南京长江第二大桥南汊桥斜拉索制作和防护的质量控制

1、长江第二大桥南汉桥斜拉索制作和防护的质量控制作者：永强 文章来源：网友推存 点击数:99更新时间：2005-11-6 弋收藏此页、引言在历史上，初始的斜拉索曾采用铁链、铁连杆来制作拉索，但这种做法，在当今已完全不可取。现代 斜拉索全部使用高强度钢筋、钢丝或钢绞线制作拉索。当代斜拉桥对拉索的要求更高,几乎一律使用高强 度的钢丝或钢绞线制作拉索，车L制的粗钢筋已被淘汰。拉索的防护手段,随看材料和工艺的进步，也日趋 简单有效。经过数十年的不断创新和淘汰，目前我国常用的拉索系统主要有以下两种，一种是用热挤高密 度聚乙烯(PE )防护的平行钢丝索配以环氧冷铸墩头锚系统，另一种是用热挤PE防护的单股绞线组

2、成平 行的绞线索，两端用不同于一般预应力钢绞线的特殊的夹片锥形成群锚系统。在这两种斜拉索中，我国绝 大多数斜拉索采用的是平行钢丝索。70年代,由前联邦德国Leonhardt教授和瑞士的BBR公司硏制的HiAm ( High Amplitude )耐高 应力幅锚具问世。由于这种锚具具有很高的抗疲劳能力，日本在引进了 BBR公司的HiAm锚具的同时, 进一步发展了平行钢丝索的生产技术,热挤PE防护的平行钢丝索就是首创于日本.我国在修建东营黄河 桥时，首次从日本进口了这种拉索。在我国的斜拉桥建设中，早期拉索均在施工现场手工制作，经过各方 位或努力，已逐步走上了机械化、专业化、工厂化制索的道路。现在，

3、设计单位只要很畅设计需要,选用 合适规格型号的拉索和锚具,就可直接到工厂订货。平行钢丝索是将若干根钢丝平行并拢,同心同向作轻度扭绞,扭绞角24。，再用包带扎紧，最外层 直接挤裹PE护套作防护,这种索挠曲性能好，可以盘绕,具备长途运输的条件,宜于在工厂中机械化生 产。目前平行钢丝索普遍使用（p5或p7钢丝制作，要求钢丝的抗拉强度不低于l600MPa。斜拉索防腐问 题,从斜拉桥诞生起就一直是人们关注的问题,脱胎于电线技术的热挤PE防护的方法至今已经历了二十余年的考验,至今还没有发现什么问题。每一根斜 拉索,都包括钢索和锚具两大部分。平行钢丝索由于可以在工厂制作并配装锚具,不仅质量得到保证,而 且极

4、简化了施工现场的工作。冷铸墩头锚是在锚杯锥形腔的后部设一块钢丝定位板,钢索中的钢丝通过锚 杯后,再各各穿过定位板上的对应孔眼，墩头就位,锚杯中的空隙，用特制的环氧混合料填充，环氧固化 后，即和锚杯中的钢丝结合成一个整体。环氧混凝合料中必须加入锈钢丸，铸钢丸在混合料中形成承受荷 载的构架,使钢丝获得锚固。由于环氧混合料的固化温度不超过180C ,相对于450C高温下浇注的热铸 锚而言，就被称为冷铸锚,由于钢丝的末端均被墩粗,所以称这种锚具为冷铸墩头锚或冷铸锚。配装冷铸锚的拉索具有优异的抗疲劳性能,其耐疲劳应力幅达到200250MPa ,完全能满足斜拉桥 的要求。本世纪最大跨度的斜拉桥一主跨890

5、m的多多罗大桥就是用394丝（p7的平行钢丝索。本文结合长江第二大桥南:叉桥斜拉桥制作和防护的监理工作，详细阐述了平行钢丝索工厂制作、现场 修补和永久防护的质量控制的方法。通过对斜拉索的技术特点和施工方法的分析,提出在斜拉索制作、修 补及防护过程中容易出现的质量问题和质量控制的要点。二工程概况长江第二大桥南汉桥横跨市和八卦洲岛之间的长江江面，是一座双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥，中跨 628m ,边跨246.5m + 58.5m。索塔为上塔柱平行分离的倒Y形混凝土塔,塔总高195.41m ,上塔柱为 斜拉索锚固区。主梁采用宽37.2m.高3.5m的扁平全焊钢箱梁。本桥所有斜拉索均为外裹PE的高强度

6、平行钢丝索，最大拉索钢丝根数为265丝，长335.8m ,重24.4to斜拉索采用空间双索面扇形索布置，全桥共160根索，主梁上标准索距为15m ,辅助跨为12m ,斜 拉索在塔上的锚固间距为1.75 2.5m。斜拉索采用直径7mm的高强度低松弛镀锌钢丝，钢索断面呈正 六角形紧密排列，经左旋轻度扭绞而成，两端配以冷铸锚,端为固定端锚具，另一端为拉端锚具，塔端 为拉端，梁端为固定端。全桥斜拉索共有五种类型，与斜拉素类型对应，冷铸锚有五种规格，分别为：L M7-139. LM7-163. LM7-199. LM7-241. LM7-265 ,全桥共用冷铸锚具320套。斜拉索的防腐设计 为层黑色PE

7、、夕卜层白色PE ,在斜拉索制作过程中一次热挤成形,黑色PE采用德国进口材料，彩色PE为 进口原料，国混料加工造粒。接拉索规格不同，黑色PE的厚度由7.4 9.2mm不等,灰白色PE厚度均 为2.5mm。为了减轻斜拉索的振动,在塔上设置减振橡胶块,在梁上设置减振阻尼器。长江第二大桥建设指挥部委托铁道部科学研究院工程监理部为长江第二大桥斜拉索制作和防护工程的 监理单位。三、原材料的质量控制L高强镀锌钢丝制造斜拉索的钢丝的尺寸、夕卜形、重量、力学性能以及化学成分的要求应符合桥梁缆索用热镀锌钢 丝(GB/T17101-1997 )的规定，在交货的成品钢丝中,不得有任何形式的接头。长江第二大桥南汉桥

8、成品钢丝技术指标。在高强度镀锌钢丝生产过程中,监理工程师对盘条的力学性能和化学成分试验、钢丝生产过程及制造 厂家成品钢丝各种性能指标的自检进行旁站。同时，在生产现场按20%的频数对钢丝的全部性能指标随机 进行监理平行检验,全桥共用钢丝2060.721. 2097盘,监理工程师对497盘钢丝进行了检验，有36盘被判为不合格产品。2冷铸锚具斜拉索冷铸锚的锚杯和螺母采用35CrMo锻钢，锚具在表面镀锌前必须逐个按锻轧钢捧超声波检验 方法(GB/TI4162-91) B级探伤。规格相同的锚具部件，应具有互换性。锚杯和螺母的制作工艺是按下列程序进行的：下料-锻造_粗车热处理一超声波探伤-精车-钳作 -磁

9、粉探伤-镀锌检验-成品入库。从下料到超声波探伤这些工序是在锻件供货单位动力设备锻造 分厂进行的,其余各工序则在浦东缆索完成。浦江缆索对锻件首先进行材质分析和机械性能试验,而后再 进行超声波探伤。在生产厂家超声波探伤合格的基础上，监理工程师按20%的频数进行超声探伤的平行检 验，本项目包括试验索用锚具其326套，监理随机抽检121套,全部合格。3.其他材料监理工程师对PE、冷铸填料、密封料、绕包带的质保资料进行审查,同时对PE的各种材料试验进行 旁站。四、斜拉索制作的质量控制1.斜拉索的试制和试验斜拉索在成批生产前,应就材料、配方、工艺和制作程序进行试制,并进行静载试验。试验如达不到 合格标准，

10、应分析查明其原因，检验材料质量，采取相应的调整工艺的措施,重新进行试验,直至符合规 定要求。在静载试验中,主要考查斜拉索的破断荷载、破断延伸率和抗拉弹性模量。由于各根单丝的强度 很难完全相同，斜拉索的拉力，也不一定正好均匀分配给各根钢丝，一旦索中钢丝开始断裂，斜拉索的强 度也就达到极限。所以,斜拉索的破断荷载不可能等于索中各根钢丝拉力的总和.即斜拉索的实际破断荷 载总是稍低于公称被断索力，此处公称破断索力为斜拉索公称截面和钢丝标准强度的乘积。实际破断索力 和公称破断索力之比，称为斜拉索的效率系数。斜拉索的弹性模量,受索中各根钢丝集合形式的影响。平 行钢丝索是由若干单丝集合绞制而成，斜拉索受拉后

11、，除索中单丝的弹性伸长外，还有集合构造的变形， 因此,平行钢丝索的弹性模量,普遍低于单丝的弹性模量。由于平行钢丝索单丝集合的构造比较简单,扭 绞角不超过4,所以.其弹性模量不低于单丝弹性模量的95%。本项目一共做了 3根斜拉索的静载试验,试验索的规格分别为(p7*139.(p7*199.(p7*265o试验索 的制作满足斜拉桥劇齐聚乙烯拉索技术条件(JT/T6-94 )和设计图纸的要求，试件的自由长度(不包 括锚固长度的钢丝长度)不短于3mo对于静载试验索,其被断荷载应不小于组成斜拉索的钢丝标称破断 荷载的95% ,其静载破断延伸率应不小于2% ,抗拉弹性模量应不小于190000Mpa ,斜拉索经试验应在 钢索部分破断，不得在锚具中拨出，断丝率不大于5%。本项目3根试验索全部技术性能指标都能够满足 设计要求。在静载试验成功和制造厂家提交了经国家质检部门认可的由139 265丝(p7组成的钢丝束疲劳试验 资料的基础上，监理会同有关人员对长江第二大桥南:叉桥斜拉索制造工艺文件进行了审查。2.斜拉索的制作(1)绞制、绕包、挤塑和切断根据索长进行配长下料,把下料好的