近些年來,我國大跨度纜索橋梁建設從無到有,取得了較好的成績,并且大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋建設技術處于國際領先水平。比如,西堠門大橋主跨1650m,位居世界第二;泰州大橋以2×1080m三塔二跨超越懸索橋2000m的跨度。與此同時,我國的橋梁纜索由開始時的盤條、鋼絲原材料需要進口,到盤條、鋼絲逐步實現國產化,一直到現在的纜索出口,為我國成為纜索橋梁技術大國和強國提供了堅實基礎保障。 為了滿足我國日益增長的交通需要,纜索橋梁正持續發展,由于沒有其他材料可以取代,高強度鋼絲和鋼絞線、鋼絲繩仍是大跨度橋梁纜索結構的基本原材料。橋梁對鋼絲及其制品的綜合性能和產量要求在不斷提高的同時,異形鋼絲也逐步應用于橋梁纜索結構,其在橋梁纜索結構中有較好的應用前景,但受到加工批量較小和加工成本較高的制約。異形鋼絲在橋梁纜索結構應用主要有S形鋼絲和Z形鋼絲。目前,我國S形鋼絲已經能夠批量加工并在懸索橋主纜纏繞上應用,Z形鋼絲等異形鋼絲密封鋼絲繩在國內也有專門標準,但沒有類似產品在橋梁纜索中的應用。 我國異形鋼絲生產起步較晚、企業重視不夠 異形鋼絲主要指非圓斷面鋼絲,從名稱上區別于圓形鋼絲。異形鋼絲的特點是鋼絲斷面形狀較復雜,尺寸精度要求較高,形狀滿足特殊需要,不須再切削加工。生產圓形鋼絲主要采取拉拔加工,工藝比較簡單,生產效率較高;異形鋼絲生產則須要采用特殊模具通過拉拔、軋制或拉軋結合的方式來加工多種形狀不同的鋼絲,工藝相對復雜,生產效率比較低。 相關資料顯示,異形鋼絲產量較小,生產難度較大,質量較難控制,價值和效益不太明顯,因而沒有得到專業廠家的重視。由于起步較晚,我國生產企業采取特殊模具拉拔、軋制和拉軋結合的方式,雖然已能生產多種形狀的異形鋼絲,但在鋼絲形狀尺寸、公差、通條性能、外觀和表面處理上仍與國外的先進技術有一定差距。因此,我國大部分用于高端產品的高質量異形鋼絲還主要依賴進口,例如轎車氣門簧用卵形鋼絲等。近年來,由于我國國民經濟發展的需要,異形鋼絲的生產在我國開始得到重視和發展。 其中,異形鋼絲中的S形鋼絲主要用于主纜防護纏繞,提高纏絲對主纜的密封保護功能;Z形鋼絲主要用來制造加工密封鋼絲繩,這種鋼絲繩主要用于客運索道、礦井提升、塔式起重機主索、挖掘機繃繩、大型建筑拉索等,國外一些國家將這種密封鋼絲繩用于懸索橋主纜、吊索、斜拉橋斜拉索及拱橋吊索等橋梁纜索結構。 S形鋼絲已成懸索橋主纜纏繞應用的方向之一 纜索是纜索橋梁的重要結構件,其中懸索橋主纜一般被認為是不可更換的結構件,斜拉索、吊索等雖可以更換,但更換成本較高并影響交通,因此橋梁纜索的安全長效和防護一直是橋梁結構研究的重點和難題。20世紀末~21世紀初,日本將S形鋼絲取代圓形鋼絲應用于主纜纏繞,并增加了主纜除濕防護,取得了較好的防護效果,被業內普遍認同。 懸索橋主纜S形鋼絲纏繞相對于傳統的圓形鋼絲纏繞的優勢有:S形鋼絲作為主纜纏絲,纏繞后鋼絲間相互壓扣為一體,密封效果良好,能有效阻擋雨水和海霧凝結水的侵入,減緩酸性介質對懸索橋主纜的腐蝕,延長懸索橋主纜的使用壽命;同時S形纏絲和表層涂裝或其他防護方式配合,能形成主纜外氣密防護層,使主纜除濕系統得到基礎保障。 同時,從近年國內外懸索橋建設情況看,S形鋼絲已經成為新建懸索橋主纜纏繞防護的發展方向之一。