1、项目相关政策、课题等文件。
本项目的提出符合《新材料产业发展指南》中关于推广应用金属材料表面覆层强化、工业部件服役延寿的要求;符合《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020年)》中重点领域--材料--新型功能材料、先进结构材料等标准研制的要求。同时符合交通运输部印发《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》中“提高结构抵抗自然环境腐蚀能力,降低养护成本”的要求。该产品为新材料,具有高耐腐蚀性能。
2、项目可行性、先进性、创新性和产业化、解决问题、产生效益等情况(技术创新性、国内外生产企业情况、产量及需求量等)。
本项目针对超大跨径缆索承重桥梁缆索用钢丝,以实现其高性能、长寿命为目标,重点突破超高强度缆索钢丝的抗疲劳、耐腐蚀问题,制定超大跨径缆索承重桥梁用超高强度、超耐腐蚀、高抗疲劳热镀钢丝标准。
可行性:
国内大跨径桥梁起步较晚,到了上世纪末,才开始千米级大跨径悬索桥的建设,其关键材料如缆索等需要进口。十三五期间,国内研制出了综合指标达到国际领先水平的2000 MPa高强度桥梁钢丝并实现产业化,形成了稳定的工艺装备和企业专用验收标准体系,该产品应用于沪苏通大桥。2019年,开发出了“悬索桥主缆用Φ6.0mm-2060 MPa锌铝、超耐腐蚀和高抗疲劳钢丝”,并将其应用于深中通道伶仃洋大桥。在此基础上,开发的2100 MPa高强度、超耐腐蚀、高抗疲劳钢丝已经应用于世界上最大的公铁两用斜拉桥常泰大桥上和仙新路过江通道工程上。以上都为本项目的制定可行性提供了基础。
先进性、创新性:
产品特点:1)产品度高,5mm系列钢丝强度达到2100 MPa以上,7mm系列钢丝强度达到2000 MPa;2)超耐腐蚀钢丝镀层采用锌铝多元合金镀层,具有优秀的耐腐蚀性能,其抗中性盐雾性能达到2500小时以上;3)高抗疲劳性,在抗疲劳应力变化范围要求达到460MPa以上 ;4)其他要求满足超大跨缆索承重桥梁缆索制造和服役要求。
解决问题:
超大跨径桥梁建设的迅猛发展,对高强度、超耐腐蚀、高抗疲劳钢丝的需求与日俱增,市场上涌现出一些钢丝生产企业,由于现有国标存在一定的局限性,使得各厂家生产的产品质量参差不齐(尤其在强度、耐腐蚀性和抗疲劳性能方面)。通过制定专用标准,提升产品的技术要求和检验要求,可更好的解决产品的标准化、规范化、统一化问题,弥补超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝产品在设计、生产和检验等方面的不足。
产业化:
国外生产企业主要有:比利时Bekaert、韩国Kiswire等;国内生产桥梁缆索用热镀锌或锌铝合金钢丝的企业主要有:江苏东纲、华新钢缆等,目前年产量约20万吨,随着我国大型公铁桥梁建设的发展,其需求量迅猛增长,预计国内桥梁缆索用钢丝年需求量将超过30万吨。
3、标准制定的必要性,同步制定为国际标准的可行性:
超大跨缆索承重桥梁钢丝一般要求承载能力大,服役寿命长(一般要达到100年以上),要求其关键材料强度高(如钢丝强度要大于2100 MPa以上)、抗疲劳要求高(410 MPa高应力变幅,疲劳循环次数达到1000万次以上,实现无限疲劳寿命)、耐久长寿(服役寿命不低于100年)等。目前国内外尚没有对应的超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝标准,严重影响着该产品的、服务和过程控制的有序化及该行业的发展,迫切需要制定相应标准填补空白。本标准的制定,有利于推动该产品的研发和推广应用,有利于提高超大跨径缆索的服役寿命和后期养护成本。