大跨度桥梁缆索结构用钢丝及制品特点初探(二)
  发布时间:2013年07月12日 点击数:

2.3 钢丝防护和钢丝外观
  腐蚀是钢丝安全使用的最大危害,防护也是钢丝加工的重要环节,热镀锌是钢丝防腐的一种重要措施。由于镀锌钢材的“氢脆”争议,直至1992年,国际预应力联合专业委员会(F.I.P)报告,澄清了镀锌的“氢脆”疑问,镀锌桥梁钢丝的应用才被国际所认可。近年美国后张预应力协会(PTI)才将镀锌钢丝作为斜拉索钢材纳入规范。随着设计对缆索使用寿命要求的提高,需要研讨新的钢丝镀层和防护方法,提高耐腐蚀性能,对钢丝建立均匀一致的防护层,在表面起到保护作用。钢丝镀层和保护层的延展性能及可变形能力要好,要与它所保护的钢丝相匹配;与钢丝钢基的粘附力要强,经得起在强力变形工艺条件下的缠绕、弯曲考验,保证镀层和保护层在正常工作状态下不龟裂不脱落。
  不同的用途对钢丝的表面质量要求也是有差异的。虎门大桥和江阴大桥缆索同时使用了国内和国外制造的主缆钢丝,国外钢丝的特点是表面较光滑、呈暗色、有一层较薄的保护膜、但直线度较差,给主缆索股制造和架设造成较大困难。这一方面与国外钢丝制造加工工艺有关,也与进口钢丝加工仓储运输时间周期较长有关。表层保护膜对钢丝是必要的,但对PPWS架设索股制造和架设不适应,保护膜的光滑对索股成型不利,但对保护钢丝是有利的。国产主缆钢丝也曾因这一原因,修改过模润滑工序,消除光滑膜层对制索的不利影响。但斜拉索钢丝仍需要强调表面光滑,因为大直径制索在目前一些生产线中钢丝牵引和成型阻力较大。
2.4 镀锌钢丝和盘条的焊接点
  我国GB/T17101明确“钢丝中不应存在任何形式的电接头”,因此国产钢丝一直对钢丝焊接坚持严格要求,盘条和钢丝都不允许接头。但国外有的国家对钢丝焊接没有明确规定,有的标准也明确“钢丝不准有焊缝”。对于主缆用钢丝,由于严禁盘条焊接,故钢丝加工前需要根据实际主缆制索钢丝长度倍尺和余量才能确定盘条订货。每次工艺盘条接头需要在连续拉拔后及时查到和剪除,盘条从13mm拉拔到5mm后找到盘条焊点是比较麻烦的,由此大大增加钢丝加工制造成本。基于主缆的实际使用功能和结构特点,主缆钢丝是否可以考虑接受加工过程的盘条接头,当然需要通过工艺技术改进和提高这种焊接接头的可靠性;同时允许个别索股在制造过程中个别(限定数量和控制长度距离)钢丝接头。这样可以大大提高钢丝盘条的利用率,避免了超长索股因个别钢丝长度不足返工造成的经济损失,其经济效益将是非常显著的。
2.5 钢丝的扭转和松弛指标
  在通过多种方法提高钢丝的抗拉强度时,有时会降低韧性。当韧性降低时,钢丝将承受纵向裂缝,并发生层间剥离现象,这种分层变形影响钢丝综合机械性能。松弛改变缆索长度结构,对桥梁缆索力学性能不利。扭转和松弛指标是钢丝的重要性能,但如何在提高钢丝抗拉强度的同时保证钢丝的韧性,这涉及到钢丝成本需要综合考虑。主缆钢丝以扭转为主,适当降低松弛标准是合适的,特别是国产钢丝规园处理起到了改进钢丝质量和降低松弛的效果的作用,对主缆钢丝的这些技术要求目前也不存在争议。
  斜拉索钢丝最好能同时保证松弛和扭转性能,需要通过选用优良盘条,同时改进、钢丝加工工艺,改进稳定化处理的方法和对稳定化处理温度、张力参数控制,使生产的钢丝扭转和松弛在一定范围内都满足。松弛指标与试验施加的预应力有关,如果盘条和钢丝加工工艺改进也难满足扭转指标,是否可以考虑适当降低松弛指标,例如考核50%~60%应力条件下的松弛(现行标准是70%应力条件),因为斜拉索和吊索目前实际使用40%应力范围以内。
  目前国内有些生产线存在工艺差别,有的斜拉索钢丝热镀锌后过模减径工艺,斜拉索钢丝的扭转性能是存在争议的。新版规定提出,钢丝扭转性能一般不作强制性规定,扭转性能要求由供需双方协商决定。苏通大桥为实现斜拉索钢丝同时具备松弛和扭转性能进行了专题研制,试制出了国产盘条加工同时具备松弛和扭转性能的斜拉索钢丝。

                      ——本文摘自中国金属制品网