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国家标准计划《悬索桥吊索》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC3(全国钢标准化技术委员会盘条及钢丝分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会

主要起草单位 江苏法尔胜缆索有限公司冶金工业信息标准研究院

目录

基础信息

制修订
修订
项目周期
16个月
公示开始日期
2026-01-06
公示截止日期
2026-02-05
标准类别
产品
国际标准分类号
77.140.65
77 冶金
77.140 钢铁产品
77.140.65 钢丝、钢丝绳和环节链
归口单位
全国钢标准化技术委员会
执行单位
全国钢标准化技术委员会盘条及钢丝分会
主管部门
中国钢铁工业协会

起草单位

目的意义

1.1 立项的必要性 悬索桥作为大跨度桥梁的主要形式之一,在区域交通网络中占据重要地位。

目前的国家标准—《悬索桥吊索》发布于2020年,为我国一批大跨径悬索桥如南京宁扬长江大桥等工程的建设提供了悬索桥吊索的设计、制造和验收依据,支撑了我国超大跨经悬索桥的发展与吊索和技术迭代。

近年来,随着悬索桥跨径的进一步增大,主跨超2000米的超大悬索桥已经进入规划建设阶段。

随着桥梁跨径的增大,桥梁车辆荷载的随机性和动态性更加复杂,悬索桥的吊索会经历不断变化的应力和应变状态。

这种频繁的应力变化会加速吊索材料的疲劳损伤过程,特别是在吊索的应力集中区域和连接部位,更容易出现疲劳裂纹和损伤累积。

此外,随机车流荷载还可能导致吊索的振动和共振现象,进一步增加吊索的动应力幅值和疲劳损伤速率。

另外,吊索服役过程中,钢丝的表面腐蚀与疲劳耦合从而加速其吊索的服役性能的退化。

另一方面,悬索桥因其跨越能力最大和适应恶劣的地形条件等特点,广泛应用于大跨径桥梁。

然而,随着我国能源需求量显著增加,桥梁上运输易燃易爆品车辆逐渐增多,车辆火灾发生的频率越来越高。

当悬索桥发生火灾事故时,吊索受到火灾作用,极端高温条件下钢材强度、弹性模量等指标退化严重,威胁桥梁结构安全性和耐久性。

通过修订现有的《悬索桥吊索》的国家标准可以完善吊索在高抗疲劳、超耐腐蚀及抗火方面的技术要求,进一步服务于我国超大跨经桥梁的建设。

1.2 项目可行性 随着我国冶金材料技术和先进涂镀的不断发展,目前我国已经开发出了应力幅达到410MPa以上、耐腐蚀能力达到传统热镀锌三倍以上的高抗疲劳、超耐腐蚀锌-10%铝稀土合金镀层缆索钢丝,并依托深中大桥开展了相关钢丝的腐蚀疲劳耦合对比试验,比传统热镀锌钢丝的抗腐蚀疲劳性能大幅度提高。

中铁大桥院、西南交大、法尔胜等单位研究悬索桥吊索拉弯疲劳性能研究,并开发了可适应大转角的新型吊索新结构和新产品,以上产品已经应用于宁扬长江大桥等大型悬索桥工程,另外,南京工业大学、江苏法尔胜缆索有限公司等单位开展了悬索桥吊索防火技术的研究,并开发了防火吊索等新产品新技术,新型吊索抗火技术已经应用于南京仙新路长江大桥等大型悬索桥工程。

因此,高抗疲劳、超耐腐蚀及抗火型悬索桥吊索技术具备一定的成熟度。

高抗疲劳、超耐腐蚀及抗火型主要是通过添加微合金元素、控制材料夹杂物、晶粒度和表面缺陷提高抗疲劳性能;通过在原有锌镀层增加铝、镧、铈等元素提高镀层的抗腐蚀能力;通过在现有结构增加抗火防护材料提高抗火性能,因此,实施标准对企业生产经营成本影响较小。

范围和主要技术内容

1)增加了平行钢丝束吊索用钢丝的选用种类和钢丝抗盐雾腐蚀试验要求 ISO 7989-2:2021 Steel wire and wire products — Non-ferrous metallic coatings on steel wire — Part 2: Zinc or zinc-alloy coating 《钢丝及钢丝制品 钢丝的有色金属涂层 第2部分:锌或锌合金涂层》,本标准增加了采用锌-10%铝稀土合金镀层钢丝,并提出了镀锌钢丝、锌-5%铝合金镀层钢丝和锌-10%铝稀土合金镀层钢丝的抗盐雾试验要求,拓宽了设计单位和用户的选择,对于抗疲劳、耐久性要求较高的平行钢丝吊索,可采用锌-10%铝合金镀层钢丝。提高了吊索钢丝的抗疲劳性能指标,提高吊索使用的可靠性、安全性,耐久性。 2)增加了钢丝绳吊索用钢丝绳相关要求 合并原GB/T38818-2020《悬索桥吊索用钢丝绳》中相关钢丝绳的相关要求。 3)增加了吊索相关抗火要求 参照美国PTI等规范要求,结合我国悬索桥的抗火救援要求,以保证在一定时间范围内,吊索主体受力构件-钢丝及锚具发生火灾失效断裂,避免火灾次生灾害为目标,提出了吊索抗火技术要求和抗火结构。 4)完善了吊索聚乙烯护套等防护材料的要求 目前平行钢丝吊索索体通长连续热挤高密度聚乙烯,紧密包裹钢丝束,可完全隔绝外界水分及其他有害物质,防止钢丝锈蚀。但是,普通的聚乙烯材料在阳光、紫外线水分的联合作用下容易发生气候老化,从而产生微裂纹导致护套开裂,进而水分会进入索体。聚乙烯的寿命通过人工气候老化和耐环境应力开裂试验来验证。参照新修订的城建标准CJ297的要求,修改并完善吊索聚乙烯护套等防护材料的要求,提高吊索的耐久性。