1 概述
大跨度橋梁的纜索系統(tǒng)是現(xiàn)代懸索橋、斜拉橋和拱吊橋的主要承重傳力結(jié)構(gòu)，這些纜索結(jié)構(gòu)的主要材料就是鋼絲或鋼絲制品。鋼絲是以盤條（線材）為原料通過拉絲及輔助工序加工生產(chǎn)的一種金屬產(chǎn)品，鋼絲制品包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線和其它鋼絲制品，鋼絲及其制品是關(guān)系到國(guó)家建設(shè)和居民生活的重要工業(yè)產(chǎn)品。鋼絲、鋼絞線、鋼絲繩的質(zhì)量、品種和數(shù)量，以及國(guó)產(chǎn)化程度，反映著國(guó)家的鋼絲制品工業(yè)技術(shù)工藝水平。大跨度橋梁纜索結(jié)構(gòu)，既長(zhǎng)期承受橋梁負(fù)荷的動(dòng)載和靜載，又長(zhǎng)期暴露在風(fēng)雨、潮濕和污染空氣的環(huán)境中，纜索結(jié)構(gòu)容易遭受應(yīng)力和腐蝕破壞。當(dāng)綜合性能優(yōu)異的高強(qiáng)度的鋼絲引入橋梁建設(shè)后，加速了橋梁結(jié)構(gòu)得到改進(jìn)和提高，以及橋梁跨度和建設(shè)速度提高的步伐。
2 纜索結(jié)構(gòu)對(duì)高強(qiáng)度鋼絲的技術(shù)要求
20年前，我國(guó)才開始建設(shè)大跨度現(xiàn)代斜拉橋和懸索橋，開始這些橋梁主體結(jié)構(gòu)的主纜、吊索和斜拉索用的鋼絲都是依靠進(jìn)口，一直存在質(zhì)量、價(jià)格和供貨周期問題。90年代，楊浦大橋建設(shè)過程中國(guó)內(nèi)開始試制斜拉橋斜拉索鋼絲(但未實(shí)橋應(yīng)用)，虎門大橋建設(shè)時(shí)國(guó)內(nèi)開始試制和制造懸索橋主纜鋼絲?；㈤T大橋和江陰大橋是同時(shí)采用進(jìn)口鋼絲和國(guó)產(chǎn)鋼絲制作主纜，國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度鋼絲邊試邊改快速進(jìn)步，在主纜制造和架設(shè)過程中，普遍認(rèn)為國(guó)產(chǎn)鋼絲在這兩個(gè)項(xiàng)目的使用性能明顯優(yōu)于進(jìn)口鋼絲，較快實(shí)現(xiàn)了纜索鋼絲國(guó)產(chǎn)化。十余年后，以西侯門大橋一條主纜和蘇通大橋斜拉索為標(biāo)志，國(guó)產(chǎn)盤條和纜索鋼絲在強(qiáng)度和性能方面都達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。橋梁建設(shè)推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)盤條和鋼絲技術(shù)的進(jìn)步，橋梁建設(shè)推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)盤條和鋼絲技術(shù)的進(jìn)步，纜索用盤條和鋼絲國(guó)產(chǎn)化促進(jìn)了國(guó)內(nèi)橋梁建設(shè)的快速發(fā)展。
2.1 提高盤條質(zhì)量，改進(jìn)工藝，提高鋼絲綜合性能
鋼絲加工主要借助拉絲磨具在外力作用下，利用金屬的可塑性使金屬變形，獲得需要的形狀、尺寸規(guī)格和機(jī)械力學(xué)性能。由于結(jié)構(gòu)的重要性和特殊性，橋梁纜索一般要求鋼絲具備高強(qiáng)度、耐腐蝕、塑性和韌性好等特點(diǎn)。由此對(duì)盤條和加工工藝提出了較高的技術(shù)要求，國(guó)內(nèi)制造纜索鋼絲及鋼絲制品，開始是進(jìn)口盤條加工鋼絲。2000年以后開始研制國(guó)產(chǎn)盤條，國(guó)產(chǎn)盤條采用微合金技術(shù)、純凈鋼冶煉技術(shù)和特殊控軋控冷技術(shù)等技術(shù)工藝，使盤條的純凈度、力學(xué)性能、金相組織等實(shí)物質(zhì)量水平達(dá)到(或接近)進(jìn)口優(yōu)質(zhì)盤條水平。
在鋼絲和盤條技術(shù)工藝方面的需要進(jìn)行的研究工作有：提高盤條的高強(qiáng)度水平和綜合性能，通過微觀組織設(shè)計(jì)與控制改善冷拔性能及韌性；研發(fā)盤條和鋼絲加工工藝新技術(shù)和改進(jìn)已有技術(shù)，以便經(jīng)濟(jì)、清潔和安全地生產(chǎn)高使用性能的盤條和鋼絲；改進(jìn)環(huán)保和能源消耗、延長(zhǎng)盤條和鋼絲產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)；提高鋼絲綜合性能，降低適用鋼絲成本。
2.2 鋼絲性能要突出不同索股結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn)
由于主纜和斜拉索結(jié)構(gòu)和應(yīng)用受力的區(qū)別，鋼絲使用性能方面也有一定差別。斜拉索鋼絲制造工藝流程是直接應(yīng)用了國(guó)際上傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅圓鋼絲和鋼絞線的工藝流程，基本上是比較傳統(tǒng)和成熟的工藝：索氏體化盤條（或盤條→索氏體化處理）→表面準(zhǔn)備→拉絲→熱鍍鋅→穩(wěn)定化處理→檢驗(yàn)→入庫(kù)。主纜鋼絲開始是借用斜拉索鋼絲加工工藝，兩類鋼絲加工流程可在同一生產(chǎn)線完成，最大差別就是有無穩(wěn)定化處理工序。國(guó)內(nèi)主纜鋼絲為了適應(yīng)主纜制索工藝的要求，特別是直線度和鍍后直徑、表面外觀的要求，在此鋼絲生產(chǎn)流程基礎(chǔ)上改進(jìn)利用穩(wěn)定化處理工序，形成了國(guó)產(chǎn)主纜鋼絲專門的工序。
斜拉索和主纜鋼絲實(shí)際應(yīng)用中就存在一定區(qū)別，在使用標(biāo)準(zhǔn)上，主纜鋼絲不太強(qiáng)調(diào)低松弛性能（只要求Ⅰ級(jí)松弛），而斜拉索鋼絲強(qiáng)調(diào)低松弛性能（要求Ⅱ級(jí)松弛）。斜拉索鋼絲還需要強(qiáng)調(diào)鐓頭性能，但這一技術(shù)在實(shí)踐未被執(zhí)行。現(xiàn)在由于換索和維護(hù)困難，設(shè)計(jì)對(duì)斜拉索提出了50年以上安全使用壽命的要求，但目前斜拉索錨固是環(huán)氧填充料，而環(huán)氧材料本身是由一定有效壽命的。一旦環(huán)氧失效，斜拉索就需要錨固鋼絲鐓頭來承受荷載的。這就需要鋼絲鐓頭能獨(dú)立承擔(dān)錨固功能。
——本文摘自中國(guó)金屬制品網(wǎng)
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