桥梁用钢丝 生产工艺及技术特性要求

吊桥和斜拉桥等大桥的主缆绳一般使用将镀锌钢丝（下称钢丝）平行捆束的缆绳。

　　（1）桥梁用钢丝要求的特性

　　随着桥梁向着又长又大的方向发展以及建设过程中简化工序的需要，为减少缆绳的自重所带来的静载，要求缆绳用钢丝具有高抗拉强度和高抗疲劳特性。

　　另外，架设缆绳时有可能使钢丝扭曲增加。如果是塑性低的钢丝出现扭曲时会发生纵裂纹，使钢丝的抗疲劳特性和延迟断裂特性明显下降，因此要求钢丝要有高的抗扭曲特性。同时，对桥梁用钢丝来说，必须具有充分的蠕变强度、延迟断裂特性、侧压部的抗拉特性和固定部的缺口强度特性等。

　　(2)  桥梁用钢丝材质

　　桥梁用缆绳使用的钢丝是先对高碳钢进行铅浴淬火后，拉拔成组织为微细珠光体的钢丝，然后进行热浸镀锌处理。为提高钢丝的强度，可以考虑采取以下铅浴淬火3种方法。

　　①  提高铅浴淬火材的强度；

　　②  增加拉拔次数；

　　③  抑制热浸镀锌处理时强度的下降。

　　但是，采用②的方法会使钢丝的韧性和延性下降，应尽量避免采用这种方法。一般说来，采用①和③的方法既能确保钢丝的韧性和延性，又能提高钢丝的强度。采用①的方法时，由于添加了C、Si、Mn、Cr和V等元素，可以提高钢丝在铅浴淬火后的强度。另外，采用③的方法时，由于添加了Si和Cr，能抑制热浸镀锌处理时层状渗碳体的球化，由此抑制钢丝强度的下降。

　　(3)  生产工艺

　　铅浴淬火材一般是在热轧后进行再加热，然后采用在加热至550℃～600℃的铅浴中浸渍的被称作铅浴淬火（下称LP）的等温相变处理法进行生产的。另外，国内由于对钢丝提出了张弛特性要求，因此在电镀处理后进行了发蓝处理和加热控制处理。缆绳的架设方法可分为：在工厂将100根左右的钢丝平行捆束，并卷成卷后运到现场的PWS（Prefabricated Parallel Wire Strand：预先钢丝平行捆轧）施工法和将钢丝卷成盘卷在现场一根一根架设的吊桥用的AS（Air Spinning：气旋压）施工法。

　　采用PWS施工法时，如果从运送和卷成卷的钢丝性能来看，吊桥用的钢丝一般为?5mm，斜拉桥用的钢丝为?7mm。采用AS施工法时，使用的钢丝直径越来越大，开始向?7mm的钢丝发展。

　　(4)  提高钢丝特性的新技术

　　可以认为过共析钢和低合金钢今后也将向着高强度化方向发展。日本国内采用在热轧后直接将钢材浸渍在熔盐的DLP（Direct in-Line Patenting：直接在线铅淬火）工艺时，即使是过共析钢，利用盐的急冷技术也能够抑制先共析渗碳体的析出，而且生产的线材强度与采用LP处理过的线材相同。

　　用这种线材生产的桥梁用钢丝可以说是世界上强度最高的钢丝，已应用于实际桥梁。另外，由于省略了LP处理，有助于钢材的无铅化和抑制CO2的排放