钢绞线是由多根钢丝绞合而成的，钢丝表面需要采取防护措施。国产钢丝主要有热镀锌、热镀锌铝合金和环氧涂层三种防护方式。它们的不同点在于环氧涂层钢绞线是在钢丝表面采用环氧涂层工艺，使其达到与镀锌相同的防腐蚀效果。

从之前的研究上看，热镀锌和热镀锌铝合金工艺对钢丝表面采用了热处理的方式，促动了钢丝裂纹的萌生，在裂纹处产生应力集中，随着时间和荷载的增加，磨损深度加深，最后导致疲劳破坏。可见，热镀锌和热镀锌铝合金会降低疲劳强度。而填充型环氧涂层钢绞线是通过静电喷涂方式，将热固性环氧树脂粉末喷涂到钢绞线表面及其内部缝隙内并熔融黏结，使钢绞线形成密封整体，从而完全避免外部腐蚀介质对钢绞线金属本体的腐蚀。针对填充型环氧涂层钢绞线，已有疲劳试验的最不利工况为：11φS15.24 mm，专用夹片锚，应力上限为0.65σb，应力幅为130MPa的200万次疲劳加载；继续疲劳试验，载荷上限为0.45σb，应力幅为280MPa的200万次疲劳加载；最后进行静载试验。试验结果：①经400万次疲劳加载，试验索无断丝，两端锚具正常，钢绞线的环氧涂层完好；②静载锚固效率系数达96.8%。

为了充分对比两种钢绞线的超高应力幅疲劳性能，这里优选国内优质光面钢绞线和环氧填充型钢绞线，分别进行500MPa应力幅的200万次疲劳试验。

1）试验设备及状况

试验在江苏科技大学工程检测中心进行，采用MTS结构试验系统（图3－39和表3－5）。试件为两根环氧填充钢绞线（强度级别σb＝1 860MPa）和两根光面钢绞线（强度级别σb＝1 860MPa）。试验的顺序安排：

（1）一根环氧填充钢绞线的疲劳试验。

（2）两根光面钢绞线的疲劳试验。

（3）一根环氧填充钢绞线的疲劳试验。

表3－5　试验状况表

图3－39　试验仪器及加载图

2）试验结果(www.daowen.com)

（1）第一根为环氧填充钢绞线（强度级别σb＝1 860MPa），经过疲劳试验上限载荷为104.28kN（0.4　fptk）、下限载荷为34.28kN、应力幅值为500MPa的2×106次循环加载疲劳试验后，钢绞线无断丝，满足FAST拉索疲劳性能的要求。

图3－40　两根光面钢绞线破断图

（2）第二根为光面钢绞线（强度级别σb＝1 860MPa），经过疲劳试验上限载荷为104.28kN（0.4　fptk）、下限载荷为34.28kN、应力幅值为500MPa的1.28×105次循环加载疲劳试验后，钢绞线出现断丝，未满足FAST拉索疲劳性能的要求（图3－40）。

图3－41　一根环氧填充钢绞线破断图

（3）第三根为光面钢绞线（强度级别σb＝1 860MPa），经过疲劳试验上限载荷为104.28kN（0.4　fptk）、下限载荷为34.28kN、应力幅值为500MPa的1.88×105次循环加载疲劳试验后，钢绞线出现断丝，未满足FAST拉索疲劳性能的要求（图3－40）。

（4）第四根为环氧钢绞线（强度级别σb＝1 860MPa），经 过 疲 劳 试 验 上 限 载 荷 为104.28kN（0.4　fptk）、下限载荷为34.28kN、应力幅值为500MPa的1.58×105次循环加载疲劳试验后，钢绞线出现断丝，未满足FAST拉索疲劳性能的要求（图3－41）。

3）试验结论

经过四根钢绞线的试验对比发现，两根光面钢绞线都未能达到FAST拉索要求，并且差距较大。而环氧填充钢绞线有一根的疲劳性能满足了其要求，但另一根却只达到了15万次，差距太大。环氧填充型钢绞线在抗疲劳性能方面是较优于光面钢绞线的，但也很难达到500MPa应力幅的200万次的超高要求。

试验效果并不理想，但从中我们可以发现，钢绞线的钢丝具有很大的离散性，这就极大地影响了整束钢绞线的疲劳性能。要控制其离散性并且实现如此超高的应力幅，就必须从基材入手，优选优质的钢丝盘条，拉拔成具有稳定均匀疲劳性能的钢丝，只有疲劳性能稳定的钢丝组合成的钢索才有可能达到FAST索网对拉索的要求。所以接下来进行单根钢丝的研究及其超高应力幅疲劳试验。