20世纪30年代，研发人员开发出了耐候钢（WS）。自1964年新泽西州莫里斯镇的高速公路修建无涂层耐候钢（UWS）桥梁以后，美国的耐候钢桥梁数量逐渐增长，1979年达到500座，1985年达到2000座。目前，耐候钢已经使用了50多年，美国大约有40%～45%的钢桥是用某种形式的UWS建造的。此外，日本由于其特殊的气候环境，在耐候钢桥的应用推广方面进行了长年的追踪分析。

高性能耐候钢可满足我国对钢桥提出的节约环保及可持续发展的新要求。美国在耐候钢桥梁方面的发展经验,对我国具有借鉴意义。

2014年联邦公路管理局（FHWA）委托特拉华大学创新桥梁工程中心（University of Delaware’s Center for Innovative Bridge Engineering）对全国UWS桥梁所有者进行技术调查，建立数据库并对选定的桥梁进行了现场评估。总体目标是，为更新现有技术咨询制定量化建议。

通过发送给各州协调员的调查，中心已收集了有关整个美国UWS历史使用情况、业主对UWS性能的看法，以及观察到的整体性能条件的数据。调查结果显示，除了6个州的交通部门（阿拉斯加、乔治亚州、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门目前都在修建UWS桥梁，这表明了该材料的广泛使用和未来该课题研究的价值。业主对UWS的评价是社会接受程度的标志，结果汇集于图1。调查结果表明，96%的受访者对UWS的性能有积极的看法，但其中40%的受访者报告了UWS的一些缺点，主要与除冰剂的使用有关。

图1 业主对其境内的UWS桥的主观看法（2014年调查）

2004年，西弗吉尼亚州（WV）大约已经有100余座UWS桥，选取98座做了一次回顾性调查。实际调查时略去了相同状况的梁桥，增加了相邻州的桥梁共计97座（表1），汇总见图2—5。其分布特征是：

图2 WV调查的UWS桥建设时代

图3 WV调查的UWS桥各种宽度和数量

图4 WV调查的UWS桥跨越功能比例

图5 WV调查的UWS桥长度分布

1.该州早期虽然修建较少，但是使用25年后开始大量修建；

2.宽度10米到12米的桥梁较多，即双车道桥梁占一半；

3.桥下有水域的桥梁占89%，占绝大多数；

4.桥梁长度从30米到150米都有，基本上是大、中桥的范围；

5.结构简洁的钢板梁式桥是常规大中桥的首选。

一次性投资和寿命期的经济分析，总是一个决定性的取舍因素。美国耐候钢比普通结构钢价格高出约3～4美分／磅（或66～88美元/吨）。按3美分／磅估计，1223呎长的桥约用钢材886吨，费用比较见表3。美国和日本一般调查比较，见表4和表5。从中可见，日本的材料价差比美国要高一些。从表2的估计来看，钢材差价各有千秋，但是在成桥和维护的资金投入上，UWS桥梁具有绝对优势。

肯塔基州运输中心（Kentucky Transportation Center）2016年9月的调查研究报告提出了一些关于UWS桥的病害调查和建议，这里汇集了其他一些调查报告，归纳如下。

1.区域决定

多雨潮湿、高浓盐水盐雾、工业腐蚀地区、与木材接触的结构，不宜修建UWS桥；封闭环境、低矮桥下积水或水流过缓，不宜使用UWS。在2018年佛罗里达州结构设计规范中，对近海UWS桥梁建设规定如表6。表中“气载盐沉积速率”的规定，在日本直观的表述为“与海岸的距离”，见表7（无涂装耐候性桥梁设计施工要领，1985）。这个距离相对于领土面积来说是微不足道的。

弗吉尼亚州340号公路韦恩斯博罗大桥（图6），建于1934年。桥上钢梁经过了严重的腐蚀和损坏，桥梁的重量限制为15吨。最初，当局考虑用未涂层耐候钢替换，但由于桥梁环境因素而未被选择。首先，这座桥位于一家化工厂的下游。其次，这座桥的水下净空很低。桥的下弦通常高出河面约9英尺，在10年一遇的风暴中会被水冲到。在这些条件下，UWS此前的应用情况，FHWA在1989年评价中不建议使用。2016年，州交通局决定，上部结构全部使用A1010（不锈）钢。该桥于2019年建成，全寿命成本依然可以接受。

图6 上图为原340公路大桥（浓烟处为化工厂）

下图为不锈钢桥梁

2.外表光顺

UWS桥首选建造外表光顺的钢板梁和箱形梁上。若用在桁架桥、拱桥等构造零碎的桥梁上，需特别注意细部构造设计。桥面上也需要光顺、无缝、无孔。

3.构造关键

UWS桥最担心的是局部积水，尽管是小片积水。不要让桥面积水渗下来进入到桥梁内腔，尽可能不要在桥面设插入式排水管；如果设置，要足够长，不能因风吹而飞溅到桥梁底部。不要让桥面的水，从桥横向边缘随风飘淋到腹板上。不要让桥面的水排顺坡而下，自由流进伸缩缝和支座。不要让下翼缘上的水长距离流淌或者截堵滞流。

4.截流导流

为使水流加速离开UWS钢梁，应设置截流和导流的小构件；桥面流水最好无缝收集排放出桥梁；为保护下部构造外表，从钢桥上流到桥墩顶面的锈水，必须在墩台顶面收集并设管道或沟槽集中排放，不得漫流。

5.非免维护

UWS桥不是免维护桥梁，需要清理构件角落堆积的垃圾、鸟虫小动物的巢穴和沙尘防其储水。清理被洪水淹没后的钢梁，清理人为腐蚀色彩涂鸦。酸洗腐蚀区域，阻止腐蚀。

KTC的研究报告指出，在调查的21座UWS桥中，至少有6座出现腐蚀致使其保护锈迹薄弱迹象，至少两年需要观察一次发展情况。

6.可以涂装

KTC指出，为防水或美观要求，在外腹板面可以涂漆（图7）或加装（贴）有机板材，例如玻璃钢。可以全桥加涂装，也可以只在桥端1.5～3米溅落区加涂装。

图7 外侧涂漆的WS桥

桥梁建造材料开始是天然材料。第一次工业革命开始使用合成（人工）材料“铁”建桥，并在第二次工业革命初期逐步开始使用“钢材”建桥，提高了材料强度。第二次工业革命早期诞生了“钢筋混凝土”，后期还实现了“预应力混凝土”，使得不同性能的材料各司其能。第三次工业革命为了解决耐候性能又发起了第三次材料革命，开始使用“高聚物”和“耐候金属”建造桥梁。高聚物的使用至今尚在探索之中,UWS则前景明朗。详见表8。

UWS在中国公路桥梁中尚未推开，究其原因：

其一，先发展国家钢桥占有率很高（表9），桥龄较长，后期涂装费钱费力，维护工作量大，往往疲于应付。而中国普通公路钢桥还没有推开，公路上钢桥很少,“耐候”这个课题的紧迫性尚不突出。

其二，UWS桥梁“咖啡色”很具有现代派的情调，但是在情感上“锈”总是与“颓废”有着关联。公路是人群汇集的通道，多样化、靓丽的外表涂装还是需要的，例如图7。

当前中国公路钢桥如果能够跳过普通钢桥阶段直接进入UWS桥梁时期，将是中国公路桥梁和公路钢桥的一大飞跃。这不光是技术、经济层面的问题，还需要社会层面的努力。