超高強S960鋼材應用的焊接技術

S960鋼材比一般S355鋼材輕巧堅固，是建設橋樑的首選建材，然而焊接過程會降低其機械性能，影響強度，令應用受限制。為此，香港理工大學（理大）土木及環境工程學系研究團隊開發了高效應用S960鋼材的焊接技術，透過精準控制焊接的熱輸入量，保持鋼材的機械性能。技術最近獲採納，用於建設香港首個採用S960鋼材的公共工程項目──粉嶺北新發展區行人天橋，有望推動高強度鋼材在橋樑建造的創新應用。

S960鋼材具高強度的特點，是一種高效結構鋼，能滿足各種材料規範和結構設計規範的要求，獲廣泛應用於高層建築和大跨度結構建築（例如體育及展覽場館）。然而，S960鋼材在焊接過程中，機械性能會發生顯著變化，令強度和延展性降低20%至30%。

理大土木及環境工程學系教授、國家鋼結構工程技術研究中心香港分中心主任鍾國輝教授帶領的團隊，透過實驗和數值模擬，成功破解S960鋼材在焊接過程中的熱輸入量對焊接截面強度的影響，並開發創新的焊接技術，保持鋼材的機械性能。團隊更與本地鋼材加工廠合作進行測試，最終獲得不同厚度S960鋼材的最佳熱輸入能量範圍和焊接接頭設計，能最大限度地減少以至消除焊接對鋼材強度的影響。

有關技術更獲得香港土木工程拓展署採用，率先用於粉嶺北新發展區第一階段──粉嶺繞道東段（石湖新村北至龍躍頭）的兩段行人天橋建設，並於今年九月完成預製組件的現場組裝。天橋為空心箱形狀樑（箱樑）組成的橋樑，其S960鋼材由採用新焊接技術的廠房加工預製。使用新焊接技術，令項目可採用較薄及較少的鋼材來獲得相同強度和承載力，從而減輕行人天橋的橋體重量和地基樁柱數量，有利降低碳排放，提升工程的可持續性。

鍾國輝教授表示：「我和團隊致力在科學理解、工程原理和設計指導方面，幫助工程師於興建項目中採用高強度S690及S960鋼材，推動現代鋼結構建築的發展。粉嶺北行人天橋項目是應用高強度S960鋼材於建設的最佳示範，此成功案例將為未來制定相關技術指引和規範提供具價值的參考。」

由鍾教授及團隊開發，高效應用S690鋼材的技術亦獲香港多個基建項目採用，包括將軍澳跨灣連接路雙拱鋼橋、九龍仔游泳池的大跨度屋頂結構，以及興建中的元朗大球場東西面看台上蓋結構。