桥梁缆索用锌%铝稀土多元合金镀层钢丝技术条件

桥梁缆索用锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝通用技术条件范围本文件规定了桥梁缆索用锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝（以下简称“钢丝”）的术语和定义、符号、分类与型号、技术要求等通用技术条件，描述了对应的试验方法。本文件适用于悬索桥主缆及吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊索和系杆索等承重索用钢丝，其他结构缆索用钢丝可参照使用。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T238金属材料线材反复弯曲试验方法GB/T239.1金属材料线材第1部分：单向扭转试验方法GB/T470锌锭GB/T1839钢产品镀锌层质量试验方法GB/T2972镀锌钢丝锌层硫酸铜试验方法GB/T2976金属材料线材缠绕试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T12689.1锌及锌合金化学分析方法第1部分：铝含量的测定铬天青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锌及锌合金化学分析方法铅、镉、铁、铜、锡、铝、砷、锑、镁、镧、铈量的测定电感耦合等离子体—发射光谱法GB/T21839预应力混凝土用钢材试验方法YB/T4264桥梁缆索钢丝用盘条术语和定义下列术语和定义适用于本文件。锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝zinc-10%aluminummischmetalalloy-coatedsteelwire在锌-10%铝-稀土多元合金熔池中，将光面钢丝外表热镀锌-10%铝-稀土多元合金层的钢丝。符号下列符号适用于本文件。A——断后伸长率，单位为%；dn——钢丝公称直径，单位为mm；Fa——脉动应力幅的载荷值，单位为N；Fm——规定的公称最大拉力，单位为N；hb——矢高，单位为mm；Rm——抗拉强度，单位为MPa；Rp0.2——0.2%规定塑性延伸强度，单位为MPa；Sn——钢丝公称截面积，单位为mm2。分类、型号与规格分类钢丝按公称直径分为5mm、6mm及7mm三个系列。钢丝按强度级别分为1670MPa级、1770MPa级、1860MPa级、1960MPa级、2000MPa级、2060MPa级、2100MPa级、2200MPa级八个系列。钢丝按松弛性能分为I级松弛和Ⅱ级松弛。型号钢丝型号包括以下内容：a）公称直径；b）镀层形式；c）公称抗拉强度；d）松弛等级；e）文件号。示例1：公称直径为Ф6.00mm，抗拉强度级别为2060MPa，I级松弛的锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝，其型号表示为6.00-Zn-10%Al-RE-2060-I-DB32/TXXXX-XXXX。示例2：公称直径为Ф7.00mm，抗拉强度级别为2000MPa，Ⅱ级松弛的锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝，其型号表示为7.00-Zn-10%Al-RE-2000-Ⅱ-DB32/TXXXX-XXXX。规格钢丝尺寸、允许偏差、不圆度、公称截面积及每米参考质量应符合表1的要求。表1钢丝的尺寸和允许偏差系列公称直径（dn）mm直径允许偏差mm不圆度mm公称截面积（Sn）mm2每米参考质量（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：钢丝公称直径、公称截面积、每米参考质量均包含镀层在内。注2：每米参考质量不包括直径偏差引起的变化，计算时，钢丝的参考密度取7.83g/cm3。注3：其他规格钢丝的直径允许偏差及不圆度要求可参照使用。技术要求材料与制造制造钢丝采用的盘条应符合YB/T4264的规定，经供需双方协商，也可采用其他要求的盘条。热镀用锌锭应采用GB/T470中Zn99.95及以上牌号的锌锭，热镀用合金锭应符合附录A中的规定。根据供需双方协商，也可适当调整铝含量的范围。盘条经拉拔形成光面钢丝后，再进行热镀锌-10%铝-稀土多元合金。光面钢丝经热镀后需要根据最终产品的松弛要求进行相应的后处理。钢丝整卷长度内不应有任何形式的接头存在，在制造过程中的焊接头应在成品中切除。力学性能成品钢丝的力学性能应符合表2、表3和表4的要求。表25mm系列钢丝的力学性能序号项目单位技术指标1强度级别MPa167017701860196020002060210022002抗拉强度RmMPa≥1670≥1770≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥22003规定塑性延伸强度Rp0.2Ⅰ级松弛MPa≥1340≥1420≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760Ⅱ级松弛≥1490≥1580≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980疲劳性能/应力上限0.45Rm，200万次不断裂4弹性模量MPa（2.0±0.1）×1055断后伸长率A（标距250mm）%≥4.06扭转性能（100dn）次/360°≥14≥14≥14≥14≥12≥10≥8≥87缠绕性能圈3dn×85dn×88反复弯曲性能次≥59松弛性能（1000h，在0.70Fm的荷载下，20°C）Ⅰ级松弛%≤7.5Ⅱ级松弛≤2.5注：钢丝的抗拉强度和规定塑性延伸强度的计算面积均采用公称截面积。表36mm系列钢丝的力学性能序号项目单位技术指标1强度级别MPa167017701860196020002060210022002抗拉强度RmMPa≥1670≥1770≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥22003规定塑性延伸强度Rp0.2Ⅰ级松弛MPa≥1340≥1420≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760Ⅱ级松弛≥1490≥1580≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980疲劳性能/应力上限0.45Rm，200万次不断裂4弹性模量MPa（2.0±0.1）×1055断后伸长率A（标距250mm）%≥4.06扭转性能（100dn）次/360°≥12≥12≥12≥12≥10≥8≥8≥87缠绕性能圈3dn×85dn×88反复弯曲性能次≥59松弛性能（1000h，在0.70Fm的荷载下，20°C）Ⅰ级松弛%≤7.5Ⅱ级松弛≤2.5注：钢丝的抗拉强度和规定塑性延伸强度的计算面积均采用公称截面积。表47mm系列钢丝的力学性能序号项目单位技术指标1强度级别MPa167017701860196020002060210022002抗拉强度RmMPa≥1670≥1770≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥22003规定塑性延伸强度Rp0.2Ⅰ级松弛MPa≥1340≥1420≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760Ⅱ级松弛≥1490≥1580≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980疲劳性能/应力上限0.45Rm，200万次不断裂4弹性模量MPa（2.0±0.1）×1055断后伸长率A（标距250mm）%≥4.06扭转性能（100dn）次/360°≥12≥12≥12≥10≥8≥8≥8≥87缠绕性能圈3dn×85dn×88反复弯曲性能次≥59松弛性能（1000h，在0.70Fm的荷载下，20°C）Ⅰ级松弛%≤7.5Ⅱ级松弛≤2.5注：钢丝的抗拉强度和规定塑性延伸强度的计算面积均采用公称截面积。供方在保证1000h松弛性能合格的基础上可用不少于120h的测试数据推算1000h的松弛值。经供需双方协商，可供应其他力学性能要求的钢丝。工艺性能如需方要求，可做镦头试验。钢丝镦头性能应符合下列要求：a） 镦头为鼓槌状，鼓槌最大外径为钢丝公称直径的1.4倍±0.1倍；b） 镦头不应出现横向裂纹；c） 镦头允许出现平行于沿钢丝轴线不贯通纵向裂纹和斜裂纹。镀层性能钢丝单位面积镀层重量按用途可分为两类，用于悬索桥主缆时为250g/m2~350g/m2，用于悬索桥吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊索和系杆索等时为300g/m2~400g/m2。经供需双方协商确定，也可供应其他单位面积镀层重量的钢丝。钢丝镀层中铝含量应为9.0%~14.5%，稀土含量按照附录A的要求控制。钢丝镀层经5dn×8圈的镀层附着性试验后，螺旋圈的外侧镀层应没有剥落或用手指（避免采用指甲）摩擦不产生剥落。钢丝镀层经硫酸铜溶液浸泡2次（每次时间45s）后，不应出现光亮沉积层和橙红色铜的粘附。伸直性能钢丝长度方向应顺直，不应有弯折、扭曲等情况。取长度5m的钢丝放置于光滑平整的地面上，一端接触地面，另一端翘离地面的高度不应大于150mm。取弦长1m的钢丝平放于地面，其自然矢高hb不应大于25mm，如图1所示。图1自然矢高的测量外观钢丝表面镀层应连续、均匀、光滑，不应有肉眼可见的损伤、脱镀等缺陷。试验方法外观和尺寸检验钢丝的外观应采用目测方法进行检查。钢丝直径的测量应采用精度为0.01mm的千分尺，应在同一截面相互垂直的两个方向上测量，取平均值。钢丝不圆度的测量应采用精度为0.01mm的千分尺，取同一截面上直径的最大值和最小值的差值。钢丝自由翘头高度和自然矢高的测量应采用精度为1mm的钢尺。力学性能检验钢丝的抗拉强度、规定塑性延伸强度、弹性模量、断后伸长率应按GB/T21839的规定进行。计算强度采用公称截面积Sn。疲劳试验应按附录B的要求进行。钢丝的扭转试验应按照GB/T239.1的规定进行，标距为100dn，扭转测试转速应不大于60转/分钟。钢丝缠绕试验应按GB/T2976的规定进行。钢丝反复弯曲试验应按GB/T238的规定进行。在型式检验中，松弛试验应按GB/T21839的规定进行，持续时间1000h。出厂检验中，在保证1000h型式试验松弛合格的基础上，也可采用至少120h的试验数据推算1000h的松弛值镦头性能检验钢丝镦头试验按附录C的规定进行。镀层性能检验单位面积镀层重量试验应按GB/T1839的规定进行。镀层中的铝含量可按GB/T12689.1或GB/T12689.12中的规定进行，当出现异议时，应按GB/T12689.1中的EDTA滴定法仲裁。镀层附着性试验应按GB/T2976的规定进行。镀层均匀性试验应按GB/T2972的规定进行。数值修约数值修约应按附录D的规定进行。

（规范性）

合金锭化学成分合金锭化学成分质量分数应符合表A.1的规定。表A.1合金锭化学成分质量分数%AlaCe+LaFe不大于Pb不大于Cd不大于Sn不大于其他元素b每种不大于其他元素b总量不大于Zn9.0～30.00.03～0.300.0900.0050.0050.0020.020.04余量注：合金锭中Sb的最大含量为0.002%，Cu的最大含量为0.1%。Mg的最大含量为0.05%，但对这些元素不要求进行分析。aAl含量根据工艺要求可适当调整。b其他元素不包括Sb、Cu、Mg、Zr、Ti。

（规范性）

脉动拉伸疲劳试验方法试验原理使试样承受两种负荷（预定的脉动拉伸最大负荷和最小负荷）之间的脉动拉伸应力。试样疲劳试验应取成品钢丝。两个夹具之间的试样尺寸应大于140mm。试验条件试验温度应为23℃±5℃。钢丝应能承受200万次0.45Fm~（0.45Fm-2△Fa）的载荷后而不断裂，其中应力幅值=2△Fa/Sn。根据钢丝的强度级别，其应力幅值见表B.1。表B.1钢丝疲劳应力幅值强度等级1670MPa1770MPa1860MPa1960MPa2000MPa2060MPa2100MPa2200MPa应力幅值360MPa410MPa460MPa在试验的全过程中，脉动拉伸的最大负荷和最小负荷应保持恒定值。负荷的控制精度应大于等于1%。脉动疲劳荷载加载频率为恒定，不应超过120Hz。所有应力应呈轴向传递给试样，不应有钳口和缺口影响，试样不应有滑移。试样在夹头内或夹持区域内3倍的钢丝公称直径断裂时，本次试验无效。当实际负荷循环次数已到达或超过规定值，允许将试验结果视为有效。

（规范性）

镦头试验方法试验原理采用专用夹具将钢丝端部挤压成鼓槌状。试验步骤镦头试验步骤如下：a）截取一段未经加工的、长200mm~300mm钢丝，钢丝端面应与母材垂直；b）将钢丝居中送入镦头器的镦头模底部；c）推动活塞对钢丝进行镦头；d）到达额定压力时卸载，复位，完成镦头工作；e）如镦头尺寸偏小，允许进行二次镦头