超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝-编制说明

超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝

编制说明

（征求意见稿）

1.工作简况

1.1任务来源

本项目是依据工信部科函[2023]18号文件《工业和信息化部2023年第一批行业标准

制修订和外文版项目计划》下达的2023年第一批行业标准制修订计划，申报号

2023-0067T-YB，计划完成时间2025年。

1.2本标准修订的目的和意义

本标准符合《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。

桥梁缆索是现代大型索承式桥梁的关键构件。随着国家交通强国的战略推进，目前

我国超大跨径的桥梁规划建设如火如荼。近几年每年产量均接近或超过30万吨。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。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。目前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。

1.3标准起草单位

本标准起草单位：江苏东纲金属制品有限公司、江苏法尔胜缆索有限公司、冶金工

业信息标准研究院等

1.4主要工作内容

起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2023年4月，全国钢标委盘条和钢丝分委员

会组织各起草单位成立了起草工作组，由江苏东纲金属制品有限公司、江苏法尔胜缆索

有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位牵头负责标准的编制工作。工作组进行对国

内桥梁缆索企业制造技术现状与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内

外技术资料，进行了分析研究、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归

纳，在此基础上编制出《超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝》标准草案。2023年6月形

成了标准征求意见稿及其编制说明等相关材料，及将开始征求意见。

2.本标准编制原则

本标准在起草过程中主要按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准的结

构和编写规则》的要求编写。

在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利益，突出桥梁

缆索制造行业的特性，提出符合桥梁缆索制造企业的评价。

3.标准主要内容

3.1适用范围

本文件规定了桥梁缆索用超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝的术语和定义、符号、分

类与型号、技术要求、试验方法等通用技术条件。

3.2规范性引用文件

本文件引用了下述现行标准：

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

3.3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1光面钢丝barewire

拉拔后未经过热镀锌的钢丝

3.3热镀钢丝hotdipwire

拉拔后经过热镀锌-5%铝-合金获锌-10%铝-稀土多元合金的钢丝。

3.4锌-5%铝-合金镀层钢丝zinc-5%aluminumalloycoatedsteelwire

在锌-铝合金熔池中，将光面钢丝外表热镀锌-5%铝-合金层的钢丝。

3.5锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝zinc-10%aluminummischmetalalloy-coatedsteel

wire

在锌-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。

3.6成品钢丝finishedwire

已经完成所有加工作业的钢丝。

3.2术语和定义

为在本标准中不引起歧义，保证标准中涉及到的关键术语具有明确的含义，本标准

中引用了盘条、金属线材等标准中的术语。

3.3分类、型号与规格

3.3.1分类

1）钢丝按公称直径分为5mm、6mm及7mm三个系列。

2）钢丝按强度级别分为1860MPa级、1960MPa级、2000MPa级、2060MPa级、2100MPa、

2200MPa级等六个系列。

3）钢丝按松弛性能分为I级松弛和Ⅱ级松弛。

4）按照镀层类别分为锌-5%铝合金镀层钢丝和锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝。

3.3.2型号

1）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-5%铝-合金镀

层钢丝，其型号表示为7.00-Zn-5%Al-2000-Ⅱ-DB32/TXXXX-XXXX。

3.3.3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

公称直径直径允许偏差不圆度公称截面积（）每米参考质量

系列(dn)Sn

mmmmmmmm2（g/m）

5.0019.6153

5.1020.4160

5.2021.2166

5mm±0.05≤0.05

5.3022.1173

5.4022.9179

5.5023.8186

5.6024.6193

5.7025.5200

5.8026.4207

5.9027.3214

6.0028.3222

6mm±0.06≤0.06

6.1029.2229

6.2030.2236

6.3031.2244

6.4032.2252

6.5033.2260

6.6034.2268

6.7035.3276

7mm6.80±0.07≤0.0736.3284

6.9037.4293

7.0038.5301

注：1、钢丝公称直径、公称截面积、每米参考质量均应包含镀层在内；

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。

3.4.技术要求

3.4.1材料与制造

1）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。

2）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。

3）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。

4）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。

5）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。

3.4.2力学性能

1）成品钢丝的力学性能应符合表2-表4的要求。

表25mm系列钢丝的力学性能

序

项目单位技术指标

号

1强度级别MPa186019602000206021002200

2抗拉强度MPa≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥2200

规定塑性延伸强度Ⅰ级松弛≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760

MPa

3Rp0.2Ⅱ级松弛≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980

疲劳试验/应力上限0.45Rm，200万次不断裂

4弹性模量MPa（2.0±0.1）×105

5断后伸长率A（标距250mm）%≥4.0

次

6扭转试验（100dn）≥14≥14≥12≥10≥8≥8

/360°

缠绕试验圈圈圈5dn×8

73dn×84dn×8圈

8反复弯曲试验次≥5（弯曲圆弧半径为15mm）

松弛性能（1000h,Ⅰ级松弛≤7.5

9在0.70Fm的荷载%

下,20°C）Ⅱ级松弛≤2.5

表36mm系列钢丝的力学性能

序

项目单位技术指标

号

1强度级别MPa186019602000206021002200

2抗拉强度MPa≥1860≥1960≥2000≥2060≥2100≥2200

规定塑性延伸强度Ⅰ级松弛≥1490≥1570≥1600≥1650≥1680≥1760

MPa

3Rp0.2Ⅱ级松弛≥1660≥1750≥1790≥1850≥1890≥1980

疲劳试验/应力上限0.45Rm，200万次不断裂

4弹性模量MPa（2.0±0.1）×105

5断后伸长率A（标距250mm）%≥4.0

次

6扭转试验（100dn）≥12≥12≥10≥8≥8≥8

/360°

缠绕试验圈圈4dn×8圈

73dn×8圈5dn×8

8反复弯曲试验次≥5（弯曲圆弧半径为20mm）

松弛性能（1000h,Ⅰ级松弛≤7.5

9在0.70Fm的荷载%

级松弛

下,20°C）Ⅱ≤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

项目单位技术指标

号

200

1强度级别MPa18601960206021002200

0

≥20

2抗拉强度MPa≥1860≥1960≥2060≥2100≥2200

00

≥16

Ⅰ级松弛≥1490≥1570≥1650≥1680≥1760

规定塑性延伸强度00

3MPa

≥17

Rp0.2Ⅱ级松弛≥1660≥1750≥1850≥1890≥1980

90

疲劳试验/应力上限0.45Rm，200万次不断裂

4弹性模量MPa（2.0±0.1）×105

5断后伸长率A（标距250mm）%≥4.0

6扭转试验（100dn）次/360°≥12≥10≥8≥8≥8≥8

7缠绕试验圈3dn×8圈4dn×8圈5dn×8圈

8反复弯曲试验次≥5（弯曲圆弧半径为20mm）

松弛性能（1000h,Ⅰ级松弛≤7.5

9在0.70Fm的荷载%

级松弛

下,20°C）Ⅱ≤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。

2）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。

3）经供需双方协商，可供应其他力学性能要求的钢丝。

3.4.3镦头性能

1）如需方要求，可做镦头试验。

2）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，但裂纹宽度应小于

0.1mm。

3.4.4镀层性能

1）钢丝单位面积镀层质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，也可供应其他镀层重量的钢丝。

2）锌-5%铝合金镀层钢丝中铝含量为4.2%~7.2，锌-10%铝-稀土多元合金镀层钢丝镀层中铝

含量应为9.0%-14.5%，稀土总含量应不小于0.005%。

3）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。

4）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。

3.4.5伸直性能

1）钢丝长度方向应顺直，不应有弯折、扭曲等情况。

2）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。

3）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。

图1自然矢高的测量

3.4.6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。

3.5试验方法

3.5.1外观和尺寸检验

1)钢丝的外观应采用目测方法进行检查。

2)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。

3)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。

4)钢丝自由翘头高度和自然矢高的测量应采用最小分度值为1mm的钢尺。

3.5.2力学性能检验

1)钢丝的抗拉强度、规定塑性延伸强度、断后伸长率试验应按GB/T21839的规定进行。计

算强度采用公称截面积。

2)疲劳试验应按附录B的要求进行。

3)弹性模量试验应按GB/T21839的规定进行。

4)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。

5)钢丝缠绕试验应按GB/T2976的规定进行。

6)钢丝反复弯曲试验应按GB/T238的规定进行。

7)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。

3.5.3镦头性能检验

钢丝镦头试验按附录C的规定进行。

3.5.4镀层性能检验

1)镀层质量试验应按GB/T1839的规定进行。

2)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。

3)镀层中的稀土含量应按GB/T12689.12中的规定进行。

4)镀层附着性试验应按GB/T2976的规定进行。

5)镀层均匀性试验应按GB/T2972的规定进行。

3.6数值修约

数值修约应按附录D的规定进行。

4.与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强制性标准的协调性

我国尚未正式发布与超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝相关的现行法律、法规和相

关强制性标准。

5.标准水平建议，预期的社会经济效果

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，针对主跨2000米以上悬索桥及主跨

1100米以上斜拉桥等超大跨缆索承重桥梁缆索用超高强度、超耐腐蚀抗疲劳热镀钢丝，

填补了国内空白。

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2100MPa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。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。

6.对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据

暂无收到反馈意见。

行业标准《超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝》编制小组

2023年6月6日

超大跨径缆索承重桥梁用热镀钢丝

编制说明

（征求意见稿）

1.工作简况

1.1任务来源

本项目是依据工信部科函[2023]18号文件《工业和信息化部2023年第一批行业标准

制修订和外文版项目计划》下达的2023年第一批行业标准制修订计划，申报号

2023-0067T-YB，计划完成时间2025年。

1.2本标准修订的目的和意义

本标准符合《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。

桥梁缆索是现代大型索承式桥梁的关键构件。随着国家交通强国的战略推进，