拉跨海大桥的“钢丝绳”是怎么制作出来的

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？

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。

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？

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。

钢丝绳的编法有拉丝、捻股及合绳三个。方形绳扣编发：

第一步：将两条线对接成一条线。再将红线放在橘线与棕线对接处，呈十字交叉叠放。

第二步：将四个方向的线按顺时针方向挑、压。

第三步：拉紧四个方向的线。

第四步：重复以上步骤的做法，自然形成方形结。

钢丝绳质量判断

1、比重。钢丝绳直径是一样的，比重越重的，钢丝绳质量越好；

2、钢丝绳绳芯。钢丝绳绳芯越结实，比重越重，对钢丝绳外层股支撑力越好，钢丝绳质量越好；

3、材料。材料就是钢号和强度。钢号越高，强度越高的钢丝绳质量越好；

4、316不锈钢钢丝绳防腐能力比306不锈钢钢丝绳的防腐能力强，306比热镀锌钢丝绳防腐能力强，热镀锌比电镀锌钢丝绳质量好；尼龙涂塑钢丝绳质量比PE包塑钢丝绳强，PE包塑钢丝绳比PVC涂塑钢丝绳质量好，涂塑比镀锌钢丝绳防腐能力强。

钢丝绳的插编方法

（1）插接绳套：插接绳套就是将钢丝绳绳头各股分开来，编插到一根钢丝绳的股缝中去，制作成绳套。插接绳套又叫插绳扣。

插绳扣用的钢丝绳，一般采用6×37交互捻柔性较好的钢丝绳。这种钢丝绳的丝数较多，柔性好，编插起来比较省力，而且在吊重物时可以减少应力集中。

钢丝绳的插编接长一般规定要大于或等于钢丝绳直径的20～25倍，但不得小于300mm。

在插编前先要量好破头长度，一般破头长度为钢丝绳插编长度的1.5～2倍。要注意在不破处必须要用细铅丝缠紧系牢，防止破头后散开，同时在破头拆开绳头后，要用电工胶布将各股端部包好，以防股端钢丝松散。

（2）插编方法一般来说有五种：即一进一、一进二、一进三、一进四和一进五。最常用的一进三插编法，而一进五插法多用于钢丝绳小接。一进一插法钢丝插接起来费劲、繁琐，但美观、牢固。一进二插法次之。一进三插法省劲、简易比较牢固，所以多采用此法。

手工插编钢丝绳方法如下:

1.本方法规定了用交互捻纤维绳芯或钢丝绳芯的六股钢丝绳手工插编制作装有套环的钢丝绳连接装置（俗称钩头）。

2.经五次穿插制成制成插接头，五次穿插可有三次整根股穿插和二次减少的股穿插组成。所有插接头都应与钢丝绳的捻向相反；除第一组穿插外，其它组穿插所有绳股的尾端都应与钢丝生绳的捻向相反。

3.穿插应采取一股上、一股下的交叉方式进行

4.如果钢丝绳有纤维主芯，绳芯应随第一组穿插的第一个尾端完全穿过去，然后将外露的绳芯剪掉。如果绳股有纤维芯，则股芯应留在原来的股绳内。

5.如果钢丝绳有独立的金属丝绳芯，应将绳芯分成三部分。――两个股加其芯。应用三根交错的尾端插编这三部分，并仅从三个完整的插接处穿过

6.如果钢丝绳具有独立的金属丝股芯，此芯应在第一组穿插时向里折，在向上完全插进五次完整穿插的插编头中心。

7.所有的穿插应牢牢拉紧到与穿插钢丝绳的中心线相一致为止。为了使插接的部位平滑和圆整，应使用适当的工具进行整形，使它们进入合适的位置。

8.使用的套环应与钢丝绳径相配套，套环卡夹要牢靠。钢丝绳和套环的布置应如图6-14所示，手工插编初期方法。

9.插接处难免会出现毛刺，为了避免操作人员划伤手等，在插接钩头完毕后应使用环氧树脂等材料配合专用软质塑料筒状工具（如矿泉水瓶）将插接处进行浇注密封。

具体步骤：将软质塑料筒状工具使用绳索或铁丝等固定在插接处，将钢丝绳竖立放置，将筒状工具的下口封闭，防止液体流出，然后将环氧树脂液体浇注在筒状工具内即可。注：浇注时，液体应低于工具上平面，浇注完毕后，应竖立放置24小时以上，以便使环氧树脂凝固。

10.插编钢丝绳是起吊、移位、搬运重物的一种安全、实用的吊装专用工具。其特点为耐高温、耐磨损，使用方便，承载能力大，广泛应用于机械、冶金、船舶、石油、港口等行业。

解除钢丝绳缠绕的技巧与方法                

由于流动式起重机的钢丝绳在使用过程中容易出现缠绕(俗称打绞)的现象，如不及时消除会加快钢丝绳的磨损，影响钢丝绳的使用寿命。当钢丝绳出现缠绕在一起的现象时可按下列步骤根据不同的倍率进行解除钢丝绳打绞的操作（图8-36）

1)确认钢丝绳缠绕的状况并做好记录(包括钢丝绳缠绕的方向、倍率和缠绕的圈数)。

2)将吊钩放到地面(若吊钩不能下降，则降下吊臂)。

3)从吊钩(或吊臂)上取下绳套，顺着钢丝绳绞缠方向将其转动n倍的绞缠圈数（由步骤1决定），然后将绳端固定在吊钩(或吊臂)上。注意转动一次不得超过五圈(包括五圈)。

4)将吊臂全部伸出并升到最大仰角，重复起钩和降钩操作若干次。

5)重复进行上述步骤直到缠绕现象消失为止。

6)如果采用上述措施后仍不能消除缠绕现象，就应更换新的钢丝绳了。

破股。先把要插接的钢丝绳两绳头破股。根据《煤矿安全规程》钢丝绳插接长度不少于钢丝绳直径1 000倍的规定。在破股时从绳头量取大于钢丝绳直径500倍的长度并在该处用扎丝扎紧。

1、钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。

2、在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。1834年欧洲人奥鲁勃特发明了世界上第一根钢丝绳（光面钢丝绳），1939年建立的天津市第一钢丝绳厂是我国第一家金属制品企业。

3、绳芯的主要作用是对钢丝绳起到支撑作用，以达到稳定的横断面结构。绳芯包括钢芯和纤维芯，纤维芯包括天然纤维芯和合成纤维芯，天然纤维芯如剑麻、黄麻、棉线等，合成纤维芯包括聚乙烯和聚丙烯长丝等。天然纤维芯可以储存较多的润滑脂，对钢丝绳起到润滑作用，延长钢丝绳使用寿命。

4、钢丝绳捻制过程中喷涂润滑脂，其主要作用有两个，其一，对钢丝绳进行润滑减缓钢丝表面的磨损，其二，润滑脂可以将钢丝表面与空气中的氧气隔离，对钢丝绳发生氧化锈蚀起到抑制作用。

捻股的生产工艺及设备 钢丝绳的生产有拉丝、捻股及合绳三个基本工序。 原材料:这里说的钢丝绳拉丝是指原材料经过酸洗、磷化、剥壳、开坯，其间进行一次或多次的拔拉，改变其分子机构，使其达到目标直径的一种工艺手段。

原材料有0.14～10.00mm的黑色金属和直径为0.01～16.00mm的有色金属。

酸洗：用酸液洗去钢丝绳原材料表面锈蚀物和轧皮的过程，在钢丝绳生产工艺中又叫剥壳，主要把高线的氧化物剥离，以免铁锈等杂质影响开坯，损坏拉丝模具。

磷化：通俗的说就是把材料浸入磷酸盐溶液中，使其表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜的工艺。在一定程度上防止腐蚀。

开坯：通过各种拉制金属线的模具中心的一定形状的孔，圆、方、八角或其它特殊形状。当金属强行穿过模孔时尺寸、形状都发生变化。

冷拔丝：普通的圆钢，让它通过比它的直径小一点的孔中强行拉过，则圆钢直径就会变小，长度会伸长，不断重复这样的加工过程，则圆钢就会进一步变小。产生这种塑性变形以后的钢材硬度会增加，塑性会基本消失。不要求塑性，只要求强度的场合，可以使用这样的钢材。

回火：因为钢丝的分子结构已经破坏，只有回火再次还原钢丝内部的结构。以便于再次拉丝，这样不易断裂，而且能拉到我们想要的强度。强度就是我们说的的抗拉强度。强度是拉丝拉出来的，不是热处理出来的。这就是钢丝绳工艺和机械加工工艺最大的区别了。一般的强度：1470N/mm2,1570N/mm2,1670N/mm2,1770N/mm2,1870N/mm2,1960N/mm2.强度越高，拉力越强，但是韧性越差。所以，在钢丝绳选型上应选择合适的强度。不能一味高强度。高强度钢丝绳拉力是强的，但是在耐磨度和柔韧性方面比较弱。 捻股的类型、结构和用途 钢丝绳的类型、结构、原料和生产工艺取决于用途。一般钢丝绳用直径 0.1～6.0mm 圆断面的碳素钢丝。捻制密封和半密封钢丝绳时，采用 Z形和其他异型钢丝。钢丝绳的类型按用途分：有悬吊桥梁用绳和矿用捻股、架空索道用承载绳、传动装置用牵引绳、电梯用绳、捆扎和拖编货物用系扎绳等。钢丝绳的品种不断增多，结构日益复杂，除采用各种涂层钢丝外，还使用不锈钢丝和双金属钢丝。为确保钢丝绳使用的安全性和可靠性,要求钢丝绳有足够的强度,良好的挠性、捻制的密实性、抗压性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳强度等，其中强度最为重要。

钢丝绳的截面结构有点接触圆股、线接触圆股、面接触圆股、异型股、单层股不旋转、密封及扁平等。其中面接触圆股钢丝绳是靠捻股机的牵引力将线接触绳股通过拔丝模或辊模拔制而成。通过拉模，绳股变形前和变形后的截面捻股中有涂油和镀层两种防腐措施。 涂油：所有钢丝绳都必须涂油。纤维芯浸油，要求油脂能够保护纤维芯不腐烂、不锈蚀钢丝,滋润纤维,并从内部润滑钢丝绳。表面涂油使绳股中所有钢丝表面都均匀地涂上一层防锈润滑油脂，其中对摩擦提升和矿水大的矿井用绳，要涂增磨和抗水性强的黑油油脂；其他用途则涂成膜性强、防锈性能好的红油油脂，并要求油层薄，便于在操作过程中保持清洁。

镀层：有镀锌、镀铝、涂尼龙或塑料等。镀锌又分钢丝先镀后拔的薄镀层和钢丝拔后镀锌的厚镀层，厚镀层的机械性能比光面钢丝绳有所降低，宜在严重腐蚀环境中使用。镀铝钢丝绳比镀锌钢丝绳更耐腐蚀、耐磨、耐热，主要用于渔业拖网船舶及含H2S的矿井等，采用先镀后拔法生产。涂尼龙或塑料的钢丝绳分涂绳和涂股后合绳两种。前者用于静索，后者用于动索。

卷线工序：将钢丝线盘，重新卷在捻股机的工字轮上；也可将钢丝从拔丝机后直接卷到工字轮上。 捻股 将钢丝捻成绳股。捻股机有筐篮式、轴管式、无管式和双捻机等。为12轴管式捻股机示意图，1是装下层绳股的工字轮，2是旋转的机筒，内装12个卷满钢丝的工字轮,3是成股的压线瓦，4是牵引轮，5是上层绳股的收线轮，机筒旋转一周，牵引轮引出的绳股长度即为股的捻距。 在合绳机上将绳股围绕绳芯中心线作螺旋线排列生产钢丝绳的工艺过程。合绳要严格按照钢丝绳制造工艺规定进行。合绳机选定后，应认真选配合绳用股，股的规格、结构、捻向(见钢丝绳捻法)、长度等应满足钢丝绳制造卡片的要求。股选定后，将载股工字轮安装在合绳机的工字轮轮架上。合绳工序中工字轮的安装、股的穿线方法、捻制参数的调整及捻制操作与捻股时的相同。合绳与捻股相比，仅在捻制工艺上有所不同。钢丝绳的捻制分为单捻钢丝绳的捻制、双捻钢丝绳的捻制和三捻钢丝绳的捻制3种类型。

单捻钢丝绳捻制方法和捻制工艺与相同结构的股的捻制方法和捻制工艺基本相同，区别仅在于在单捻钢丝绳中，围绕绳芯外的各捻制层的钢丝捻向是交替变化的，捻向则按外层钢丝的捻向确定。密封钢丝绳属单捻钢丝绳，捻制方法与捻制圆股单捻钢丝绳相似，其不同点在于，捻制时必须保证绳芯外的异形钢丝大面始终朝向钢丝绳的外表面。密封钢丝绳绳芯外异形钢丝的捻制一般在专用设备上完成。

双捻钢丝绳通常由2、3、4、6、7、8根股捻制而成。最多可达到36股，品种多，结构较复杂，是应用最广泛的钢丝绳。应用最普遍的是由6根股组成的双捻钢丝绳。中细规格的双捻钢丝绳可采用管式捻股机捻制。粗规格钢丝绳，特别是同向捻钢丝绳(见钢丝绳捻法)，采用筐篮式合绳机捻制。异形股钢丝绳可采用专用设备捻制，也可在普通合绳机上将圆形股变形成异形股后捻制成钢丝绳。面接触钢丝绳可采用异形钢丝绳捻制法制造，也可采用塑性压缩法制造。塑性压缩法是在捻股时将圆形股经受拉拔或辊压，使股中钢丝产生塑性变形，改变股内钢丝的接触状态，然后用这种股捻制成钢丝绳。三捻钢丝绳的捻制与双捻钢丝绳的捻制相同，只是捻制次数增加了。

所有钢丝绳都应捻制成不松散的。钢丝绳的不松散性能通过合绳时对捻制股进行预变形实现。金属绳芯的钢丝绳也可以采用热处理方法获得不松散性能。为了改善钢丝绳的力学性能和不松散性能，除合绳时对股进行预变形外，捻股和合绳时还广泛采用股矫直工艺，以消除钢丝绳的捻制应力。

在合绳机的牵引轮和收线装置之间设有钢丝绳涂油槽，对钢丝绳涂油。钢丝绳涂油后经排线机构均匀地缠绕在收线机构的工字轮上。捻制完毕后，钢丝绳的绳头用软钢丝扎紧并固定在工字轮轮盘上。