国产1860级低松弛预应力钢绞线疲劳性能研究_马林
1860MPa级1×7-15.20预应力钢绞线半成品钢丝质量控制
________________________________________又和舍________________________________________Doi:10.3969/j.issn.l006-110X.2018.z l.0131860M P a级1x7-15.20预应力钢绞线半成品钢丝质量控制李振兴(天津钢铁集团有限公司金属科技公司，天津300301)[摘要]预应力钢绞线半成品钢丝的质量控制主要从以下几点着手:盘条抗拉强度优选为1150~ 1220MPa，严格控制网状渗碳体组织出现;盘条酸洗液的盐酸浓度〇)(HCl)为4%~18%;磷化液总酸度80~120点，游离酸度8~10点，磷化温度6^C~75t，磷化时间2~4分钟;拉丝工艺采用9道次拉拔，各道次压缩率小于23%，拉丝模具工作锥角度为9° ~16°，定径带为0.1~0.4d，拉丝模具盒的水温不大于30^C，拉丝卷筒温度40^C以下。
[关键词]预应力钢绞线;钢丝;拉拔;润滑；冷却Quality Control of Semi-finished Steel Wire for 1860MPa Grade 1 x7-15.20 Prestressed Steel StrandLI Zhen-xing(Metal Technology Company,Tianjin Iron and Steel Group Co.,Ltd.,Tianjin300301, China)Abstract The quality control of semi-finished steel wire of prestressed steel strand mainly starts fromthe following points:t he excellent tensile strength of wire rod is1150〜1220MPa，the appearance ofnetlike cementite is strictly controlled,the hydrochloric acid concentration w(HCl)for is4%〜18%，the total acidity of the phosphating solution is80〜120points,the fe e acidity is8〜10points，the phosphating temperature is65t〜75t，the phosphating time is2〜process is9times drawing,the compression ratio of each pass is less than23%, the working of the drawing die is9° 〜16°，the length of sizing bench equals to the10%〜40%of the bore diameterof die,the water temperature of the drawing die box is not more than30t,and the drawing drum temperature is below40t.Key words prestressed steel strand,steel wire,drawing,lubrication,cooling〇引言预应力混凝土用钢绞线是我国金属制品行业 一种关键产品，主要用于大跨度桥梁、高速公路、城 市立交桥、铁路、高层建筑等重要工程。
腐蚀钢绞线预应力混凝土梁的弯曲疲劳性能退化特征
腐蚀钢绞线预应力混凝土梁的弯曲疲劳性能退化特征李富民;杨俊;施小飞【摘要】采用与实际氯盐环境腐蚀效果更为接近的内掺盐加速腐蚀方式，制作4根不同掺盐率的钢绞线预应力混凝土梁试件并放置90 d以产生不同程度的腐蚀，然后对腐蚀梁试件进行疲劳加载直至出现断丝破坏，其中在每1×105次疲劳作用后进行1次静力加载试验，以考察疲劳破坏、疲劳寿命退化以及弯曲刚度退化等特征。
结果表明：钢绞线表现出典型的坑蚀特征；坑蚀钢丝在疲劳作用下会出现多个疲劳裂纹，其中1个裂纹最终发展至瞬断而成为梁疲劳破坏的标志；钢丝疲劳断口呈现出典型的宏观脆性断口特征，断口表面清晰可见蚀坑区、疲劳断裂区及瞬断区；梁的疲劳寿命随掺盐率增加呈指数函数关系退化；疲劳作用导致腐蚀梁的荷载‐挠度曲线由前、后2个刚度不同但都近似呈直线的区段组成；氯盐作用和疲劳作用愈强，二者叠加引起梁的刚度退化也愈显著。
%T he accelerated corrosion method of mixing salt into concrete w hich had a similar corrosion result with the situation of actual chloride environment was used . Four prestressed concrete beams with steel strands and different salt contents were fabricated and placed for 90 d to achieve different corrosion degrees .Then the corroded specimens were loaded in fatigue until to failure with one steel wire fracturing ,and a static loading test was executed after every 1 × 105 times fatigue loading .Based on the experiment ,the characteristics of fatigue failure ,fatigue life degradation and flexural rigidity degradation were studied . The results show that the steel strands are corroded in typical pitting appearance .M ultiple fatigue cracks appear on the pitting corroded wires under the action of fatigue ,and one of themdevelops to fracture ultimately and marks the failure state .The fatigue fractures of wires show typical macro‐brittle characteristic . The pitting corrosion region ,fatigue fracture region and final fracture region are presented clearly in the fatigue fractures .The fatigue life degenerates in the exponential function law with the increase of salt content .For the influence of fatigue action ,the load‐deflection curve of corroded beam is changed to be composed with two approximate straight lines with different slopes .The stronger the chloride action and fatigue action are ,the more prominent the rigidity of the beam degenerates .【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】8页(P22-29)【关键词】预应力混凝土梁;钢绞线;耐久性;氯盐环境;腐蚀;疲劳;弯曲刚度【作者】李富民;杨俊;施小飞【作者单位】中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室，江苏徐州 221116;中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室，江苏徐州 221116;中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室，江苏徐州 221116; 南通航运职业技术学院交通工程系，江苏南通226010【正文语种】中文【中图分类】TU378预应力混凝土结构在强度、刚度、抗裂性、疲劳性等方面具有特殊优势，因而广泛用于土木工程结构中。
混凝土预应力梁锚索施工技术应用
混凝土预应力梁锚索施工技术应用摘要：在水利工程在闸墩之间通常设置大跨度梁系结构。
梁系结构主要包括轨道梁及交通梁，轨道梁上安装轨道和门机，作为后期事故闸门安装及检修的设备。
受吊装条件限制，受力较大的大跨度门机轨道梁采用混凝土预应力梁进行安装。
为高质量保障梁系结构的整体质量及施工进度，根据梁系结构体系，门机轨道梁为预应力钢筋混凝土结构，主要施工项目主要包括：台座浇筑，钢筋、波纹管及埋件安装，侧模、端模安装、混凝土浇筑、养护、等强，钢绞线束下料、穿索、张拉、孔道灌浆、封锚混凝土浇筑、支座安装、门机轨道梁吊装等。
其中锚索施工为预应力梁施工核心工程，本应用主要以门机轨道梁来阐述锚索施工技术在混凝土预应力梁施工中的应用。
关键词：混凝土预应力梁波纹管钢绞线穿索张拉封锚1.工程概况白鹤滩大坝采用椭圆型混凝土双曲拱坝，坝身从下往上有6个导流底孔、7个泄洪深孔、6个泄洪表孔。
泄洪孔口按水舌“纵向分层起跃，横向充分扩散，空中碰撞消能，分散入水”的原则进行布置。
大坝1#~6#表孔分别位于15#~21#坝段，为开敞式溢洪道，对称于溢流中心线布置。
根据关设计图纸，1#~6#表孔溢流中心线分别对应与15#~20#横缝基本重合，即一个表孔分别位于两个坝段内，单个坝段中间为表孔闸墩，闸墩两侧分别为不同体型表孔。
坝顶门机平台梁布置于闸墩上游顶部的台口内，每跨均包含6根门机轨道梁，9根交通梁及2根合用沟梁，其中门机轨道梁为预应力钢筋混凝土结构，交通梁及合用沟梁为钢筋混凝土结构。
门机轨道梁为预应力钢筋混凝土结构，主要施工项目主要包括：台座浇筑，钢筋、波纹管及埋件安装，侧模、端模安装、混凝土浇筑、养护、等强，钢绞线束下料、穿索、张拉、孔道灌浆、封锚混凝土浇筑、支座安装、门机轨道梁吊装等。
本应用主要以门机轨道梁来阐述混凝土预应力梁制作中相对难点的锚索施工部分技术应用。
2.预应力梁锚索施工工艺坝顶门机轨道预应力梁锚索施工具体施工工序见图1。
预应力钢绞线疲劳性能研究
预应力钢绞线疲劳性能研究雷欢;邹易清;覃巍巍;苏韩;韦耀淋【摘要】疲劳性能作为衡量桥梁拉索性能的重要指标,对拉索的安全裕度与使用寿命有着重大的影响.母材疲劳性能作为拉索疲劳性能的关键影响因素之一,研究钢绞线疲劳性能的影响因素,从而提升拉索疲劳性能具有重要的实际意义.结合以往经验,针对钢绞线疲劳应力幅、锚固方式及钢绞线表面状态这三个疲劳性能影响因素进行研究与分析,并通过试验进行验证.研究结果表明,环氧涂层对钢绞线疲劳性能具有明显的改善作用,夹片锚固方式对钢绞线表面造成的咬痕在应力幅较高时(400 MPa),对钢绞线疲劳性能产生的不利影响将会表现出来,普通钢绞线无法满足400 MPa疲劳应力幅需求.研究结果对拉索疲劳性能的改善提升具有重大意义,有利于提升桥梁拉索的安全裕度与使用寿命.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】4页(P226-229)【关键词】应力幅;400MPa;钢绞线;疲劳;锚固方式【作者】雷欢;邹易清;覃巍巍;苏韩;韦耀淋【作者单位】柳州欧维姆机械股份有限公司,广西柳州 545005;柳州欧维姆机械股份有限公司,广西柳州 545005;柳州欧维姆机械股份有限公司,广西柳州 545005;柳州欧维姆机械股份有限公司,广西柳州 545005;柳州欧维姆机械股份有限公司,广西柳州 545005【正文语种】中文【中图分类】TG115.57桥梁是关系社会和国家经济协调发展的生命线，在国家大力倡导的“一带一路”的建设中，基础设施的互联互通是先导，而桥梁则是实现交通基础设施互联互通网络的重要枢纽。
随着国民经济发展和交通工程发展的加速，桥梁工程建设规模也不断加大，随之对桥梁用拉索的技术要求也越来越高。
斜拉索疲劳设计一般不用活载满值，而是取（0.5～0.6）倍的活载应力幅值[1]，一般公路实测活载强度仅达到设计活载的13%，特殊情况下达到37%[2]。
而随着桥梁技术的发展，对拉索的疲劳性能需求不断提升，其疲劳应力幅从100多兆帕提升至200多兆帕，某些工程更是达到400 MPa以上。
长期主动变位下FAST索网支承结构疲劳寿命分析
球面变位至 抛 物 面，即 调 节 照 射 范 围 内 的 促 动 器 将 照射范围内的主索网节点从基准球面调整至指定抛 物面位置，同时为克服地球自转影响进行跟踪观测， 抛物面在基准球面上自西向东移动（ 实际地球南北 轴有一定倾斜角度，并不是严格自西向东直线移动， 为简化 计 算 程 序，文 中 未 考 虑 由 此 产 生 的 角 度 误 差） ，直至无法跟踪观测（ 图 2） 。跟踪过程即为跟随 所观测天体的运动连续地将对应照射区域内的主索 节点实时调 整 至 指 定 抛 物 面 位 置，而 抛 物 面 外 的 主 索节点则恢复至基准态（ 实为对应控制下拉索的促 动器恢复至基准态） 。
1860MPa级1×19—28.6低松弛预应力钢绞线研制’
收缩 率大于 ３ ％的 ０ ４ｍ ２ ０ １ ｍ８ Ｂ专用盘条 ； 将盘条在质量分数１ ％ ～ ０ ５ ２ ％盐酸溶液 中去 除氧化铁皮后 ， 进入磷酸二 氢锌 为主液的槽 中进行磷化 处理 ， 然后浸入 ９ ０—１０℃的皂 液中皂 化 ， ０ 最后 在 １０℃左 右的烘箱 中烘干 ； 拔钢丝 ０ 拉 时严格按盘条轧 制方向顺 向拉拔 。给出捻制稳定 化工艺参数 ： 捻距 ４０ｍｍ， ０ 捻制速度 ２ ／ ｉ， ５ｍ ｒｎ 张力 ３０ｋ 温度 ａ ３ Ｎ， ３ ５～ ９ ８ ３０ｏ Ｃ。试验 结果表明 ， 采用上述工艺研制 的钢绞线抗拉强度 为 １８８～１ ０ ａ 延伸 率为 ６０ ～ ． ％ ， ６ ４ＭＰ ， ９ ．％ ８５
２ ｎｖｒｔ ｏ ｃ ｎｅａ ｄＴｃｎｌ ｙＢ ｉｎ Ｂ ｉ ｇ １０ ８ ， ｈｎ ） ．Ｕ ｉ ｓｙ ｆＳｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏ ｅｉ ｅ ｉ ｅ ｇ ｊ ｇ， ｅ ｎ ００ ３ Ｃ ｉ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｎｒ ｄ ｃ ｈ ｅ ｅ ｒｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ １ ８ ０ ＭＰ ｒ ｄ ×１ — ２ ． ｏ ｅａ ａｉｎ ｐ ｅ ｓｒ ｓ ｅ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ｏ ｉ ｔ ｕ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｏ ６ ａ ｇ ａ ｅ １ ｏ ９ ８ ６ ｌｗ ｒｌ ｘ ｔ ｒ —ｔｅ ｓ ｄ ｓｅ ｌ ｏ ｓ ａ ｄ Ｃ ｏ ｓｎ ｉｍｅ ｅ ４ ｍｍ ８ Ｂ ｗ ｒ ｏ ｔ ｎ ｉ ｔｅ ｇｈ １ ０ ａ ａ ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｇ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｅ ０ ｔ ｎ ． ｈ ｏ ｉ ｇ ｄ ａ ｔｒ １ ２ ｉｅｒ ｄ ｗｉ ｔ ｓｌ ｓｒｎ ｔ ０ ＭＰ ｎ ｅｃ ｎ ａ ｅｒ ｄ ｃｉ ｆ ｅ ｖ ｒ３ ％ ｒ ｈｅ ｅ ３ ｏ ａ
预应力混凝土用钢绞线
预应力混凝土用钢绞线1 范围本标准规定了预应力混凝土用钢绞线的分类、尺寸呢、外形、质量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书等。
本标准适用于由冷拉光园钢丝及刻痕钢丝捻制的用于预应力混凝土结构的钢绞线（以下简称钢绞线）。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法GB/T 5223 预应力混凝土用钢丝GB/T 10120—1996 金属应力松弛试验方法GB/T 175005 钢及钢产品交货一般技术要求YB/T 146 预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条YB/T 170 制丝用非合金钢盘条3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准3.1标准型钢绞线standard strand由冷拉光园钢丝捻制成的钢绞线。
3.2刻痕钢绞线indented strand由刻痕钢丝捻制成的钢绞线。
3.3模拔型钢绞线compact strand捻制后再经冷拔成的钢绞线。
3.4公称直径nominal diameter钢绞线外接圆直径的名义尺寸。
3.5稳定化处理stabilizing treatment为减少应用时的应力松弛，钢绞线在一定张力下进行的短时热处理。
4 分类和标记4.1 分类与代号钢绞线按结构分为5类，其代号为：用两根钢丝捻制的钢绞线1×2用三根钢丝捻制的钢绞线1×3用三根刻痕钢丝捻制的钢绞线1×3 I用七根钢丝捻制的标准型钢绞线1×7用七根钢丝捻制又经过模拔的钢绞线（1×7）C4.2 标记4.2.1 标记内容按本标准交货的产品标记应包括下列内容：预应力钢绞线，结构代号，公称直径，强度级别，标准号。
大跨度梁结构预应力施工技术研究
大跨度梁结构预应力施工技术研究发布时间：2022-12-27T08:39:46.964Z 来源：《工程建设标准化》2022年16期8月作者：刘翔宇、陈祥杰、林沧瑜[导读] 预应力混凝士构件在工程中应用非常广泛，它在减轻结构自重刘翔宇、陈祥杰、林沧瑜中铁建工集团第五建设有限公司摘要：预应力混凝士构件在工程中应用非常广泛，它在减轻结构自重，提高抗震、抗裂能力，充分发挥材料的强度，改善构件受力性能和扩大钢筋使用范围等方面都具有良好的效果。
加强梁结构预应力工程的施工技术的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验，对站房承轨层大跨度梁结构预应力工程的有粘结预应力技术施工进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：有粘结预应力、大跨度、预应力张拉1工程概况新建广州白云站综合交通枢纽建筑总规模按45.3万平米设计。
白云站站型为线正上式特大型旅客车站，站场规模11台24线，其中国铁车场10台22线，城际车场1台2线。
设高架候车室及东、西线侧站房，在车场上方高架层设上盖平台，在高架候车室南北两侧布置旅客集散广场（“呼吸广场”）、市政交通落客车道、盖上综合开发平台。
地下设出站厅、地下进站厅、停车场及社会通廊。
旅客流线采用上进下出与下进下出结合的进出站流线。
预应力工程对应施工范围是：基础面至-2.4m地下室连续外墙、-2.4m承轨层、9.8m高架层、18.3m上盖平台（转换层），其预应力相关信息如下表。
板缓粘结 21.8 18602预应力工程特点2.1结构特点本工程大跨度梁采用了有粘结预应力技术、缓粘结预应力技术，板采用了无粘结预应力技术、缓粘结预应力技术。
地下室连续外墙、高架层梁中采用规格直径为21.8mm缓粘结预应力钢绞线，控制梁挠度、裂缝并承担承载力。
承轨层采用型钢柱与预应力梁组合结构，梁中预应力筋根数多、线型复杂，不易布置。
预应力筋需全部穿过钢骨柱，节点处理复杂，难以处理。
1.梁中部分采用有粘结预应力筋为s15.20mm，高强1860级国家标准低松弛预应力钢绞线，其标准强度fyk=1860N/mm2，预应力筋张拉控制应力con=1395N/mm2。
钢绞线用SWRH82B盘条的控冷工艺及组织性能
・革新与交流・钢绞线用SWRH 82B 盘条的控冷工艺及组织性能马志军,李子林,孙浩然,李敬宇(安阳钢铁集团有限责任公司,河南 安阳 455004)摘 要:为保证高强度预应力钢绞线用SWRH82B 盘条的组织性能,采用了3种不同冷却速度的控冷工艺进行试验。
结果得出,部分风机开口度为100%,部分风机开口度为50%时,可获得最佳效果。
关键词:SWRH82B 盘条;控冷工艺;组织性能;钢绞线中图分类号:TG 156124;TG 335163 文献标识码:B 文章编号:1003-9996(2006)02-0056-03Controlled Cooling T echnology of SWRH 82B Wire for Steel Strandand Its Microstructure and PerformanceMA Zhi 2jun ,L I Z i 2lin ,SUN Hao 2ran ,L I Jing 2yu(Anyang Iron &Steel Group Co 1,Ltd 1,Anyang 455004,China )Abstract :To assure the microstructure and performance of SWRH82B wire for steel strand ,different controlled cooling technologies were tested.The results show that the best controlled cooling technology was obtained which the opened angle of some blowers were 100%and the others were 50%1K ey w ords :SWRH82B wire ;controlled cooling ;microstructure and performance ;steel strand收稿日期:2005-10-10作者简介:马志军(1971-),男(汉族),河南安阳人,工程师。
《预应力镀锌钢绞线》国家标准编制说明
《预应力镀锌钢绞线》国家标准编制说明（征求意见稿）《预应力热镀锌钢绞线》国家标准课题组二〇一四年十月《预应力热镀锌钢绞线》国家标准编制说明1 工作概况1.1 任务来源预应力镀锌钢绞线是具有优良防腐性能的结构材料，在桥梁和建筑的预应力构件中获得了广泛的应用。
斜拉索是斜拉桥的“生命线”，为主要承重构件，斜拉索材料除了需要优良的综合力学性能外，对材料的防腐要求也相当高，镀锌保护是目前国际公认的比较有效的防腐形式。
钢绞线拉索因具有单根张拉施工和能单根更换的优点，在最近的10多年中逐渐成为国际上斜拉索的主流，镀锌钢绞线+内涂层（油脂或石蜡）+HDPE护套型式的拉索材料被国际桥梁界称为第三代拉索，最近5年已成为钢绞线斜拉索的主要材料。
除了斜拉桥外，镀锌钢绞线还广泛应用于各种结构的体外索，如节段拼装桥梁的拉索、大型场馆的预应力结构拉索、工民用建筑中的体外索等，由同济大学主编的住房和城乡建设部行业标准《预应力混凝土结构设计规范》中，就规定了建筑体外索结构及体外索材料，其中镀锌钢绞线是主要材料之一。
近几年，国内大跨度桥梁的建设步伐较快，一大批已建或在建的斜拉桥对镀锌钢绞线的需求相当大，一座斜拉桥需要的镀锌钢绞线少则几百吨，多则数千吨，如已建的云南景洪大桥500吨、广东觉石大桥1000吨、福建青州大桥1500吨，近年建成通车或在建的武汉二七长江大桥4000多吨、安徽铜陵公铁两用大桥5600余吨、湖南郴州赤石大桥3800余吨，市场需求庞大。
工民建体外索结构近年呈快速发展的趋势，由于这类结构面广量大，对材料的需求量更大，随着《预应力混凝土结构设计规范》出台，这种需求会更旺盛。
1995年前，国内使用的预应力镀锌钢绞线全部进口，1996年江阴华新钢缆有限公司成功开发了桥梁缆索用热镀锌钢绞线，填补了国内空白，并先后成功应用于云南景洪大桥、广东觉石大桥、宜昌夷陵大桥等国内重点工程上，开创了国内第三代斜拉索的先河。
1998年后国内又有上海申佳金属制品有限公司、广西九江天龙镀锌钢绞线有限公司、上海二钢有限公司等企业成功研发生产该产品，目前已形成一定的行业规模，能充分满足国内桥梁建设和工民建对镀锌钢绞线的需求，近几年还大量出口国际和境外市场，成功应用于台湾妈祖大桥、旗山旗尾桥、伊朗LALY大桥、AHWAZ8大桥、韩国昆卡大桥、金刚大桥等境外建设项目。
预应力钢绞线用盘条SWRH82B
钢铁研究总院华东分院
主要内容
一、82B用途及用户使用要求 二、 82B标准质量指标 三、目前国内82B的现状 四、各工序关键质量控制要点及措施
钢铁研究总院华东分院
一、82B用途及用户使用要求
2010年到2020年，国家将重点建设客运专线、城际轨 道交通、煤运通道，初步形成高铁、快速客运和煤炭运输 网络。新疆有13条铁路项目、8条铁路煤运通道项目纳入 铁道部《铁路十二五发展规划》，而这些将有利于刺激钢 绞线的市场需求。
钢铁研究总院华东分院
三、目前国内82B的现状
2、主要生产厂家
根据钢绞线厂的布置情况，生产82B 的厂家也主要集中在华东、河北、天津
耳子、结疤、分层及夹杂等有害缺陷。
钢铁研究总院华东分院
三、目前国内82B的现状
1、概况
82B作为预应力钢绞线的代表性钢种，常见规格为 Φ12.5和13mm。2014年，国内生产的82B钢铁企业约30家， 产量约450万吨。随着国民经济的持续发展，预应力钢材 需求明显增多，国内预应力钢绞线市场需求在2015年预计 达到400万吨。
4、金相组织
牌号
索氏体化率， 总脱碳层， 晶粒度，级
%
mm
SWRH82B
≥85
不大于1.5%D 不小于7
同时，不得有妨碍使用的马氏体及全封闭网状渗碳体
钢铁研究总院华东分院
二、82B标准质量指标
（可参考GB/T24238-2009或JIS G3506）
5、气体
牌号
[O], ppm
[N], ppm
SWRH82B
≤25
≤60
[O]高易形成氧化物夹杂，影响钢的性能；
预应力钢绞线松弛试验及长期松弛值推算
预应力钢绞线松弛试验及长期松弛值的推算
毛爱菊岳园
天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司， 天津３０１６１６
摘要 分析预应力钢绞线松弛试验的重点和难点，通过大量试验找出预应力钢绞线长期松弛值的推算方法，得出结论：（１）松弛试验对许多试验条件非常敏感，应关注试验机的精度、加荷速度、试验温度及试样的制备。
（２）松弛性能取决于生产工艺，包括钢绞线的结构设计，稳定化处理的温度、张力等参数。
（３）松弛试验仅用来验证钢绞线松弛性能是否符合相应松弛标准，设计上用于预测结构长期应力损失应使用钢绞线标准松弛值。
（４）推算钢绞线长期松弛值选择的试验时间，原则应考虑推算的相关性。
建议采用澳大利亚标准规定：一是相关系数不小于０．９８；二是经验证，采用的试验方法及试验条件，推算值和真值之间的误差在０．２％之内。
否则应连续进行１０００ｈ试验。
关键词 预应力钢绞线；松弛试验；试验机；长期松弛值；标准。
1860MPa级1×19W-28.6多丝大直径预应力钢绞线生产工艺
1860MPa级1×19W-28.6多丝大直径预应力钢绞线生产工艺魏明;赵学刚【期刊名称】《金属制品》【年(卷),期】2012(038)005【摘要】介绍预应力混凝土用钢绞线的发展方向,提出开发1 860 MPa级1×19W-28.6多丝大直径预应力钢绞线的思路.现有盘条存在拉拔加工中盘条初始抗拉强度不高、总压缩率较低造成加工硬化以及大规模生产中成材率较低等问题,确定根据1×19W-28.6钢绞线各层钢丝直径、强度等的比例关系,使用抗拉强度平均为1 250MPa、断面收缩率大于25％的(φ)14 mm SWRH82B大直径钢绞线专用盘条进行生产,研制出1 860 MPa级(φ)28.6 mm瓦林吞1 ×19结构多丝大直径预应力混凝土用钢绞线.钢绞线成品抗拉强度1 871 MPa,最小破断力996.1 kN,最小屈服力915.9 kN,延伸率6.0％～7.0％,均能满足企业技术要求,生产成本降低,成材率大幅度提高.【总页数】4页(P25-28)【作者】魏明;赵学刚【作者单位】天津钢铁集团天津天钢金属科技有限公司,天津300301;天津钢铁集团天津天钢金属科技有限公司,天津300301【正文语种】中文【中图分类】TG356.4+5【相关文献】1.直径18.4 mm的7丝预应力钢绞线的研制 [J], 张留洪;熊慎凯;钟卓华2.1860MPa级1×19W-28.6钢绞线结构设计 [J], 胡晓玲;夏楠;张静3.多丝大直径预应力钢绞线的断丝分析和解决措施 [J], 岳黎明;吴光虎;江渝;张宗前4.1860MPa级1×7-15.20预应力钢绞线半成品钢丝质量控制 [J], 李振兴5.1860MPa级预应力钢绞线及82B热轧盘条生产技术浅析 [J], 李伟平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
预应力钢材抗应力松弛性能的研究
0. 7% (等同于 1% ～1. 5%的伸长率 ) 。 (3)冷却效果 。钢丝 、钢绞线的冷却须在张力
1 影响预应力钢材低松弛性能的因素 1. 1 稳定化处理
影响预应力钢丝 、钢绞线稳定化处理效果的主 要因素如下 。
(1)回火温度 。回火温度为 350 ～400 ℃,其最 佳值视原料性能 、成品规格和性能要求而定 。原则 上 ,对于电磁感应加热 ,回火温度应随产品规格的增 大而提高 ,并随产品所需屈强比的提高而降低 。低 松弛 预 应 力 钢 丝 、钢 绞 线 屈 强 比 控 制 在 90% ～ 95%。
(4)线速 。对热处理生产线来说 ,不同的品种 规格对应不同的线速区间 。若超越区间 ,均会导致 产品性能不良 。生产同一品种规格时 ,若速度过快 , 将意味着奥氏体化时间 、淬火时间和回火时间被缩 短。 1. 3 微合金化法
通过对预应力钢丝 、钢绞线松弛性能的对比分 析 ,大致可得出 ,低松弛钢丝 、钢绞线比普通松弛钢 丝 、钢绞线的弹强比提高幅度约为 10% ～14% ,屈 强比提高幅度约为 3%。一切能提高弹性极限 ,推 迟屈服发生的手段 (如弥散 、强化等 )均能提高预应 力钢材抗应力松弛的能力 。
(3)淬火介质温度 。预应力钢棒淬火介质一般 为水 ,水温的选定需视原料情况 、工艺情况 、环境温 度情况和成品性能情况而定 。水温控制在 30 ～40 ℃之间 。当水温过低时 ,可能会因温差过大而形成 淬火裂纹 ,当水温过高时 ,可能会淬不透 。
无粘结预应力钢绞线规格及参数
无粘结预应力钢绞线规格及参数概述无粘结预应力钢绞线是一种用于加固混凝土结构的材料，通过施加预应力来提高混凝土结构的承载能力和抗震性能。
本文将详细介绍无粘结预应力钢绞线的规格和参数，包括其组成、直径、抗拉强度等方面。
组成无粘结预应力钢绞线由多股钢丝捻合而成，每股钢丝由多根单丝组成。
一般情况下，每股钢丝的数量为7根或19根，每根单丝的直径为4.0mm或5.0mm。
直径无粘结预应力钢绞线的直径通常有两种规格：9.3mm和12.5mm。
其中，9.3mm直径适用于较小跨度的混凝土梁、板和柱等构件；12.5mm直径适用于较大跨度或承受较大荷载的混凝土桥梁、框架等重要结构。
抗拉强度无粘结预应力钢绞线的抗拉强度是衡量其性能的重要指标，通常以单位面积的抗拉力来表示。
根据国家标准，无粘结预应力钢绞线的抗拉强度可以分为两个等级：1770MPa和1860MPa。
其中，1770MPa适用于一般混凝土结构，1860MPa适用于高性能混凝土结构。
预应力损失在使用过程中，无粘结预应力钢绞线会因为各种原因而发生一定程度的预应力损失。
这些损失包括初始损失、锚固损失、传递长度损失和摩擦损失等。
其中，初始损失是指在张拉过程中由于松弛而引起的预应力降低；锚固损失是指在锚固端由于锚具与钢绞线之间的摩擦而引起的预应力降低；传递长度损失是指在张拉过程中由于钢绞线与混凝土之间的摩擦而引起的预应力降低；摩擦损失是指在张拉过程中由于张拉设备与钢绞线之间的摩擦而引起的预应力降低。
应用领域无粘结预应力钢绞线广泛应用于各种混凝土结构中，如桥梁、隧道、地铁、高层建筑等。
它可以提高混凝土结构的承载能力和抗震性能，延长其使用寿命。
优势相比传统的粘结预应力钢绞线，无粘结预应力钢绞线具有以下优势： - 施工方便：无粘结预应力钢绞线不需要注浆，减少了施工过程中的工序和材料消耗。
- 经济高效：无粘结预应力钢绞线的施工速度快，可以节省人力和时间成本。
- 抗腐蚀：无粘结预应力钢绞线采用镀锌处理，具有较好的耐腐蚀性能，适用于各种环境条件。
预应力钢绞线应力松弛试验方法常用标准比对
预应力钢绞线应力松弛试验方法常用标准比对岳园【摘要】介绍了预应力钢绞线应力松弛试验国内外标准,将初始载荷、加载速度及方式、初始力保持时间、松弛试验周期、1000h松弛值判定标准等试验标准指标进行比对,指出应强化试验操作方法与标准要求的匹配性,保证试验数据的准确性.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P53-55,58)【关键词】预应力钢绞线;应力松弛;试验方法;标准;比对【作者】岳园【作者单位】天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司,天津301616【正文语种】中文应力松弛是预应力钢绞线的重要性能指标，因为预应力钢材的拉应力松弛特性关系到结构应力在未来的可能变化，过于低估可能造成结构安全问题［1］。
低松弛预应力钢绞线最明显的质量特性就是具有低松弛性能，而其是否为低松弛，是根据1 000 h松弛值来判定的。
获得1 000 h松弛值必须通过松弛试验来测定［2］。
虽然产品的松弛性能是产品的固有特性，不是检验出来的，但不同的试验方法对检测结果的影响还是存在的。
例如：经研究，初始应力的加载对松弛率就有较大的影响，加载时的速度控制、初载的欠加或过加、不同标准中要求的“按公称最大力加载”和“按实际最大力加载”等，都会对试验结果造成较大影响。
这就对松弛试验操作人员提出了较高要求，试验员必须严格按照松弛试验标准、操作规程进行试验，才能保证松弛试验结果的准确性，才能准确反映预应力钢绞线的松弛特性，所得试验结果才有意义［3-4］。
等温应力松弛试验是在给定温度下（除另有其他规定，通常为20℃），将试样保持一定长度，从初始力开始，测定试样上力的变化［5］。
各国对应力松弛试验指标都给予了较高的关注，大多数国家除了在相关产品的产品标准中对该指标进行了最终结果的规定以外，还在产品标准中注明了试验方法的关键要求，或者单独制定指定了专门的松弛试验标准，并在每次升版时对相关要求进行更新。
3.1 我国标准GB/T 5224《预应力混凝土用钢绞线》是我国预应力钢绞线产品标准该领域的基础标准。
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国产1860级低松弛预应力钢绞线疲劳性能研究铁道部科学研究院铁建所 马 林 摘 要 阐述钢绞线疲劳破坏机理,介绍国外钢绞线疲劳试验研究成果,分析最近完成的20多组国产钢绞线的疲劳试验结果,提出国产1860级低松弛预应力钢绞线S -N 曲线和疲劳强度特征值。
关键词 高强度 低松弛 预应力 钢绞线 疲劳1 概述“八五”期间,铁道部建设司曾组织对预应力钢绞线疲劳性能进行试验研究。
由于当时我国钢绞线生产工艺水平还较低,工程上大量使用的是1570级普通松弛钢绞线,因此疲劳性能的试验研究只能针对这类钢绞线。
自1986年引进第一条低松弛钢绞线生产线后,我国钢绞线生产进入了一个新的发展时期。
10年间相继引进了近20条高强度低松弛钢绞线生产线,并陆续投产,产品的质量和产量稳步提高;同时与之相配套的锚夹具和张拉设备也日趋成熟和完善。
目前,国产1860级低松弛钢绞线已在工程上广泛应用,但对其疲劳性能尚未进行过系统的试验研究,有关规范也未规定相应的设计疲劳强度值。
为此,结合国外同类产品疲劳性能的研究成果,在调查国内有关厂家的钢绞线生产与质量状况的基础上,选择有代表性的试样,系统地进行了疲劳性能的试验研究,提出1860级低松弛预应力钢绞线S -N 曲线和疲劳强度特征值。
2 钢绞线疲劳破坏机理大量钢绞线疲劳破坏试验研究结果表明,钢绞线的疲劳强度和疲劳破坏机理不同于高强度钢丝。
钢丝的疲劳破坏主要是由钢丝表层缺陷引起,而钢绞线则主要由各钢丝间的擦伤疲劳(f retting fatigue)引起。
擦伤疲劳最早是在机械工程中发现的,其破坏是由变化的轴向应力、摩擦应力、侧向压力和滑移等因素共同作用所引起。
“擦伤”是指在上述重复荷载作用下材料发生摩损、腐蚀,促使表面裂缝提前出现。
擦伤疲劳破坏机理可用图1表示。
2个物体受到侧向力Q 的夹紧作用,即使这个侧向力很小,在2个粗糙的内表面之间也会产生极大的局部接触压应力,其值往往大于材料本身的弹性极限,引起局部的塑性变形;在重复荷载作用下接触面之间出现相对位移0.1～300μm ,金属表面的氧化膜很快被擦掉,在局部侧向压力作用下,2个粗糙的表面很容易被熔合成一体(也称冷焊接);每次接触表面相对滑移,使熔合在一起的这些接触点产生破坏并又形成新的熔合点,从而产生表面磨损并引起表面开裂。
此后裂缝发展速度与钢丝疲劳破坏相似,主要取决于轴向应力的变化幅度。
钢绞线通常是由1根中心丝和6根边丝捻制而成,相互接触,并存在一定的接触压力,这些拔制的钢丝并不是理想的圆截面,表面也不是理想状态的光滑,而是有一定的椭圆度和粗糙度;因此,对于钢绞线这样的多元体系材料,正常情况下其疲劳性能主要取决于接触表面之间的擦伤疲劳,疲劳强度通常低于钢丝。
图1 擦伤疲劳破坏机理3 国外钢绞线疲劳试验研究成果在相同试验条件下,试件的自由长度会影响钢绞线疲劳试验结果的离散性。
试件越长,越能代表实际结果。
图2为瑞士联邦材料试验室(EM PA)进行的不同试件长度第一根钢丝破断时疲劳寿命分布的试验结果。
钢绞线疲劳加载下限应力为0.51f ①pu ,疲劳应力幅为350M Pa;试件长度分为1、2m 和10m 三种,相应的加载频率分别为3.5、3.5Hz 和 2.1Hz 。
其中短试件的疲劳寿命离散性大;基于以上现象,钢绞线疲劳性能试验应尽可能采用较长的试件。
EM PA 对60根不同长度钢绞线疲劳断口检查证实,钢绞线疲劳源绝大多数发生在边丝与边丝接触表面上。
断口检查结果见表1。
从表121国产1860级低松弛预应力钢绞线疲劳性能研究——马 林①f pu 是国际通用的钢绞线标准抗拉强度的符号,对1860级钢绞线f pu =1860M PaDOI:10.13238/j.i ssn.1004-2954.2000.05.006可看出随试件长度的降低,疲劳破坏起因于钢丝表层原始缺陷的比例增大。
图2 不同试件长度钢绞线疲劳寿命分布表1 两类疲劳破坏断口的试样根数比较试件长度/m疲劳源位置钢丝表层原始缺陷2根钢丝接触表面0.53111.06*72.021410.0116总计1248 *制造和运输过程中钢绞线表面可能有损伤。
美国得克萨斯大学Paulso n 等人,在对不同厂家生产的700余根钢绞线疲劳试验结果的统计分析和补充试验的基础上,也提出过270级(相当于我国1860级)钢绞线(A ST M A416)的S -N 曲线,其表达式为:log N =13.93- 3.5log Δe (1)式中 N ——疲劳寿命,次; Δe ——疲劳应力幅,M Pa 。
当N =2×106时,Δe =151M Pa(99.7%保证率)。
4 国产1860级低松弛预应力钢绞线疲劳性能试验从1860级低松弛钢绞线生产企业的调查情况来看,国产盘条正逐步取代进口盘条,冶金系统也已制定了盘条的国家标准,国产盘条已可满足生产1860级低松弛预应力钢绞线的要求。
因此,在征求冶金系统意见后并考虑到盘条国产化的趋势和试件的代表性,确定本次疲劳试验试件主要选用新华金属制品股份有限公司的产品,其盘条为马鞍山钢铁公司产品,生产盘条的钢坯为宝山钢铁公司产品。
另外还选用了天津市第一预应力钢丝有限公司和秦皇岛预应力钢绞线联营公司的钢绞线作对比性试样。
试验是在瑞士Amsler 500kN 疲劳机上进行;考虑到试件长度对钢绞线疲劳寿命离散性的影响,本次试验取试件长度为2750mm;两端采用特制夹具进行锚固,加载频率4Hz 。
试件钢绞线破断荷载270.1kN ,伸长率5.0%,弹性模量2×105M Pa根据我国铁路桥梁17套标准图(包括采用1860级低松弛钢绞线标准梁图)的统计,疲劳应力下限在0.50～0.51f pu 之间,本次疲劳试验所采用的疲劳下限应力定为e min =950M Pa,选择Δe =390、360、315、270、225、195M Pa 六种应力幅进行疲劳加载;每种应力幅计划有效试验结果3个,共进行了40个试件的试验,其中有效试件23个。
试验结果列于表2和图3。
表2 1860级钢绞线疲劳试验M Pa 序号应力上限应力下限应力幅疲劳寿命/万次1234567891011121314151617181920212223134013101265122011751145134013101265117511459509509509509509509503903603152702251953903603152251958.913.28.215.012.211.320.133.420.735.045.335.662.498.061.273.588.5197.08.512.028.249.0200.0注:①表中序号1～18为江西新华金属制品公司产品,序号19、20、22为秦皇岛钢绞线联营公司产品,序号21、23为天津市第一预应力钢丝公司产品; ②断口部位均在试件中间,序号23未断; ③疲劳源位置除序号9、21在边丝自由表面外,其余均在边丝与边丝接触面。
5 试验结果分析(1)1860级低松弛预应力钢绞线S -N 曲线采用双对数关系进行疲劳试验结果分析,对表2中18组数据的回归结果如下:22铁道标准设计 2000年5月第20卷第5期log N =14.07- 3.498log Δe (2)取99.7%保证率后,则可写成:Log N =13.84- 3.498log Δe (3)根据以上分析,建议我国1860级低松弛预应力钢绞线S -N 曲线表达式为:log N =13.84- 3.5log Δe (4)当N =2×106时,Δe =143M Pa(2)对表2中3个厂家的22个钢绞线试件进行统计分析,结果如下:log N =14.01- 3.475log Δe (5)取97.7%保证率后,则可写成:log N =13.78- 3.475log Δe(6)图3 疲劳试验结果 当N =2×106时,Δe =142M Pa 。
对比式(4)、(6),两者基本一致,说明取式(4)为我国1860级低松弛钢绞线S -N 曲线的表达式是合理的。
将式(4)、(6)与国外钢绞线疲劳试验结果式(1)进行比较,从S -N 曲线的截距和斜率来看,3条曲线基本一致。
(3)钢绞线疲劳源绝大部分出现在边丝与边丝的接触面上,个别出现在自由表面上。
说明国产钢绞线疲劳破坏特征与国外钢绞线疲劳试验结果相一致,证实钢绞线的疲劳破坏主要是由于钢绞线边丝与边丝之间的擦伤疲劳引起的。
6 对开裂截面钢绞线疲劳应力幅限值的建议本次为空气中1860级低松弛钢绞线的疲劳性能试验。
根据近年来各国的研究结果,对于容许开裂的部分预应力混凝土结构,由于在开裂截面上存在预应力筋与管道之间的擦伤疲劳损伤,预应力筋的疲劳强度会降低。
美国得克萨斯州立大学对空气中和开裂截面上的1860级低松弛钢绞线对比试验结果表明,开裂截面上钢绞线疲劳应力幅为空气中的73%。
德国慕尼黑工大、亚琛工大和瑞士苏黎世工大也先后对空气中和开裂截面上预应力筋的疲劳性能进行了对比试验研究,开裂截面上预应力筋疲劳强度也有较大降低;对钢绞线而言,开裂截面上预应力筋疲劳应力幅为空气中的64%。
美国各州公路和运输工作者协会(A A SHTO )1994年制定的《美国公路桥梁设计规范》规定,对管道曲线半径大于9m ,预应力钢绞线疲劳应力幅限值为125M Pa;对管道曲线半径小于 3.6m,预应力钢绞线疲劳应力幅限值为70M Pa 。
1992年版《日本铁路结构设计标准和解释—混凝土结构》规定,预应力钢绞线疲劳应力幅值为125M Pa (e m in =0.51f pu )。
鉴于目前国内尚未开展过这方面的研究,参照国外的研究结果和国外规范的取值,结合国产1860级低松弛钢绞线在空气中的疲劳试验结果,建议对开裂截面上1860级低松弛钢绞线疲劳应力幅限值Δe 暂取105M Pa 。
7 结论与建议(1)钢绞线的疲劳强度和疲劳破坏机理不同于高强钢丝,钢绞线的疲劳破坏主要由其各组成钢丝接触面之间的擦伤疲劳损伤引起,疲劳强度要低于高强钢丝。
分析表明,钢绞线疲劳试验应尽可能采用较长的试件。
(2)国产1860级低松弛预应力钢绞线S -N 曲线表达式建议采用log N =13.84- 3.5log Δe ,疲劳应力幅特征值Δe =143M Pa;对不容许开裂的预应力混凝土结构,疲劳应力容许幅值建议为140M Pa 。
(3)对于容许开裂的部分预应力结构,由于存在钢绞线与管道之间的擦伤疲劳损伤,钢绞线疲劳应力幅取值还应降低。
鉴于国内尚无开裂截面的预应力钢绞线疲劳试验资料,根据国外试验结果和国外设计规范取值,建议暂取疲劳应力容许幅值Δe =105M Pa 。
(4)目前我国1860级低松弛钢绞线生产厂家较多,而国家标准对钢绞线的疲劳性能要求尚未作出规定,因而厂家对疲劳性能还没有引起足够的重视。