材料。第一次工業(yè)革命開始使用合成（人工）材料“鐵”建橋，并在第二次工業(yè)革命初期逐步開始使用“鋼材”建橋，提高了材料強度。第二次工業(yè)革命早期誕生了“鋼筋混凝土”，后期還實現(xiàn)了“預(yù)應(yīng)力混凝土”，使得不同性能的材料各司其能。第三次工業(yè)革命為了解決耐候性能又發(fā)起了第三次材料革命，開始使用“高聚物”和“耐候金屬”建造橋梁。高聚物的使用至今尚在探索之中,UWS則前景明朗。詳見表8。

UWS在中國公路橋梁中尚未推開。

其一，先發(fā)展國家鋼橋占有率很高，橋齡較長，后期涂裝費錢費力，維護工作量大，往往疲于應(yīng)付。而中國普通公路鋼橋還沒有推開，公路上鋼橋很少,“耐候”這個課題的緊迫性尚不突出。

UWS橋梁“咖啡色”很具有現(xiàn)代派的情調(diào)，但是在情感上“銹”總是與“頹廢”有著關(guān)聯(lián)。公路是人群匯集的通道，多樣化、靚麗的外表涂裝還是需要的，當前中國公路鋼橋如果能夠跳過普通鋼橋階段直接進入UWS橋梁時期，將是中國公路橋梁和公路鋼橋的一大飛躍。這不光是技術(shù)、經(jīng)濟層面的問題，還需要社會層面的努力。

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