钢丝绳是怎么拉住大桥梁的

中国的基础设施能力是世界上最好的之一。无论是铁路建设还是公路桥梁建设，我们中国制造从未让人失望。因此，许多外国施工队会虚心向我们学习。甚至一些国家过去也要求我们帮助修复桥梁和道路。事实上，钢丝绳在施工队伍的专业术语中被称为钢绞线，这是悬索桥最突出的特点。钢绞线起着非常强大的作用，它有能力承受桥梁本身的重量和过往车辆的重量。钢绞线将用于许多桥梁的建设。

首先，钢丝必须是桥梁专用钢丝。合格的钢丝经过表面热处理和拉拔后才能进行下一步操作。合格的钢丝还必须涂上一层“油漆”，可以是镀锌或合金材料。它的作用是使钢丝的韧性越来越强。钢丝绳基本加工完成后，就可以进入生产过程。钢丝需要经历三个最重要的过程:拉丝、绞线和合绳。小钢丝合成钢丝，小钢丝合成大钢丝。最后，将钢丝放入碟式分离机进行合绳。最终成品是钢绞线。

最终投入使用的钢绞线具有很强的抗拉能力，能够完全承受数千吨桥梁的重量。通常，承载所有钢丝绳的桥梁也被称为预应力桥梁。这座桥具有很强的抗压能力和足够的韧性，因此它可以抵御地震和台风等自然灾害。所有这一切的关键是起支撑作用的“钢丝”。

桥上的“钢丝”能够承受载荷的原因是因为它有一套非常完整的生产程序。最终产品也称为钢绞线。几十根钢绞线一起承受着这座桥的重量。

桥的种类也是非常多，例如：钢架桥、悬索桥、斜拉桥、拱桥等。但是大家会不会有个疑问，就是在跨海、跨江的斜拉桥或悬索桥上的钢丝绳，为什么不会断呢？

一、钢丝绳生产过程

1、选材

钢丝绳在很多方面与我们的生命都是相连着的，所以在选材方面，合格的钢丝材料才能进入工厂生产，经过表面热处理、拉拔等工序。目的是为了提高钢丝的最大作用，还会将一条条钢丝涂上合金材料，或者在表面镀锌等。

2、生产

分为三个基本工序：拉丝、捻股、合绳，这样才能做成一根完整的钢丝绳，小股合大股，大股再合成一条更粗的钢丝，这是必不可少的步骤。每条钢丝都要大小直接一样，最后将这些钢丝通过分盘器、压线瓦、变形器等设备完成合绳。

二、钢丝绳的检测

1、因为钢丝绳的使用的环境不同，所以在合绳的时候，都会在表面涂上一层润滑油脂，是为了加强钢丝绳的使用寿命。这也是为什么我们看到的钢丝绳表面都是黑黑的，摸上去黏糊糊的。

2、钢丝绳的材料进购的时候需要检测，出货的时候同样也要检测，就是确定钢丝绳能够承受多大的压力，断裂点是多少，只有到了标准，才能被允许在市面上售卖。

现在大家明白了，我们的跨海大桥上使用的钢丝绳，不会断就是这个原因，因为它完全能够承受桥梁重量以及自然力量的破坏。

我们平时在经过跨海大桥时，会发现它们由很多钢丝绳吊着，那么大的大桥，对比之下，那么细的钢丝绳吊着，显得挺单薄的，让人怀疑，再经过那么长的时间后，会不会断呢？有人说：既然修建大桥的项目人员敢用，牢固程度肯定是不用担心的，美国的金门大桥1937年就已经建成了，到现在80多年不还是照样在使用。那为什么不会断呢？

中国建设出了很多的伟大工程，这些工程也令很多发达国家叹为观止，同时也证明了中国在基建方面的实力和造诣，巩固了中国在国际上的地位。而最令人感叹的就是中国建设的跨海大桥在不同的区域会使用不同的技术来建设，但是也有很多人都感到好奇，跨海大桥的承载量非常的大，而在这个过程当中使用的钢丝绳为什么不会断呢？

其实为了能够有巨大的承载力，并且具备一定的安全性能，中国在此方面也是下了大功夫的，从它的制作工艺上面就能够看得出来。一般是要进行开坯，也就是通过各种拉制金属线的模具中心的一个形状的孔，圆，方，八角或者是其它的特殊形状。而当金属强行的穿过这些孔之后，不管是尺寸还是形状都会发生一些变化，一般普通的员工通过一些小的孔强行拉入之后，圆钢的直径就会变小，长度就会拉长，不断的在这样的重复加工过程中，圆钢也就会进一步的变小，但是钢材的硬度却会增加，而且钢材的塑性也基本上会随之消失。

除此之外，由于在这个过程当中，公司的分子结构已经遭到了破坏，所以需要再次回火来还原钢丝内部的结构，这样才不容易拉断也可以增加它的强度，也就是我们所说的抗拉强度，其实强度是经过拉丝拉出来的，而不是处理出来的，这也是钢丝绳工艺和机械加工工艺最大的区别了。强度越高拉力越强，但是韧性会越差，所以在制作钢丝绳的时候要选择合适的强度，不能一味的要求高强度，这样制作出来的高强度拉丝耐磨性和柔韧性也会更加的好一些。

进行了这一系列的工艺之后还需要捻股，不过这个过程也需要根据不同的类别而进行加工，为了增加它的耐磨性，还会采用各种涂层在钢丝外进行涂抹，这样就可以使钢丝绳不会经过风霜的洗礼而造成生锈或腐败，也会拥有更加足够的强度和良好的绕行。而在捻股的过程当中，也会使钢丝绳更加的具有密实性，抗压性与耐磨性以及耐腐蚀性和抗疲劳性，对强度也是非常重要的。

看到这些制作这个过程之后，你就会发现我国制造出来的跨海大桥所使用的钢丝绳为什么不会断了！还真的是厉害！

跨海大桥使用的钢丝绳，为什么不会断裂？

跨海大桥使用的钢丝绳常年承受巨力，还被风吹雨淋，为什么不会断裂？他到底是怎么制造出来的？

首先我们来看一下钢丝绳的制作过程。一条完美的钢丝绳要经过钢丝成型和扭绳两部生产。钢丝的原料一般采用优质高碳钢，这些原料在进入生产线后，经过热处理、拉拔等生产工序后，为了提高钢丝性能，工人还会在钢丝表面涂上一层合金涂料，比如锌铝合金等。另外，在这个阶段，质检人员还会对钢丝的强度、韧性等各方面进行性能检测，检测合格的钢丝才可以进入钢丝绳的生产阶段。它的原理和拧麻绳相同，主要有拉丝、粘谷、集合绳三个工序，先将这些钢丝拉成统一的粗细，然后一一排列，通过分线盘、变形器等机器将钢丝拧成小古钢索，随后就进入了合绳阶段。

通常来说，一根钢丝绳由六股或以上的细钢索拧成，这些钢索经过变形器后会变成螺旋形，然后绞绳机会把这些钢索沿着绳心绞成一大股，通过压线瓦炸制后就形成了免致紧密的股绳。在合成的过程中，还会在绳索上涂一层防锈润滑油脂，以增加钢丝绳的使用寿命。钢丝绳生产出来后，还需要进行磷化处理，将钢丝绳浸泡在一定浓度的碳酸银溶液中，它的表面会形成一层防腐蚀的薄膜，经过这种处理的钢丝绳抗氧化能力、耐腐蚀性和强度都得到了提升。

在制作完成之后，钢丝绳还要经过力学性能、抗拉强度和抗疲劳性能，这是目前最常见的办法就是整绳破断拉力试验，用拉力机拉住绳索两端，在绳索断裂时确定他的破断拉力的大小，只有强度符合标准，才可以投入桥梁建设中。在桥梁设计时，每根钢丝绳的最大破断拉力及其能承受的最大重量都经过了精密的计算，因此，只要桥梁重量不超过钢丝绳己定的最大承重，它就不会断裂。

例如美国的金门大桥，1937年就建成了，至今已80多年了还在使用。当然，大桥上的这些钢丝绳的使用也是有讲究的，像钢丝绳竖着的这种叫悬索桥，斜着的叫斜拉桥，那两种桥又有什么差别呢？因为钢索方向不一样，桥梁受力结构有所不同。悬索桥以悬索主缆为主要承重构件，通过竖向钢索将桥面重量传到竹篮上，在由竹兰通过竹塔上的钢丝绳传到铆钉和主塔上，而斜拉桥已斜拉主缆为主要承重构件独揽，直接承受桥面荷载，再传到索塔上。

其次，两者的应用范围也不同。悬索桥的稳定更好，适合大风和地震区的需要，还可以建在比较湍急的水流上。南京长江第四大桥是中国首座三跨吊悬索大桥，在同大桥中居世界第三，被誉为中国的金门大桥儿。斜拉桥作为一种拉索体系，比悬索桥的跨越能力更好，跨径可达300到一千米，是大跨度桥梁的主要桥型。就像我国的苏通长江公路大桥，它也是世界跨径第一的斜拉桥。

分散主梁给斜拉索的力

原理：假设左右对称各一条这两根斜，拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力。根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的。

所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了，最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩了，斜拉索数量再多，道理也是一样的，之所以要很多条，那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。

扩展资料

钢丝绳生产过程

1、选材

钢丝绳在很多方面与我们的生命都是相连着的，所以在选材方面，合格的钢丝材料才能进入工厂生产，经过表面热处理、拉拔等工序。目的是为了提高钢丝的最大作用，还会将一条条钢丝涂上合金材料，或者在表面镀锌等。

2、生产

分为三个基本工序：拉丝、捻股、合绳，这样才能做成一根完整的钢丝绳，小股合大股，大股再合成一条更粗的钢丝，这是必不可少的步骤。每条钢丝都要大小直接一样，最后将这些钢丝通过分盘器、压线瓦、变形器等设备完成合绳。

斜拉桥由由主梁、斜向拉紧主梁的钢缆索以及支承缆索的索塔等部分组成。用高强钢材制成的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基，这种悬吊作用相当于在梁跨下面设置若干弹性中间支承，从而可以大大减小梁跨的弯矩，提高梁的跨越能力。跨度较大的主梁就象一根多点弹性支承（吊起）的连续梁一样工作，从而可使主梁尺寸大大减小，结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外，与吊桥相比，斜拉桥的结构刚度大，即在荷载作用下的结构变形小得多，且其抵抗风振的能力也比悬索桥好，这也是在斜拉桥可能达到的大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。

斜拉桥的缆索张拉成直线形，整个结构为几何不变体，其刚度比悬索桥大。主梁同弹性支承上的连续梁的性能相似。斜拉桥的跨径一般在梁桥和悬索桥之间。1977年法国建成的布鲁东纳桥，跨径达320米，是目前世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥；1975年法国建成的卢瓦尔河钢斜拉桥，主跨径为404米。

斜拉桥的斜索组成和布置、塔柱形式以及主梁的截面形状是多种多样的。斜拉桥在构造上有单塔或双塔、单面布索或两面布索、密索或少索等形式，索的布置也有不同的放射形式，塔、梁、墩之间铰接或固接等也有多种类型。

斜拉桥的刚度与稳定性大于悬索桥，且不需用沉重的钢索锚桩。斜缆引到桥面板上的压力可以利用来施加预应力于混凝土桥面板上。因此，斜拉桥刚度大，抗风稳定性好。目前世界各国建成的预应力混凝土斜拉铁路桥以联邦德国1972年建成的美因河二号桥（即赫希斯特桥）最大，跨度为148.23米，系公路、铁路、管道三用桥。中国于1980年在湘桂铁路Ⅱ线修建了第一座跨越红水河的预应力混凝土铁路斜拉桥，主跨为48+98+48米。

斜拉桥受力的情况复杂，钢丝绳承受悬臂的拉力，桥塔主要承受压力，桥梁承受荷载的压力和自重的指向桥塔的压力，不能简单的说是属于那一种原理，但是和斜面无关，桥塔越高，钢丝绳受到的拉力越小。双索面斜拉桥只是对钢丝绳的受力平衡，但是桥梁并不是真正刚性结构，也不能说是是杠杆的平衡。

在我国长江之上，有一座名叫杨泗港长江大桥的跨江工程，与传统带有桥墩的混凝土大桥不同，它的总长度虽然达到了1700米，但却没有使用一个桥墩，而是由一根又一根的钢缆将桥面拉到了空中。

那么这些看起来如此纤细的索缆，是如何拉起十万多吨主桥梁体的呢？

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钢绞线的制作过程

实际上这些钢索在专业人员的口中被称呼为钢绞线，至于它为什么能承受住成千上万吨的重量，那就还要从它的制造过程来说起了。

首先，制作钢索的钢丝必须是桥梁专用钢丝，挑选好材料后，接下来要做的就是对其表面进行热处理和拉拔操作。为了增强钢丝绳的韧性，我们还要在它的表面镀上一层金属，或者其它合金材料。

基本处理完毕之后，我们就可以将其放到专业的器具中进行最重要的三道工序——拉丝、捻股、合绳。经过这一步的处理，众多的钢丝就会被捻成一股钢丝。

再次重复这个步骤，小股钢丝就会被合成大股钢丝，最后再把它们放到分盘器中进行合绳，出来的成品就是钢绞线了。

当然到这一步，钢绞线的制作还没有结束，我们还必须在它的表面涂抹一层润滑油脂，这层油脂可以起到保护钢绞线的作用，并使其在恶劣的环境下长期使用。所以大部分钢绞线，看起来都是黑乎乎的 摸上去也黏黏的。

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超强的承重能力

目前国内生产的钢绞线直径一般在15.24mm左右，横截面积为139~140平方毫米，强度为1860mpa（兆帕），理论破断力在285.45KN~260.40KN（千牛）之间。

经过不同单位的转换后，我们就可以得知，一根钢绞线所能承受的重量相当于28.5t~26t，如此看来这些纤细的钢索可谓是极其结实了，所以只要我们合理地设计索缆的数目，支撑起一座大桥是完全没有问题的。

而我国在2014年修建杨泗港长江大桥时，为了减轻主缆的重量，更是研制出了直径为6.2毫米、强度达到1960兆帕的世界强度最高的钢丝。

不难算出，当时所使用的由91根钢丝组成的单根钢索承重能力就达到了6.5万吨，而最终建成的杨泗港大桥由271根索缆组成，它们所产生的拉力完全可以吊起一个航空母舰，更不用说是一座大桥了。

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钢绞线的后期保养

虽然索缆的拉力非常高，但是一旦腐烂生锈它的承重力就会大打折扣，而且由于位置的关系，索缆都是无法更换的。

所以为了延长悬索桥的寿命，施工人员都会在悬索桥上安装除湿系统，并且设置多个监测点，一旦索缆内的湿度高于设定湿度，系统就会自动作业将湿空气抽出，同时吹入干空气保持钢丝干燥不生锈。

悬索桥上面使用的不是钢丝绳，桥梁使用的是预应力钢绞线，盘条经过冷拉再经过热处理，最后捻制钢绞线，起到承受桥梁自身及过桥重物的所有重量。

常用钢丝绳有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳，大气环境中使用，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长，目前疲劳试验数据表明，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3-4倍左右（试验室可比条件下），不易磨损和不易锈蚀是钢丝绳使用寿命超大幅度延长的原因，已经远远超越进口钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳，仅供参考。

两个桥墩之间，钢丝绳怎么拉直？钢丝绳悬挂起来就是一段弧线，两端之间的拉力越大，垂直分力也越大，垂直分力等于钢丝绳自重时，钢丝绳就不再下垂，所以，加大两端拉力是拉直钢丝绳的必要条件，当然，不要把钢丝绳拉断了。