橋梁纜索用鋅%鋁稀土多元合金鍍層鋼絲技術(shù)條件

橋梁纜索用鋅-10%鋁-稀土多元合金鍍層鋼絲通用技術(shù)條件范圍本文件規(guī)定了橋梁纜索用鋅-10%鋁-稀土多元合金鍍層鋼絲（以下簡稱“鋼絲”）的術(shù)語和定義、符號、分類與型號、技術(shù)要求等通用技術(shù)條件，描述了對應(yīng)的試驗(yàn)方法。本文件適用于懸索橋主纜及吊索、斜拉橋斜拉索、拱橋吊索和系桿索等承重索用鋼絲，其他結(jié)構(gòu)纜索用鋼絲可參照使用。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T238金屬材料線材反復(fù)彎曲試驗(yàn)方法GB/T239.1金屬材料線材第1部分：單向扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法GB/T470鋅錠GB/T1839鋼產(chǎn)品鍍鋅層質(zhì)量試驗(yàn)方法GB/T2972鍍鋅鋼絲鋅層硫酸銅試驗(yàn)方法GB/T2976金屬材料線材纏繞試驗(yàn)方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T12689.1鋅及鋅合金化學(xué)分析方法第1部分：鋁含量的測定鉻天青S-聚乙二醇辛基苯基醚-溴化十六烷基吡啶分光光度法、CAS分光光度法和EDTA滴定法GB/T12689.12鋅及鋅合金化學(xué)分析方法鉛、鎘、鐵、銅、錫、鋁、砷、銻、鎂、鑭、鈰量的測定電感耦合等離子體—發(fā)射光譜法GB/T21839預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼材試驗(yàn)方法YB/T4264橋梁纜索鋼絲用盤條術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。鋅-10%鋁-稀土多元合金鍍層鋼絲zinc-10%aluminummischmetalalloy-coatedsteelwire在鋅-10%鋁-稀土多元合金熔池中，將光面鋼絲外表熱鍍鋅-10%鋁-稀土多元合金層的鋼絲。符號下列符號適用于本文件。A——斷后伸長率，單位為%；dn——鋼絲公稱直徑，單位為mm；Fa——脈動應(yīng)力幅的載荷值，單位為N；Fm——規(guī)定的公稱最大拉力，單位為N；hb——矢高，單位為mm；Rm——抗拉強(qiáng)度，單位為MPa；Rp0.2——0.2%規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度，單位為MPa；Sn——鋼絲公稱截面積，單位為mm2。分類、型號與規(guī)格分類鋼絲按公稱直徑分為5mm、6mm及7mm三個系列。鋼絲按強(qiáng)度級別分為1670MPa級、1770MPa級、1860MPa級、1960MPa級、2000MPa級、2060MPa級、2100MPa級、2200MPa級八個系列。鋼絲按松弛性能分為I級松弛和Ⅱ級松弛。型號鋼絲型號包括以下內(nèi)容：a）公稱直徑；b）鍍層形式；c）公稱抗拉強(qiáng)度；d）松弛等級；e）文件號。示例1：公稱直徑為Ф6.00mm，抗拉強(qiáng)度級別為2060MPa，I級松弛的鋅-10%鋁-稀土多元合金鍍層鋼絲，其型號表示為6.00-Zn-10%Al-RE-2060-I-DB32/TXXXX-XXXX。示例2：公稱直徑為Ф7.00mm，抗拉強(qiáng)度級別為2000MPa，Ⅱ級松弛的鋅-10%鋁-稀土多元合金鍍層鋼絲，其型號表示為7.00-Zn-10%Al-RE-2000-Ⅱ-DB32/TXXXX-XXXX。規(guī)格鋼絲尺寸、允許偏差、不圓度、公稱截面積及每米參考質(zhì)量應(yīng)符合表1的要求。表1鋼絲的尺寸和允許偏差系列公稱直徑（dn）mm直徑允許偏差mm不圓度mm公稱截面積（Sn）mm2每米參考質(zhì)量（g/m）5mm5.00±0.06≤0.0619.61545.1020.41605.2021.21665.3022.11735.4022.91796mm5.50±0.06≤0.0623.81865.6024.61935.7025.52005.8026.42075.9027.32146.0028.32216.1029.22296.2030.22366.3031.22446.4032.22527mm6.50±0.07≤0.0733.22606.6034.22686.7035.32766.8036.32846.9037.42937.0038.5301注1：鋼絲公稱直徑、公稱截面積、每米參考質(zhì)量均包含鍍層在內(nèi)。注2：每米參考質(zhì)量不包括直徑偏差引起的變化，計算時，鋼絲的參考密度取7.83g/cm3。注3：其他規(guī)格鋼絲的直徑允許偏差及不圓度要求可參照使用。技術(shù)要求材料與制造制造鋼絲采用的盤條應(yīng)符合YB/T4264的規(guī)定，經(jīng)供需雙方協(xié)商，也可采用其他要求的盤條。熱鍍用鋅錠應(yīng)采用GB/T470中Zn99.95及以上牌號的鋅錠，熱鍍用合金錠應(yīng)符合附錄A中的規(guī)定。根據(jù)供需雙方協(xié)商，也可適當(dāng)調(diào)整鋁含量的范圍。盤條經(jīng)拉拔形成光面鋼絲后，再進(jìn)行熱鍍鋅-10%鋁-稀土多元合金。光面鋼絲經(jīng)熱鍍后需要根據(jù)最終產(chǎn)品的松弛要求進(jìn)行相應(yīng)的后處理。鋼絲整卷長度內(nèi)不應(yīng)有任何形式的接頭存在，在制造過程中的焊接頭應(yīng)在成品中切除。力學(xué)性能成品鋼絲的力學(xué)性能應(yīng)符合表2、表3和表4的要求。表25mm系列鋼絲的力學(xué)性能序號項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)1強(qiáng)度級別MPa167017701860196020002060210022002抗拉強(qiáng)度RmMPa≥1670≥1770≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥22003規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2Ⅰ級松弛MPa≥1340≥1420≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760Ⅱ級松弛≥1490≥1580≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980疲勞性能/應(yīng)力上限0.45Rm，200萬次不斷裂4彈性模量MPa（2.0±0.1）×1055斷后伸長率A（標(biāo)距250mm）%≥4.06扭轉(zhuǎn)性能（100dn）次/360°≥14≥14≥14≥14≥12≥10≥8≥87纏繞性能圈3dn×85dn×88反復(fù)彎曲性能次≥59松弛性能（1000h，在0.70Fm的荷載下，20°C）Ⅰ級松弛%≤7.5Ⅱ級松弛≤2.5注：鋼絲的抗拉強(qiáng)度和規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的計算面積均采用公稱截面積。表36mm系列鋼絲的力學(xué)性能序號項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)1強(qiáng)度級別MPa167017701860196020002060210022002抗拉強(qiáng)度RmMPa≥1670≥1770≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥22003規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2Ⅰ級松弛MPa≥1340≥1420≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760Ⅱ級松弛≥1490≥1580≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980疲勞性能/應(yīng)力上限0.45Rm，200萬次不斷裂4彈性模量MPa（2.0±0.1）×1055斷后伸長率A（標(biāo)距250mm）%≥4.06扭轉(zhuǎn)性能（100dn）次/360°≥12≥12≥12≥12≥10≥8≥8≥87纏繞性能圈3dn×85dn×88反復(fù)彎曲性能次≥59松弛性能（1000h，在0.70Fm的荷載下，20°C）Ⅰ級松弛%≤7.5Ⅱ級松弛≤2.5注：鋼絲的抗拉強(qiáng)度和規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的計算面積均采用公稱截面積。表47mm系列鋼絲的力學(xué)性能序號項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)1強(qiáng)度級別MPa167017701860196020002060210022002抗拉強(qiáng)度RmMPa≥1670≥1770≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥22003規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度Rp0.2Ⅰ級松弛MPa≥1340≥1420≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760Ⅱ級松弛≥1490≥1580≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980疲勞性能/應(yīng)力上限0.45Rm，200萬次不斷裂4彈性模量MPa（2.0±0.1）×1055斷后伸長率A（標(biāo)距250mm）%≥4.06扭轉(zhuǎn)性能（100dn）次/360°≥12≥12≥12≥10≥8≥8≥8≥87纏繞性能圈3dn×85dn×88反復(fù)彎曲性能次≥59松弛性能（1000h，在0.70Fm的荷載下，20°C）Ⅰ級松弛%≤7.5Ⅱ級松弛≤2.5注：鋼絲的抗拉強(qiáng)度和規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度的計算面積均采用公稱截面積。供方在保證1000h松弛性能合格的基礎(chǔ)上可用不少于120h的測試數(shù)據(jù)推算1000h的松弛值。經(jīng)供需雙方協(xié)商，可供應(yīng)其他力學(xué)性能要求的鋼絲。工藝性能如需方要求，可做鐓頭試驗(yàn)。鋼絲鐓頭性能應(yīng)符合下列要求：a） 鐓頭為鼓槌狀，鼓槌最大外徑為鋼絲公稱直徑的1.4倍±0.1倍；b） 鐓頭不應(yīng)出現(xiàn)橫向裂紋；c） 鐓頭允許出現(xiàn)平行于沿鋼絲軸線不貫通縱向裂紋和斜裂紋。鍍層性能鋼絲單位面積鍍層重量按用途可分為兩類，用于懸索橋主纜時為250g/m2~350g/m2，用于懸索橋吊索、斜拉橋斜拉索、拱橋吊索和系桿索等時為300g/m2~400g/m2。經(jīng)供需雙方協(xié)商確定，也可供應(yīng)其他單位面積鍍層重量的鋼絲。鋼絲鍍層中鋁含量應(yīng)為9.0%~14.5%，稀土含量按照附錄A的要求控制。鋼絲鍍層經(jīng)5dn×8圈的鍍層附著性試驗(yàn)后，螺旋圈的外側(cè)鍍層應(yīng)沒有剝落或用手指（避免采用指甲）摩擦不產(chǎn)生剝落。鋼絲鍍層經(jīng)硫酸銅溶液浸泡2次（每次時間45s）后，不應(yīng)出現(xiàn)光亮沉積層和橙紅色銅的粘附。伸直性能鋼絲長度方向應(yīng)順直，不應(yīng)有彎折、扭曲等情況。取長度5m的鋼絲放置于光滑平整的地面上，一端接觸地面，另一端翹離地面的高度不應(yīng)大于150mm。取弦長1m的鋼絲平放于地面，其自然矢高h(yuǎn)b不應(yīng)大于25mm，如圖1所示。圖1自然矢高的測量外觀鋼絲表面鍍層應(yīng)連續(xù)、均勻、光滑，不應(yīng)有肉眼可見的損傷、脫鍍等缺陷。試驗(yàn)方法外觀和尺寸檢驗(yàn)鋼絲的外觀應(yīng)采用目測方法進(jìn)行檢查。鋼絲直徑的測量應(yīng)采用精度為0.01mm的千分尺，應(yīng)在同一截面相互垂直的兩個方向上測量，取平均值。鋼絲不圓度的測量應(yīng)采用精度為0.01mm的千分尺，取同一截面上直徑的最大值和最小值的差值。鋼絲自由翹頭高度和自然矢高的測量應(yīng)采用精度為1mm的鋼尺。力學(xué)性能檢驗(yàn)鋼絲的抗拉強(qiáng)度、規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度、彈性模量、斷后伸長率應(yīng)按GB/T21839的規(guī)定進(jìn)行。計算強(qiáng)度采用公稱截面積Sn。疲勞試驗(yàn)應(yīng)按附錄B的要求進(jìn)行。鋼絲的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)應(yīng)按照GB/T239.1的規(guī)定進(jìn)行，標(biāo)距為100dn，扭轉(zhuǎn)測試轉(zhuǎn)速應(yīng)不大于60轉(zhuǎn)/分鐘。鋼絲纏繞試驗(yàn)應(yīng)按GB/T2976的規(guī)定進(jìn)行。鋼絲反復(fù)彎曲試驗(yàn)應(yīng)按GB/T238的規(guī)定進(jìn)行。在型式檢驗(yàn)中，松弛試驗(yàn)應(yīng)按GB/T21839的規(guī)定進(jìn)行，持續(xù)時間1000h。出廠檢驗(yàn)中，在保證1000h型式試驗(yàn)松弛合格的基礎(chǔ)上，也可采用至少120h的試驗(yàn)數(shù)據(jù)推算1000h的松弛值鐓頭性能檢驗(yàn)鋼絲鐓頭試驗(yàn)按附錄C的規(guī)定進(jìn)行。鍍層性能檢驗(yàn)單位面積鍍層重量試驗(yàn)應(yīng)按GB/T1839的規(guī)定進(jìn)行。鍍層中的鋁含量可按GB/T12689.1或GB/T12689.12中的規(guī)定進(jìn)行，當(dāng)出現(xiàn)異議時，應(yīng)按GB/T12689.1中的EDTA滴定法仲裁。鍍層附著性試驗(yàn)應(yīng)按GB/T2976的規(guī)定進(jìn)行。鍍層均勻性試驗(yàn)應(yīng)按GB/T2972的規(guī)定進(jìn)行。數(shù)值修約數(shù)值修約應(yīng)按附錄D的規(guī)定進(jìn)行。

（規(guī)范性）

合金錠化學(xué)成分合金錠化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)符合表A.1的規(guī)定。表A.1合金錠化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)%AlaCe+LaFe不大于Pb不大于Cd不大于Sn不大于其他元素b每種不大于其他元素b總量不大于Zn9.0～30.00.03～0.300.0900.0050.0050.0020.020.04余量注：合金錠中Sb的最大含量為0.002%，Cu的最大含量為0.1%。Mg的最大含量為0.05%，但對這些元素不要求進(jìn)行分析。aAl含量根據(jù)工藝要求可適當(dāng)調(diào)整。b其他元素不包括Sb、Cu、Mg、Zr、Ti。

（規(guī)范性）

脈動拉伸疲勞試驗(yàn)方法試驗(yàn)原理使試樣承受兩種負(fù)荷（預(yù)定的脈動拉伸最大負(fù)荷和最小負(fù)荷）之間的脈動拉伸應(yīng)力。試樣疲勞試驗(yàn)應(yīng)取成品鋼絲。兩個夾具之間的試樣尺寸應(yīng)大于140mm。試驗(yàn)條件試驗(yàn)溫度應(yīng)為23℃±5℃。鋼絲應(yīng)能承受200萬次0.45Fm~（0.45Fm-2△Fa）的載荷后而不斷裂，其中應(yīng)力幅值=2△Fa/Sn。根據(jù)鋼絲的強(qiáng)度級別，其應(yīng)力幅值見表B.1。表B.1鋼絲疲勞應(yīng)力幅值強(qiáng)度等級1670MPa1770MPa1860MPa1960MPa2000MPa2060MPa2100MPa2200MPa應(yīng)力幅值360MPa410MPa460MPa在試驗(yàn)的全過程中，脈動拉伸的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷應(yīng)保持恒定值。負(fù)荷的控制精度應(yīng)大于等于1%。脈動疲勞荷載加載頻率為恒定，不應(yīng)超過120Hz。所有應(yīng)力應(yīng)呈軸向傳遞給試樣，不應(yīng)有鉗口和缺口影響，試樣不應(yīng)有滑移。試樣在夾頭內(nèi)或夾持區(qū)域內(nèi)3倍的鋼絲公稱直徑斷裂時，本次試驗(yàn)無效。當(dāng)實(shí)際負(fù)荷循環(huán)次數(shù)已到達(dá)或超過規(guī)定值，允許將試驗(yàn)結(jié)果視為有效。

（規(guī)范性）

鐓頭試驗(yàn)方法試驗(yàn)原理采用專用夾具將鋼絲端部擠壓成鼓槌狀。試驗(yàn)步驟鐓頭試驗(yàn)步驟如下：a）截取一段未經(jīng)加工的、長200mm~300mm鋼絲，鋼絲端面應(yīng)與母材垂直；b）將鋼絲居中送入鐓頭器的鐓頭模底部；c）推動活塞對鋼絲進(jìn)行鐓頭；d）到達(dá)額定壓力時卸載，復(fù)位，完成鐓頭工作；e）如鐓頭尺寸偏小，允許進(jìn)行二次鐓頭