3 缆索结构对钢丝制品的技术要求
缆索结构大量直接应用钢丝制品简化结构、提高工效,直接应用钢绞线、钢丝绳等钢丝制品,以及特型钢丝制造缆索结构。
3.1 对钢绞线的技术要求
桥梁缆索对钢绞线的基本技术要求是抗拉强度高、低松驰、弹性模量稳定、无接头、锌层抗腐蚀性能好。钢绞线用单根钢丝在专用设备组合捻制而成,目前应用较多的是7丝钢绞线。7丝索股钢绞线由单根直丝作为核心以6根具有相同螺距和螺纹方向的钢丝单层绕制组成。由于螺距相对较大,钢丝轴线对钢绞线轴线的偏角很小。这意味着7丝索股的刚度接近直线钢丝,主要用作各种单元结构。以前主要用途是受张拉力的桥梁预应力钢绞线结构,用于桥梁缆索主要有斜拉索、吊索、锚固索等结构。
为了提高缆索用钢绞线的防护功能,现在已经和正在开发一些新型的缆索用(或桥梁结构用)钢绞线。已经投入使用的有:(1)桥梁斜拉索用有涂层七丝钢绞线。它是在七丝镀锌钢绞线基础上经过涂覆建筑油脂或石蜡,再外覆HDPE制成;(2)桥梁斜拉索用环氧涂层钢绞线,采用熔结环氧粉末涂料静电喷涂工艺,是一种减少了溶剂挥发、无毒、不污染环境、节省资源的制作工艺,优越的环保性能,涂层加工过程不会造成钢丝强度性能的降低,优良的防水性能。
用于斜拉索结构的钢绞线需要注重钢绞线与锚具夹片的锚固性能,需要提高各种防护层受力后的抗开裂性。在目前技术工艺进步,盘条、钢丝性能提高的基础上,可以考虑新型多丝大直径高强度钢绞线的研究与开发,直接应用桥梁斜拉索(吊索)结构,减少制作、架设、调整工作量,促进我国钢丝和钢丝制品行业技术创新能力的提升。
3.2 对钢丝绳的技术要求
钢丝绳是在专用设备上,将配置好的钢丝按规定一次多根捻制成单股绳,然后用多个单股绳,配以钢绳芯或纤维芯等,再次合成的一种金属制品。钢丝绳的基本原材料是优质高强度盘条制成的钢丝,一般要求较高的抗拉强度、疲劳强度和冲击韧性。钢丝绳结构的实际数学模型涉及到许多因素,例如:钢丝绳的结构、规格、材质性能、润滑状况、捻距、捻角、速度、拉丝模结构以及设备状况等一系列因素,钢丝绳的生产工艺也会直接影响钢丝绳的性能。
桥梁缆索用钢丝绳结构是重要场合用钢丝绳,桥梁缆索钢丝绳需要具备优质钢丝的强度高,韧性、弹性好、耐磨,耐蚀和反复多次缠绕的优点,生产制造过程中具有一定的技术难度和经济附加值。在保证吊索结构等钢丝绳柔性的同时,需要改进工艺和技术,提高捻制节距,减少钢丝绳结构的非弹性变形,开发高抗拉强度、高韧性、超长、粗直径的钢丝绳新产品。近年国内吊索用钢丝绳在优质钢丝绳标准基础上,进行了中心股填塑钢丝绳开发,这种结构是否适应吊索结构需要慎重考虑。实用吊索钢丝绳需要突出绳股均匀受力,外层绳股和内层不滑移,整索需要腐蚀防护等功能。其他缆索钢丝绳也要突出结构的应用特点。
3.3 对特型钢丝的技术要求
我国的主缆涂料涂装防护系统基本上采用的腻子后缠绕园钢丝,然后涂装底漆、中间漆和面漆的防护方案,主缆使用的腻子能与缠丝钢丝形成铠装密水保护,现在开始使用干燥空气除湿方法来保护主缆。为此开发应用了S形截面的缠绕钢丝,来代替原来的圆形截面钢丝。现在用的“S”型缠丝钢丝,其特点是由钢基、锌层构成,钢丝设有对称的扣合槽,其横截面呈“S”型结构。将其按螺旋紧密缠绕在主缆外周,左右两侧钩头衔接部分在彼此搭接处啮合。钩头啮合处相邻搭接严密,涂层开裂难以发生,防止了雨水浸入主缆体;其次,由于缠绕后外表面的平整,比传统圆钢丝缠绕提供了更好的涂料涂层的表面。能阻挡雨水、海雾凝结水的侵入,减少大气腐蚀,提高钢丝的紧密性、坚固性、密封性,从而有效地提高了桥梁主缆的使用寿命。
4 结束语
国内缆索用高强度钢丝加工厂家,在几年的时间创造了桥梁缆索钢丝和钢丝制品加工国产化,十余年后创造了缆索用钢丝和盘条国产化,达到或接近国际先进水平的优秀业绩,推进了国内大跨度现代桥梁的建设和发展。
加工的钢丝需要考虑用途,保证合理的优良性能。不同厂家加工钢丝会有一些工艺差异,应结合钢丝的用途等综合考虑钢丝或钢丝制品加工工艺和使用性能。今后应在继续追求高质量和优良性能的基础上,结合不同桥梁缆索结构特点研制加工出综合性能优良,使用性能合适,成本价格更合理的桥梁缆索用钢丝和钢丝制品。
——本文摘自中国金属制品网