钢铁史话1-用坦克测试的中国的第一代桥梁钢

西行的风

今天给学生讲课，正好讲到低合金钢，不知道多少人感兴趣，就顺便科普一下。



提到南京的标志-南京长江大桥，是新中国第一座自主设计、建造的双层式铁路、公路两用桥，也誉为“争气桥”，打破了当时国外技术的垄断。而支撑起这座宏伟建筑的，正是其坚实的钢铁骨架。今天，我们讨论一下这座大桥究竟用了什么样的钢，这些钢又为何如此特殊。

一、 时代的选择：低合金钢“16锰桥”（16Mnq）

南京长江大桥始建于1960年，并于1968年通车。在那个百业待兴的年代，中国的钢铁工业和桥梁技术都还比较落后。大桥的钢梁，需要承受自身巨大的重量、日夜不息的车流、江风的侵蚀，以及长江复杂的水文环境。因此，对钢材的强度、韧性、焊接性和抗疲劳性能都提出了极高的要求。很多人担心安全问题。为解决这些问题，当时大桥的钢梁主体结构采用了中国自主研发的最先进的钢材——16锰桥钢（代号16Mnq）。这是一种低合金高强度钢。让我们来拆解一下这个名字：

“低合金”：指的是在普通碳素钢的基础上，加入了少量（总量一般低于5%）的合金元素，如锰（Mn）、硅等。

“高强度”：正是这些合金元素的加入，通过细晶强化、固溶强化等机制，显著提高了钢材的强度，使其比普通的碳钢（如A3钢）更“结实”。

为什么是“16锰”？

“16” 代表钢材中碳（C）的平均含量约为0.16%。碳是决定钢的硬度和强度的核心元素，但含量过高会降低韧性和焊接性。0.16%是一个兼顾强度与塑性的平衡值。

“锰” 是关键的合金元素。锰能显著提高钢的强度，同时还能改善其韧性和焊接性能。这对于需要大量焊接拼装的大桥钢结构很有必要。

“桥”（q） 这个后缀，意味着这是专门为桥梁工程优化的钢种，对其低温冲击韧性、疲劳强度等指标有更严格的要求。

在当时的条件下，16Mnq钢的屈服强度达到了约345兆帕，比普通碳钢提高了约20%-30%。这意味着用更少的钢材就能达到相同的承载能力，减轻了桥梁的自重，满足了长江大桥的建设需要。

二、 万吨钢铁，如何“织”就虹桥？

南京长江大桥的钢材用量相当于一辆中型航母。正桥钢梁消耗了约3.2万吨钢材，加上引桥等部分，总用钢量超过6万吨。这些钢材并非简单地堆砌，其制造和连接工艺同样重要。



铆接钢梁：与现代桥梁普遍采用的焊接技术不同，南京长江大桥的钢梁主要采用铆接。即先在构件上打出孔洞，烧红的铆钉被迅速插入，然后用气动铆枪将另一端锤打成圆头，冷却后收缩，从而将钢板紧紧地连接在一起，是劳动力密集投入的一个实例。当时，大桥的钢梁上使用了数以百万计的铆钉。这种工艺虽然繁琐，但在当时技术条件下，其连接的可靠性和抗疲劳性能非常出色，是南京大桥的特色风格之一。

“自力更生”：大桥所需的全部钢材，均由我国鞍山钢铁公司（鞍钢） 自主研发和生产。面对当时国外的技术封锁，中国的工程师和工人们攻克了冶炼、轧制和焊接等一系列技术难题，成功生产出了符合大桥设计要求的高质量钢材。这每一块钢板、每一根钢梁，都凝聚着那个时代中国人民的智慧与汗水，是名副其实的“争气钢”。

三、一些历史趣事

大桥建成后，国内外出现了一些质疑的声音，有人认为中国自行设计建造的这座大桥质量不过硬，甚至流传出“南京长江大桥随时会垮掉”的谣言。为了用最直接、最硬核的方式回击这些质疑，证明大桥的坚固可靠，一个前所未有的测试方案被提了出来，让坦克车队成编队地驶过大桥。



1969年9月26日上午，在许世友将军的指挥下，中国人民解放军装甲兵某部的80辆（一说为118辆）62式轻型坦克从桥北的濮浦基地出发，坦克车队以整齐的编队，缓缓驶上大桥的公路面。它们分两路纵队，沿着车道平稳前进。当最后一辆坦克安全驶离大桥南岸后，经过紧急检查，大桥桥身安然无恙，只有桥面铺设的沥青层被坦克的履带扎出了一些痕迹。62式轻型坦克是中国自行研制的一款装备，其战斗全重约为 21吨。选择它而非更重的中型坦克（如当时的主力59式，重约36吨），是经过精密计算的。南京长江大桥公路桥的设计荷载为汽-18级（相当于允许18吨重的卡车通行）。虽然坦克是履带式车辆，荷载计算方式与轮式车辆不同，但80辆21吨的坦克保持间距通过，其产生的动态荷载和总弯矩都在大桥钢梁结构的安全承受范围之内。这并非蛮干，而是一次在科学计算指导下的“应力测试”。62式坦克是当时我军现役的主战装备，用它来测试，说服力极强。既能展示大桥的坚固，又能体现“军民团结、保家卫国”的意象。

这次测试用无可辩驳的事实，向全世界宣告了南京长江大桥的卓越质量。所有关于大桥不坚固的谣言不攻自破。“百辆坦克过长江”成为中国人民引以为豪的经典瞬间。从今天的工程安全规范来看，这样的测试或许显得非常激进。但它发生在特定的历史背景下，并且是建立在严谨的科学计算之上的。它生动地说明了南京长江大桥所使用的16Mnq钢材和铆接钢梁结构，具有极高的安全储备和优异的力学性能。

四、 钢铁的“风骨”：耐腐蚀性与维护

屹立江心五十余载，面对风雨潮汐的侵蚀，大桥的钢材是如何抵抗锈蚀的呢？

南京长江大桥的钢材本身具有一定的耐腐蚀性。低合金钢中的铜、磷等微量元素，能在钢材表面形成一层致密、稳定的氧化保护膜，这层膜可以阻止水分和氧气进一步侵入，减缓锈蚀的速度。这可以理解为钢材“天生”自带的一层薄薄的“防护漆”。长江高温湿热的环境影响很大。因此，涂层防护是必不可少的。大桥在建成时以及后来的多次大修中，都进行了严格的除锈和涂装工作。从最初的红丹防锈漆到如今更先进的环氧富锌底漆和氟碳面漆体系，这身“外衣”如同给钢铁巨龙穿上了一件坚固的雨披，是其长寿的关键保障。

五、 历史的跨越：从16Mnq到现代桥梁钢

南京长江大桥的16Mnq钢，是中国桥梁钢发展的一个里程碑。它奠定了中国高强度桥梁钢的基础。此后，中国的桥梁钢不断发展，相继出现了14MnNbq、Q370q、Q420q乃至更高强度的钢种，支撑了芜湖长江大桥、武汉天兴洲大桥、港珠澳大桥等一座又一座世界级桥梁的诞生。

如今，这些新钢种在强度、韧性、焊接性和鲁棒性（ROBUST）上都有了质的飞跃，使得桥梁的设计可以更轻盈、跨度可以更大、寿命可以更长。

南京长江大桥的钢铁，远不止是冷冰冰的建材。它是特定历史时期中国工业力量的象征，是无数建设者智慧的结晶。那3.2万吨16Mnq钢，不仅撑起了长江上的第一道彩虹，更撑起了中华民族自力更生、奋发图强的精神脊梁。钢铁是有温度的！

西行的风

好久不见，各位。我回来了。国内的网站，比如观察者网观众参差不齐，有时候没意思。

数值分析

欢迎回来。

顺便问一下，假设今天咱们再建设一座类似的桥（当然我明白今天不会建设类似的桥了，更大可能会建悬索桥或斜拉桥），我们会用什么钢材？其屈服强度能达到多少？谢谢。

西行的风

数值分析 发表于 2025-10-15 15:37
欢迎回来。

顺便问一下，假设今天咱们再建设一座类似的桥（当然我明白今天不会建设类似的桥了，更大可能会 ...

谢谢，我也不知道呢，我搞材料，但不懂设计。

kogarah

数值分析 发表于 2025-10-15 15:37
欢迎回来。

顺便问一下，假设今天咱们再建设一座类似的桥（当然我明白今天不会建设类似的桥了，更大可能会 ...

现在估计直接隧道

老财迷

数值分析 发表于 2025-10-15 15:37
欢迎回来。

顺便问一下，假设今天咱们再建设一座类似的桥（当然我明白今天不会建设类似的桥了，更大可能会 ...

DeepSeek回答的：

关于贵州花江**峡谷**大桥使用的主要钢材，其**名称**和**强度**信息如下。需要说明的是，搜索结果中明确提及的是钢材的**抗拉强度**，并未直接给出“屈服度”的具体数值。

主要钢材与强度

下面的表格为您整理了大桥在不同部位使用的主要钢材及其关键强度信息。

| 桥梁部位 | 主要钢材名称 | 强度等级 (抗拉强度) | 备注 |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| **主缆钢丝** | 1960兆帕级高强度钢丝、2000兆帕级超高强度钢丝 | **≥1960 MPa** | 1. 这是大桥**主缆**系统使用钢丝的抗拉强度标准。<br>2. 钢丝由贵州钢绳集团提供，采用了**镀锌铝镁稀土合金**镀层技术，以增强耐腐蚀性。 |
| **吊索钢丝绳** | 1870兆帕级高强度镀锌铝稀土合金密封钢丝绳 | **1870 MPa** | 这是大桥**吊索**部分使用钢丝绳的抗拉强度。 |
| **桥梁钢筋** | HRB500E高强度抗震螺纹钢 | 信息缺失 | 1. 主要用于大桥的**主塔墩基桩**等核心承重结构。<br>2. “HRB500E”中的“500”指的是其**屈服强度标准值为500MPa**，而“E”代表其具有抗震性能。 |

知识拓展：抗拉强度与屈服强度

你可能已经注意到，表格中列出的是“抗拉强度”而非你问到的“屈服度”（即屈服强度）。这是桥梁缆索钢丝材料的一个特点：在工程中，**高强度缆索钢丝通常更关注其抗拉强度**，并以之作为材料等级的标志。

简单来说：
* **屈服强度**：是材料开始发生明显塑性变形的临界应力。
* **抗拉强度**：是材料在断裂前所能承受的最大应力。

对于花江峡谷大桥这样的超级工程，其主缆钢丝采用≥1960 MPa的抗拉强度标准，代表了当前世界桥梁建设的顶尖水平，确保了这座“世界第一高桥”的安全与稳固。

希望以上信息对你有帮助。如果你需要了解大桥其他部分（例如主梁钢桁架）所使用的钢材信息，建议通过承建单位贵州桥梁集团的官方渠道进行查询。