科创中国

一、项目简介

提高桥梁缆索用钢丝的强度可有效减少材料用量、降低缆索自重，从而大幅度降低大型桥梁工程的建设总投入。目前，桥梁缆索用钢丝主要依靠冷拔变形强化，采用添加合金和提高冷拔变形量来提高强度，工艺要求严格，对设备负荷要求较高，国外采用该工艺生产的钢丝最高强度级别约为2000MPa，但进一步提高强度面临技术瓶颈。本项目基于钢中马氏体相变原理的新发现提出采用相变强化以提高桥梁缆索用钢丝强度的新思路，实验室已研制出强度2400MPa以上的高强度钢丝（如图1），强韧性显著优于目前商业化冷拔钢丝。

二、产品性能优势

与现有的钢丝生产技术相比，本技术方案存在以下三个方面的优势：

（1）与国内现有技术相比，强度可提高600-800MPa，可减少材料用量，经济效益巨大；

（2）提高钢丝强度可以增大桥梁跨径，降低主塔高度，缩短建设周期；

（3）在生产工艺上，可减小冷拔变形量，减少拉拔变形次数，简化工艺，同时降低了变形应力，减小设备负荷。

三、市场前景及应用

据文献测算，桥梁缆索用钢丝强度每提高100MPa，可节约资金为桥梁建设总投资的1%左右。目前国内已经工业化生产的桥梁缆索用钢丝强度主要为1570MPa级、1670MPa级以及1770MPa级，若钢丝强度提高到2000MPa左右，则可节约桥梁建设成本2-5%。以苏通大桥为例，所用缆索钢丝强度为1770MPa级，项目总投资61亿元，如果钢丝强度提高到2000MPa，可节约总投入2%，即***亿元左右，经济效益巨大。其次，桥梁建设面临着跨径越来越大、建设环境愈趋复杂等问题，导致现有1670MPa级别钢丝已经无法满足跨径超过1000m的斜拉桥的建设要求，而现有1770MPa级别钢丝已经无法满足跨径超过2000m的悬索桥的建设要求。因此，2400MPa级超高强度钢丝的开发具有一定的市场潜力。