汗x委x雨第橋二繁大勁橋缸某差橋即斜紫拉鈴索

一、引言

在歷史上，初始的斜拉索曾采用鐵鏈、鐵連桿來制作拉索，但這種做法，在當(dāng)今已完全不可取?，F(xiàn)代斜拉索全部使用高強(qiáng)度鋼筋、鋼絲或鋼絞線制作拉索。當(dāng)代斜拉橋?qū)鞯囊蟾?，幾乎一律使用高?qiáng)度的鋼絲或鋼絞線制作拉索，軋制的粗鋼筋已被淘汰。拉索的防護(hù)手段，隨著材料和工藝的進(jìn)步，也日趨簡單有效。經(jīng)過數(shù)十年的不斷創(chuàng)新和淘汰，目前我國常用的拉索系統(tǒng)主要有以下兩種，一種是用熱擠高密度聚乙烯（PE）防護(hù)的平行鋼絲索配以環(huán)氧冷鑄墩頭錨系統(tǒng)，另一種是用熱擠PE防護(hù)的單股絞線組成平行的絞線索，兩端用不同于一般預(yù)應(yīng)力鋼絞線的特殊的夾片錐形成群錨系統(tǒng)。在這兩種斜拉索中，我國絕大多數(shù)斜拉索采用的是平行鋼絲索。

70年代，由前聯(lián)邦德國Leonhardt教授和瑞士的BBR公司研制的HiAm（HighAmplitude丹）蹄耐己高腰應(yīng)熔力奏幅政錨匹具臨問杯世魄。碼由滋于秧這柳種悟錨喚具泡具六有孟很肝高賞的狗抗造疲肢勞濾能孩力閥，暴日印本駐在低引得進(jìn)伐了織B隸B脾R鄙公葉司卸的種H國i知A嚼m(xù)素錨烏具手的侵同謙時(shí)仙，噸進(jìn)炭一咳步懷發(fā)擠展咬了底平割行綢鋼也絲鍬索竭的肢生溉產(chǎn)直技重術(shù)享，盟熱對擠際P滲E編防醬護(hù)洲的移平符行凍鋼確絲巷索嶼就榨是趴首查創(chuàng)事于豪日塔本敢．矛我少國誦在悉修埋建盤東餐營五黃進(jìn)河厲橋旅時(shí)惠，衛(wèi)首她次瞎從磨日張本細(xì)進(jìn)齊口嗚了連這河種品拉屯索考。澤在骨我臂國橫的尖斜柳拉品橋式建狡設(shè)頓中羨，用早峰期衣拉歷索早均散在扣施陣工驅(qū)現(xiàn)璃場想手高工縫制限作鴨，蛙經(jīng)怖過簽各坐方銅位榆或旁努苦力寇，慘已幼逐幅步取走岔上飄了檢機(jī)置械溉化榆、泄專粱業(yè)杠化破、達(dá)工膽廠刑化廁制娘索茶的血道勵(lì)路訊。宿現(xiàn)盼在象，織設(shè)答計(jì)狐單駛位菠只皇要膽很潑暢俯設(shè)辛計(jì)灶需步要覺，避選岸用太合暖適也規(guī)衣格右型逆號強(qiáng)的雪拉悔索早和盈錨吐具慌，自就使可放直四接趕到剩工旗廠引訂障貨唯。

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二、工程概況

xx第二大橋xx橋橫跨xx市和xx之間的長江江面，是一座雙索面五孔連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，中跨628m，邊跨246.5m＋58.5m。索塔為上塔柱平行分離的倒Y形混凝土塔，塔總高195.4lm，上塔柱為斜拉索錨固區(qū)。主梁采用寬37.2m、高3.5m的扁平全焊鋼箱梁。

本橋所有斜拉索均為外裹PE的高強(qiáng)度平行鋼絲索，最大拉索鋼絲根數(shù)為265絲，長335.8m，重24.4t。斜拉索采用空間雙索面扇形索布置，全橋共160根索，主梁上標(biāo)準(zhǔn)索距為15m，輔助跨為12m，斜拉索在塔上的錨固間距為1.75～2.5m。斜拉索采用直徑7mm的高強(qiáng)度低松弛鍍鋅鋼絲，鋼索斷面呈正六角形緊密排列（見圖1），

經(jīng)左旋輕度扭絞而成，兩端配以冷鑄錨，一端為固定端錨具，另一端為張拉端錨具（見圖2），

塔端為張拉端，梁端為固定端。全橋斜拉索共有五種類型（見表1），與斜拉素類型對應(yīng)，冷鑄錨有五種規(guī)格，分別為：LM7-139、LM7-163、LM7-199、LM7-241、LM7-265，全橋共用冷鑄錨具320套。斜拉索的防腐設(shè)計(jì)為內(nèi)層黑色PE、外層白色PE，在斜拉索制作過程中一次熱擠成形，黑色PE采用德國進(jìn)口材料，彩色PE為進(jìn)口原料，國內(nèi)混料加工造粒。接拉索規(guī)格不同，黑色PE的厚度由7.4～9.2mm不等，灰白色PE厚度均為2.5mm。為了減輕斜拉索的振動(dòng)，在塔上設(shè)置減振橡膠塊，在梁上設(shè)置減振阻尼器。

xx第二大橋建設(shè)指揮部委托鐵道部科學(xué)研究院工程監(jiān)理部為xx第二大橋斜拉索制作和防護(hù)工程的監(jiān)理單位。

三、原材料的質(zhì)量控制

1.高強(qiáng)鍍鋅鋼絲

制造斜拉索的鋼絲的尺寸、外形、重量、力學(xué)性能以及化學(xué)成分的要求應(yīng)符合《橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲》（GB/T17101-1997）的規(guī)定，在交貨的成品鋼絲中，不得有任何形式的接頭。xx第二大橋xx橋成品鋼絲技術(shù)指標(biāo)詳見表2。

在高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲生產(chǎn)過程中，監(jiān)理工程師對盤條的力學(xué)性能和化學(xué)成分試驗(yàn)、鋼絲生產(chǎn)過程及制造廠家成品鋼絲各種性能指標(biāo)的自檢進(jìn)行旁站。同時(shí)，在生產(chǎn)現(xiàn)場按20％的頻數(shù)對鋼絲的全部性能指標(biāo)隨機(jī)進(jìn)行監(jiān)理平行檢驗(yàn)，全橋共用鋼絲2060.72t、2097盤，監(jiān)理工程師對497盤鋼絲進(jìn)行了檢驗(yàn)，有36盤被判為不合格產(chǎn)品。

2.冷鑄錨具

斜拉索冷鑄錨的錨杯和螺母采用35CrMo鍛鋼，錨具在表面鍍鋅前必須逐個(gè)按《鍛軋鋼捧超聲波檢驗(yàn)方法》（GB/Tl4162-91）B級探傷。規(guī)格相同的錨具部件，應(yīng)具有互換性。

錨杯和螺母的制作工藝是按下列程序進(jìn)行的：下料→鍛造→粗車→熱處理→超聲波探傷→精車→鉗作→磁粉探傷→鍍鋅→檢驗(yàn)→成品入庫。從下料到超聲波探傷這些工序是在鍛件供貨單位——上海動(dòng)力設(shè)備有限公司鍛造分廠進(jìn)行的，其余各工序則在上海浦東纜索有限公司完成。上海浦江纜索有限公司對鍛件首先進(jìn)行材質(zhì)分析和機(jī)械性能試驗(yàn)，而后再進(jìn)行超聲波探傷。在生產(chǎn)廠家超聲波探傷合格的基礎(chǔ)上，監(jiān)理工程師按20％的頻數(shù)進(jìn)行超聲探傷的平行檢驗(yàn)，本項(xiàng)目包括試驗(yàn)索用錨具其326套，監(jiān)理隨機(jī)抽檢121套，全部合格。

3．其他材料

黑色和彩色PE技術(shù)要求見表3和表4。監(jiān)理工程師對PE、冷鑄填料、密封料、繞包帶的質(zhì)保資料進(jìn)行審查，同時(shí)對PE的各種材料試驗(yàn)進(jìn)行旁站。四、斜拉索制作的質(zhì)量控制

1．斜拉索的試制和試驗(yàn)

斜拉索在成批生產(chǎn)前，應(yīng)就材料、配方、工藝和制作程序進(jìn)行試制，并進(jìn)行靜載試驗(yàn)。試驗(yàn)如達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)分析查明其原因，檢驗(yàn)材料質(zhì)量，采取相應(yīng)的調(diào)整工藝的措施，重新進(jìn)行試驗(yàn)，直至符合規(guī)定要求。在靜載試驗(yàn)中，主要考查斜拉索的破斷荷載、破斷延伸率和抗拉彈性模量。由于各根單絲的強(qiáng)度很難完全相同，斜拉索的拉力，也不一定正好均勻分配給各根鋼絲，一旦索中鋼絲開始斷裂，斜拉索的強(qiáng)度也就達(dá)到極限。所以，斜拉索的破斷荷載不可能等于索中各根鋼絲拉力的總和．即斜拉索的實(shí)際破斷荷載總是稍低于公稱被斷索力，此處公稱破斷索力為斜拉索公稱截面和鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的乘積。實(shí)際破斷索力和公稱破斷索力之比，稱為斜拉索的效率系數(shù)。斜拉索的彈性模量，受索中各根鋼絲集合形式的影響。平行鋼絲索是由若干單絲集合絞制而成，斜拉索受拉后，除索中單絲的彈性伸長外，還有集合構(gòu)造的變形，因此，平行鋼絲索的彈性模量，普遍低于單絲的彈性模量。由于平行鋼絲索單絲集合的構(gòu)造比較簡單，扭絞角不超過4°，所以．其彈性模量不低于單絲彈性模量的95％。

本項(xiàng)目一共做了3根斜拉索的靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)索的規(guī)格分別為φ7*139、φ7*199、φ7*265。試驗(yàn)索的制作滿足《斜拉橋熱擠聚乙烯拉索技術(shù)條件》（JT/T6-94）和設(shè)計(jì)圖紙的要求，試件的自由長度（不包括錨固長度的鋼絲長度）不短于3m。對于靜載試驗(yàn)索，其被斷荷載應(yīng)不小于組成斜拉索的鋼絲標(biāo)稱破斷荷載的95％，其靜載破斷延伸率應(yīng)不小于2％，抗拉彈性模量應(yīng)不小于190000Mpa，斜拉索經(jīng)試驗(yàn)應(yīng)在鋼索部分破斷，不得在錨具中撥出，斷絲率不大于5%。本項(xiàng)目3根試驗(yàn)索全部技術(shù)性能指標(biāo)都能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

在靜載試驗(yàn)成功和制造廠家提交了經(jīng)國家質(zhì)檢部門認(rèn)可的由139～265絲φ7組成的鋼絲束疲勞試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，監(jiān)理會同有關(guān)人員對“xx第二大橋xx橋斜拉索制造工藝文件”進(jìn)行了審查。

2.斜拉索的制作

（1）絞制、繞包、擠塑和切斷

根據(jù)索長進(jìn)行配長下料，把下料好的鋼絲放人儲線架，配以一定的牽引速度、繞籠轉(zhuǎn)速及繞包轉(zhuǎn)速進(jìn)行絞制和饒包。鋼絲束應(yīng)同心左向絞合而成，最外層鋼絲絞合角為3°±0．5°。繞包單層重疊寬度不小于帶寬的1/3。斜拉索全部護(hù)層厚度偏差控制在（+1.0，-0.5）mm，外層彩色PE厚度為2.5±0.5mm。在每根索的切斷處做切斷標(biāo)記，按切斷標(biāo)記位置進(jìn)行切割。制成的鋼索中應(yīng)確保鋼絲無接頭、無機(jī)械損傷、符合長度要求及包扎定形要求．防護(hù)層不應(yīng)有斷裂、裂紋和刻痕。

在這一工序，隨著斜拉索直徑增大，容易出現(xiàn)兩個(gè)問題，一個(gè)是由于PE自重的影響，PE防護(hù)層厚度容易產(chǎn)生局部不均勻、偏心現(xiàn)象。另一個(gè)是在統(tǒng)制后和擠塑前，如果生產(chǎn)設(shè)備致使斜拉索的回轉(zhuǎn)半徑較小，容易產(chǎn)生索股的變形。監(jiān)理工程師在生產(chǎn)過程中對PE層厚度進(jìn)行了隨機(jī)抽查。

（2）冷鑄錨的鑄造

注意保證鋼絲的墩頭質(zhì)量，墩頭不得有橫向裂紋。冷鑄材料配料應(yīng)準(zhǔn)確，每個(gè)冷鑄錨的冷鑄料在澆鑄時(shí)必須同時(shí)制作三個(gè)試件（試件規(guī)格30mm*30mm*30mm），試件強(qiáng)度在常溫下應(yīng)≥147MPa。加溫固化應(yīng)嚴(yán)格控制程度、溫度和時(shí)間。

在這一工序的生產(chǎn)過程中，監(jiān)理工程師重點(diǎn)對鋼絲墩頭裂紋情況、冷鑄料強(qiáng)度和錨具的密封情況進(jìn)行了隨機(jī)抽查，在160根索中共抽查了38根索，全部鋼絲墩頭沒有發(fā)現(xiàn)裂紋，錨具的密封處理都能夠符合設(shè)計(jì)要求，冷鑄料強(qiáng)度的平均值為156.5MPa，但冷鑄料強(qiáng)度的離散性較大。

（3）預(yù)張拉測錨板回縮值和索長

使若干根制好錨的斜拉索通過連接部件相連，在拉索兩端錨具鑄體表面取三個(gè)不在同一直線上的點(diǎn)，用深度游標(biāo)卡尺測其距錨杯端面的深度，作好記錄和油漆標(biāo)記。對斜拉索施加1.4倍的設(shè)計(jì)荷載的預(yù)張拉完畢后，復(fù)測三點(diǎn)標(biāo)記處的深度，前后差的平均值作為該錨具的錨板回縮值，錨板回縮值應(yīng)不大于5mm。在超張拉卸載至僅剩20％時(shí)，用精度為1／5000的50m鋼卷尺．在鋼尺的兩端施加50N的力，測量拉索長度，再換算為設(shè)計(jì)條件下的索長，長度偏差ΔL應(yīng)符合以下規(guī)定：①ΔL≤20mm（索長L≤100m），②ΔL≤0.0002L（索長L＞100m）。

在這一工序的生產(chǎn)過程中，監(jiān)理工程師在制造廠家自檢的基礎(chǔ)上，對錨板回縮值、斜拉索長度進(jìn)行了隨機(jī)抽查，在160根斜拉索中共抽查38根索，斜拉索長度和錢板回縮值全部符合設(shè)計(jì)的要求，張拉端和錨固端錨板回縮值的平均值分別為1.28mm和1.53mm。

（4）成品索包裝、上盤和標(biāo)志

索體包裝采用尼龍紙+白布+防水彩條編織布。斜拉索兩端錨具用塑料袋包裝后，再用防水彩條編織布包裹。拉索盤繞內(nèi)徑不得小于20倍拉索直徑，也不小于1.8m。制成并合格的斜拉索，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定在指定位置上打上鋼印編號并涂以標(biāo)記。每根斜拉索均掛有標(biāo)牌，上面注明：制造廠家名稱、生產(chǎn)日期、編號、規(guī)格、長度和重量。標(biāo)牌應(yīng)牢固地系于包裝層的兩端錨具處。凡質(zhì)量合格，并經(jīng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)合格的斜拉索，由廠質(zhì)檢部門與監(jiān)理工程師共同簽發(fā)"斜拉索質(zhì)保書"。

五、斜拉索現(xiàn)場修補(bǔ)的質(zhì)量控制

在現(xiàn)場掛索時(shí)，一定要注意對斜拉索的保護(hù)，本橋在掛索時(shí)對斜拉索的損傷主要是將PE劃傷。對于斜拉索PE表面小面積的劃傷，深度在3mm以下，用專用焊槍將相同的PE原料覆蓋并焊接在損壞處，再用電磨機(jī)進(jìn)行表面處理，使損壞處恢復(fù)原有的護(hù)層厚度，并使索表面基本恢復(fù)原有平整狀態(tài)。對于比較深、范圍較大的損壞，修復(fù)面積大于lO平方厘米，深度在3mm以上，采用加熱套管進(jìn)行恢復(fù)。施工時(shí)，先將相同的PE原料填充在受損部位，然后用加熱套管使PE原料熱熔補(bǔ)充在損壞的拉索缺口上，熱熔完成后仍用電磨機(jī)進(jìn)行表面處理，恢復(fù)表面平整。

斜拉索修補(bǔ)過程中，應(yīng)特別注意采用與原索相同色彩、質(zhì)量合格的PE料進(jìn)行修補(bǔ)，操作時(shí)要注意加熱溫度，既不能因溫度不足而產(chǎn)生夾生現(xiàn)象，更不容許因溫度過高而發(fā)生材料炭化，修復(fù)表面不允許出現(xiàn)氣泡。

六、斜拉索永久防護(hù)的質(zhì)量控制

1.減振

斜拉索減振采用較多的辦法是用粘彈性高阻尼材料在斜拉索端部鋼導(dǎo)管的入口處設(shè)置一個(gè)附加阻尼支點(diǎn)。粘彈性高阻尼材料是一種合成橡膠，其阻尼值比一般橡膠大4～5倍。用這種材料制作襯套，嵌在斜拉索和斜拉索鋼導(dǎo)管之間構(gòu)成阻尼支點(diǎn)后，斜拉索稍有振動(dòng)，阻尼襯套就受到擠壓并吸收能量，發(fā)揮減振作用。阻尼襯套構(gòu)造簡單，隱藏安裝在斜拉索鋼導(dǎo)管內(nèi)，對斜拉索的外觀無任何影響。在阻尼襯套安裝時(shí)，必須注意使阻尼襯套與斜拉索及鋼導(dǎo)管之間密貼并且固定牢固。

2.錨具的防護(hù)

如果對斜拉索的錨具不進(jìn)行較好的防護(hù)，讓預(yù)埋鋼導(dǎo)管內(nèi)積水、進(jìn)雜物或錨具發(fā)生銹蝕，不僅嚴(yán)重影響斜拉索的使用壽命，而且嚴(yán)重影響斜拉橋中期索力調(diào)整及將來的換索工作。本橋采用封閉性聚氨酯發(fā)泡，填充在斜拉索錨具與預(yù)埋鋼導(dǎo)管的間隙內(nèi)，防止水分進(jìn)入鋼導(dǎo)管。鋼導(dǎo)管內(nèi)發(fā)泡材料采用特制的聚醚與多次甲基苯基、多異氨酸酯的聚合反應(yīng)后，自我膨脹而形成與索端鋼導(dǎo)管內(nèi)壁和索體表面緊密的聚氨酯發(fā)泡塑料。該泡沫塑料具有質(zhì)量輕、吸水性特小、低導(dǎo)熱性、隔氣性好、較好的韌性等特點(diǎn)。能使鋼材和索體表面PE層粘合成較牢固的整體，使導(dǎo)管內(nèi)的錨具與雨水、潮氣及