跨海大桥使用的钢丝绳，为什么不会断裂？你知道原因吗？
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。
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。
根据《一般用途钢丝绳吊索特性和技术条件》GB/T16762-2009的要求，需要对钢丝绳吊索进行以下检测项目：外观质量，两端压制接头内端之间的距离，两端插编末端之间的距离，末端端配件，索扣的长度，吊索长度，破断力和标识等。江苏省特防中心专门做这块的。
钢丝绳吊索当出现下列情况之一时，应停止使用、修复或报废:
1. 钢丝绳断1股，或表面钢丝磨蚀达钢丝直径的40%以上，或钢丝绳直径减少7%以上。
2. 钢丝绳发生扭结变形。
3. 钢丝绳在一个捻距内断丝超标(附表9):(1)当断丝现象集中发生于局部，在长度为6倍直径的一段内断丝发生在一股上时，达到规定断丝数的一半即应报废。(2)钢丝绳有锈蚀或磨损时，报废断丝数应乘以折减系数(附表9)。
4. 钢丝绳局部可见断丝损坏(有三根以上的断丝聚集在一起)。
5. 索眼表面出现断丝，或断丝集中在金属套管、插接处附近、插接连接绳股中。
6. 钢丝绳由于带电燃弧引起的钢丝绳烧熔、熔融金属液浸烫，或长时间暴露于高温环境中引起的强度下降。
7. 插接处严重受挤压、磨损金属套管损坏(如裂纹、严重变形、腐蚀)或直径缩小到原直径的95%。
8. 绳端固定连接的金属套管或插接连接部分滑出。
1、根据结构特点，主缆架设可以采取在便桥或已浇筑桥面外侧直接展开，用卷扬机配合长臂汽车吊从主梁的侧面起吊安装就位。
2、缆索的支撑方法为避免形成绞，将成圈索放在可以旋转的支架上。在桥面每4-5m，设置索托辊，以保证索纵向移动时不会与桥面直接摩擦造成索护套损坏。因锚端重量较大，在牵引过程中采用小车承载索锚端。
3、缆索的牵引，牵引采用卷扬机，为避免牵钢丝绳过长，索的纵向移动可分段进行，索的移动分三段，分别在二桥塔和索终点共设三台卷扬机。
4、缆索的起吊，在塔的两侧设置导向滑车，卷扬机固定在引桥桥面上主桥索塔附近，卷扬机配合放索器将索在桥面上展开。主要用吊车起吊，提升时避免索与桥塔侧面相摩擦。当索提升到塔尖时将索吊入索鞍。在主索安装时，在桥侧配置了3台吊机，即锚固区提升主索塔顶就位吊机和提升倒链。
5、拉索锚固端牵引到位时，用锚固区提升吊机安装主索锚具，并一次锚固到设计位置，吊机起重力在5t以上；主索塔顶就位吊机是在两座塔的二侧安置提升高度大于25m时起重力大于45t的汽车吊，用于将主索直接吊上塔顶索鞍就位；主索在提升到塔顶时，适当的时候用塔上提升倒链协助吊装。
扩展资料
悬索桥主要问题
1、更优越的施工方法的研究。例如将中跨主缆锚固在主梁的底部，用转体施工，从而可以在一定程度上克服施工上的困难，但在跨径较大的情况下，如何保证转体施工时的稳定性，还需要做进一步的研究。
2、当主缆外包钢管混凝土时，吊杆在主缆上的锚固方式研究。
3、吊杆及主缆的合理张拉顺序研究。
4、新型材料的研究和开发。
5、受力体系及理论的进一步完善。
参考资料来源：百度百科-悬索桥
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？
中国的基建能力在世界上都是名列前茅的，不管是铁路建设还是公路、桥梁方面的建设，我们中国制造从来就没有让人们失望过，为此很多国外的施工队都会向我们虚心学习，甚至有的国家还请我们过去帮忙修桥修路，例如英国、印尼、沙特、巴基斯坦等等，这也从侧面证明了我们中国制造的实力。就拿桥梁建设来说，中国这些年陆续开通了港珠澳大桥等著名的跨海大桥，当我们行驶在大桥上时，内心除了充满骄傲外，会不会疑惑大桥是如何建成的呢？尤其是连接大桥的钢丝绳，为什么钢丝绳那么细，却能撑得住成千上万吨的重量呢？
其实钢丝绳在施工队的专业术语中被称为钢绞线，这是悬索桥最显著的特征，钢绞线的作用非常强大，它起到了承受桥梁本身重量以及过往车辆重量的能力，很多大桥在建设时都会用到钢绞线，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。钢绞线其实是由无数个小钢丝合绳而成的，俗话说得好“一根筷子一折就断、十根筷子费劲吃奶的力也折不断”，大桥的钢绞线也是这个道理，无数个钢丝绑定在一起形成了强大的力量，那么这些钢丝绳又该如何选材呢？
首先钢丝必须是桥梁专用钢丝，合格的钢丝经过表面的热处理和拉拔之后才能进行下一步的操作，合格的钢丝还必须在表面涂上一层“油漆”它可能是镀锌或者是合金材料，作用就是让钢丝绳的韧性更强更坚固。当钢丝绳基本处理完毕之后，就可以进入到生产过程，钢丝需要经过拉丝、捻股、合绳这三道最重要的工序，小钢丝合成一股钢丝，小股钢丝再合成大股钢丝，最后再把它们放到分盘器中进行合绳，最终出来的成品就是钢绞线了。另外刚生产出来的钢绞线必须涂抹润滑油脂，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，所以我们看到的大部分钢绞线看起来黑乎乎摸上去黏黏的。
最后投入到使用中的钢绞线抗拉能力非常强，完全能够承担得起大桥上千吨的重量，一般使用全钢丝绳承重的大桥也被称为预应力大桥，这种大桥具备很强的抗压能力，以及足够的韧性，所以使得这种大桥更能抵御地震台风等自然灾害，这一切的关键就是起到承重作用的“钢丝”。
最后校长总结一下，大桥上的“钢丝”之所以能够承重，那是因为它有一套非常完整的生产工序，最后的成品也被称为钢绞线，几十条钢绞线一起共同承担起大桥的重量。
钢丝绳直径(mm)X直径(mm)X50=破断拉力（公斤）÷6倍安全系数÷1000=安全负荷
应用场合 建议的安全系数
静态张拉钢丝绳和钢绞线 3-4
小型悬索桥的主缆绳 3-3.5
小型悬索桥的悬挂钢丝绳 3.5-4
架空索道承载绳 3-4
架空索道牵引绳 5-6
起重机等 5-5.5
抓斗吊机上的控制钢绳 4-5
挖掘机 5
水平牵引,连续牵引车 4-5
矿井提升,竖井和斜井 最小5
工业提升 最小6
桥式,门式,塔式,桅杆式吊车 最小6
电梯 载人 最小12
载物 最小10
热金属吊车 最小8
不旋转钢丝绳,18×7 类 最小10
钢丝绳内所有钢丝拉断力之和与钢绳最大静负荷之比。
起重钢丝绳的安全系数应符合下列规定：
（1）用于固定起重设备为3.5；
（2）用于人力起重为4.5；
（3）用于机动起重为5-6；
（4）用于绑扎起重物为10；
（5）用于供人升降用为14。
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钢丝绳在冶金、矿山、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域成为必不可少的部件或材料。
钢丝绳其质量也被国内多个行业所关注，并投入大量人力、物力进行钢丝绳使用研究和产品开发工作，对钢丝绳的结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等各个环节制定了很多规程和细则。
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。
参考资料来源：百度百科-钢丝绳安全系数
参考资料来源：百度百科-钢丝绳
1、捻距不同
钢丝绳的捻距一般是直径的5-8倍，钢丝的极限抗拉强度可选用1570 MPa、1670 MPa、1770 MPa、1870 MPa、1960 MPa等级别，钢丝绳的弹性模量不小于1.2×105 MPa。
钢绞线的捻距一般小于直径的14倍，钢丝的极限抗拉强度宜选用1670 MPa、1770 MPa、1860 MPa等级别，钢绞线的弹性模量不小于1.6×105 MPa。
2、可划分种类不同
钢丝绳可分为纤维芯钢丝绳和钢丝芯钢丝绳，空间结构中应选用无油镀锌钢芯钢丝绳。
钢绞线可分为镀锌钢绞线、铝包钢绞线、高强度低松弛预应力钢绞线、不锈钢钢绞线、高钒镀层钢绞线（Galfan索）、密封钢绞线等。
3、特性不同
钢丝绳，捻距小、捻角大，柔软性好、易弯曲；但截面含钢率偏低，钢丝缠绕的重复次数较多，强度及弹性模量均低于其它种类的索。
钢绞线，捻距和捻角，介于钢丝绳和钢丝束之间，因此兼具了两者的优点，强度高、弹性模量大、抗扭转 抗滑移性能好、运输安装方便。近年来，高钒索和密封索，在空间结构领域得到了大量应用。
参考资料来源:百度百科-钢绞线
参考资料来源:百度百科-钢丝绳
