平行钢丝与钢绞线拉索体系比较研究

大 吨位地 面运输平 车 、大 吨位 主要起重 龙 门行车 、大吨位垂 直提升 架 、 ８ ｔ 汽 吊 、ｌ～ ５ ｔ 卷 设 备 大吨化桥面凹型平板车 、８ ５ ０ｔ 扬机 、塔 吊 卷 扬 机 、塔 吊
２ ． ２ 索体 张 拉 与 调 索
平行钢丝拉索张拉 与调索必须采 用大吨位群锚 下 斤顶 ，由于 千 斤 顶 自重 较 大 ，故 操 作 困难 ，对起 吊的设备或 吊装工具要求也高 。 平行钢绞线拉索是单根安装的 ，因此可以进行 单根 张托 与调 索 ，也可 以进行单 根张拉整体 调索 ，
同定端 锚具 ，以及配 套 的部件 事先 在Ｔ 厂 预制 完 成 ，单件重量较轻 ，高密度聚 乙烯防护套管在Ｔ厂 根据运输要求制成相应长度 ，运到施１ 二 现场后结合
伸 ，只有 向径 向发展 ，造 成聚乙烯 防护层表 面产生 龟裂现象 ，影响防护效果 。 另外 ，由于工厂制作时聚 乙烯为热挤 成型 ，加
由于平行 钢丝拉索 在Ｔ厂事 先制作 为成 品索 ， 故整根斜拉索重量大 ，安装 时起 吊困难 ，施工过程
而平行钢绞线拉索 ，由于防护套 与内部聚乙烯 防 护套 之 间呵 自由滑 动 ，因此 Ｅ ｔ 照 产 生 的 热 胀 冷 缩
中安装Ｔ作进 度缓慢 。平行钢绞线拉索可 以单根进 仅 发 生在 外 部 Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ防护套 上 ，不会 使 平行 钢 绞 行安装 ，操作 简便 ，但 现场工作量大 ，受风雨恶劣 线 拉索体 系的防护套产生应力 。 天气影 响严 重 ，挂索 ｕ ７ ， １ 司长 。
２种 体 系 安 装设 备 比较 见 表 １ 。
表１ ２种 体 系 安 装 设 备 比较
安装设备 平行钢丝 索 平行钢绞线 托索
存生产过程 中 ，聚乙烯降温发生收缩 ，南于平
行 钢 绞线 外 覆 油 脂 或 蜡 ，钢 绞 线 可 自Ｆ ｝ １ 滑 动 ，因此 不 会 在 钢 绞 线 内部 产 生 残 余 应 力 。２种 体 系 防 护 比
图２
钢丝索将若干根钢丝平行并拢 、扎 紧而成 ，最 外 层直 接挤裹 高密度 聚 乙烯 （ Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ） 作 防护 。钢 丝 采用 西５ ｍ ｍ或 西７ ｍ ｍ高 强钢丝或 高强镀锌 钢 丝 ，标准强度在 １ ６ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ以上 。平行 钢丝索一 般 配用 冷铸墩头锚 ， 基本 的组成 构件是锚杯 、 定位板 、 连接 筒 、螺母 、垫块 ，最后在锚杯 中灌人 流动态的 混合 填料 （ 见图 １ ） 。
项目 平行钢 丝拉索 平行钢绞线托索 材 料 强度 １ ６ ７ ０ ＭＰ ａ １ ８ ６ ０ ＭＰ ａ 受力均匀 在 厂 内整体制 造 ，索 股 单 根 张拉 调 索或 单 根 张 性 内钢丝 整体扭 绞成 索 ．均 匀 拉 整体调索 ，均匀性劣于平 性佳 行 钢 丝 拉 索 抗疲 劳性 佳 佳 产 品以成 品方式 提供 ，整 单根 张 拉 调索 或 单 根 张 现场Ｔ作 束挂索张拉 ，１ 次完成张托 ， 拉整体凋索 ，现场Ｔ 作量较 里 现 场 Ｔ作量较 小 ；整 索 自重 大 ；单根索 自重小 ，张拉设 较 大，张拉设备较笨重 备较轻便 下料精度 要求 向 要求低 索体 具有 ２ 层 防腐 ；多 次 索 体 具 有 ４ 层 防 腐 ；每 运 输 、编索过 程对镀 锌层 或 根 钢绞线外 有 Ｐ Ｅ防护套 ， 肪护 环氧涂 层造成 局部 损坏 ，降 在运 输 和编 索 过 程 中起 到 低 防腐性能；Ｐ Ｅ管易龟裂 ， 有 效 保 护 钢 绞线 的作 用 ； 导致索体 内部 和锚头腐蚀 Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ 外套 管不易破损 冷铸 镦头锚 ，锚 固件能 可 夹 片 锚 ，需 注 意 松 脱 和 锚头 靠 ；需注 意锚 头进水 锈蚀 问 滑丝 ；锚头防护油脂需选择 题 耐 久性佳者 运输和起 需 大型运输 设备 和大 吨位 无 需 大型 运 输设 备 和 大 吊设备 起吊设 备 吨位起 吊设备 ，运输方便 ， 设 备轻 巧 换索 需整 束替换 ，中断交通 进 可 在不 中断 交通 情 况 下 行 单根换索 费用 略高 略低于平行钢丝拉索
张｝ 设 备 顶， 自蓐分别 为 １ ４ ８ ０ ｋ ｇ 、 千斤顾 。 自重分 别为 １ ５ 、 安装 时间 同等索力情况下 ，挂索时 同等 索力 情况 下 ，挂索 时 问 比钢绞线挂索时问短 间 比钢丝挂索时间长
斜拉 索的工程案例 。 平 行钢绞 线抽索 采片 】 夹 片 式 锚 具 ，外 层 的
安装长度要求进行焊接 。钢绞线根据运输要求及施 Ｔ 温度达 ２ ０ ０ ，当温 度降到 １ ０ ０ ｃ 【 二 时 ，聚 乙烯开 工 现 场 的起 吊条 件 成 盘 ，索 盘 直 径 小 ，没 有 平 行 钢 始凝 固 ，在聚 乙烯温度降到常温时 ，聚乙烯 冷缩会
丝托索运输要求高 。 在 平 行 钢 丝 内部 产 生 残 余 应 力 。
图 １ 平 行 钢 丝 拉 索 索 体 截 面 示 意
钢 绞 线 索 由单 根 镀 锌 或 环 氧 喷 涂 钢 绞 线 热 挤 聚 乙烯 护 套 组 成 ，钢 绞 线 的标 准 强 度 达 ｌ ８ ６ ０ ＭＰ ａ 。
钢 绞线 索 可 以是平 行成 束 ，也 可 以扭 绞一 定 的角 度 成 为半平 行 钢绞 线索 。整 索束 的外 层是 双层 同
断面 紧密 ，便 于穿过预埋管道易于锚 固 ，同时也有
利 于 防腐 。
步 挤压 成 型 的高密 度聚 乙烯 防护 套管 形成 自由伸
缩 段 ，两端 配有 单根 锚定 夹 片式 张拉 端锚 具 和 固 定端 锚具 ，另外还包 括预埋导 管 、锚垫板 、夹片 、 套 管 、钢锥 管 、保 护盖 帽 、定 位 器 ，最后 进行 单
图 ２ 平行钢绞 线拉索 索体 截面示意
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 Ｏ ８ — ２ ３
２ 斜 拉 索体 系 比选
作 者简 介 ：万 义辉 （ １ ９ ７ ３ 一 ），男 ，高级 工程 师 ，本 科 ，主
平行 钢丝斜 拉索和平行钢 绞线斜拉索均有各 自
的 优 缺 点 ，分 析 和 对 比如下 。
平 行 钢 绞 线 斜 拉 索 体 系 与平 行 钢 丝斜 拉 索 体 系
比较 ，具有索体结构 、制作与安装 、安装设备 的不 同。 平行钢丝拉索一般在工厂 内制作完成 ，根据设 计长度精确下料 ，并在两端灌注锚 具 、经超 张拉 检 验 后 制 成 成 品拉 索 。
平行 钢绞线掠 索单根锚 定夹 片式张拉端 锚具 、
平行钢绞线托 索
１ ６ ｔ 、２ ５ ０ ｔ 、５ ５ ０ ｔ 、９ ０ ０ ｔ
３ ０ ０ ｋ ｇ、８ ２ ６ ｋ ｇ、 １ １ ５ ０ ｋ ｇ
索体进入镦头锚 ，进而引起锚头 的锈蚀和失效 。国
内已 建斜 拉 桥 已有 不 少 由 于镦 头 锚 被 水 锈 蚀 而 更 换
平行钢丝与钢绞线拉索体系比较研究
万 义 辉
（ 南 昌市政公 用投 资控 股有 限责任 公 司，江西 南昌 ３ ３ ０ ０ ０ ０）
摘要 ：斜拉 索体 系有多 种型式 ，目前 国 内斜 拉桥 中平 行钢丝 拉索 及平行 钢绞 线拉索 应用较 多 。对 以上 ２种 拉索体
系进行 比较 ，分析 拉索经济性 、施工便 利性 、耐久性及 可维护性 ，得 出结论 。 关键词 ：平行钢 丝拉索 ；平行钢绞线 拉索 ；冷铸 锚 ；夹 片锚 中图分 类号 ：Ｕ４ ４ ３ ． ３ ８ 文 献标志码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ ０ ４ — ４ ６ ５ ５（ ２ ０ １ ３）０ ６ — ０ ０ ９ ３ — ０ ３
较 表 ３
表３ ２种 体 系 防 护 比 较
拉索 称 防扫 、 ｔ 方武 平行钢丝拉 钢丝镀 锌或环 氧涂层 ＋整体索外 热挤 聚乙烯 （ Ｐ Ｅ） 索 防护 层 ＝ ２层 防 护 平行铡绞线 钢绞线 镀锌或 环氧涂层 ＋油脂 或蜡 ＋单 根钢绞线 热 拉索 挤 聚 乙烯 （ Ｐ Ｅ）防护套 ＋整索束 外包 双层同步挤 压成 型的高密度 聚乙烯 （ ＨＤ Ｐ Ｅ）防护套管 ： ４层 防护
第 ６期 （ 总第 １ ７ Ｏ 期）
２ ０ １ ３年 １ ２月
中国彳匮 工
ＣＨＩ ＮＡ Ｍ ＵＮＩ ＣＩ ＰＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｎｏ． ６（ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ Ｉ Ｎｏ． １ ７ ０ ）
Ｄｅ ｃ ２ ０１ ３
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ － ４ ６ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ２ ９
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要 从事桥 梁工程 管理 工Βιβλιοθήκη Baidu 。
中围彳丛ｊ
２ ． １ 索 体 制 作 与 安 装
万 义辉： 平 行钢丝与 钢绞线 拉索 体系比 较研究
２ Ｏ １ ３ 年第６ 期
１ ） 钢 与钢 之 间不 接 触 ，有 很 高 的抗 疲 劳性 。 ２） 安装 简单 ，容 易更 换 。 ３） 从 丁 厂 到Ｔ 地 能 永 久 得 到 保 护 。
根据组成 钢束 的材料 ，钢索 的类型 主要有封 闭 式钢 缆 、平 行钢筋索 、平行钢丝索 、钢绞线索及 螺 旋钢 绞缆等 。国内采用较多 的斜拉索 型式 为平行 钢 丝索 和平行钢绞线索 ［ ６ － ８ １ ２ 种。
１ 平行 钢 丝 与 钢 绞 线 拉 索 体 系基 本 构 造
根 钢 绞线 防腐 。平行 钢 绞线 拉索 索体 截 面示 意见
表 ２ ２种 体 系 张拉 设 备 及 时 间 比 较
张托设备 及时 间 平行钢丝拉索
６ ０ ０ｔ ９ ０ ０ｔ １ ２ ０ ０ｔ 千
１ ５１ ０ ｋ ｇ、２ ０ ５ ０ ｋ ｇ
中发 生龟 裂 ，而 防水 罩 又 易 在 振 动 下 失 效 ，则 雨 水
或水 汽将从 聚乙烯 防护层破损处进入索体 ，并沿着
外
防腐油脂
隔离层 高强 聚酯带
１ 根 斜拉索包 括斜体和两端 的锚具两部 分 ，索体承 受拉力 ，锚具将 索力传给主梁和索塔 。 目前斜拉 索索体 均为 钢索 ，它 由高 强度钢 筋 、
钢丝或 钢绞线按一定 的规律编成钢束 。钢束必须排
列 整 齐 、规 则 ，每 根 钢 丝 或 钢 绞 线 受 力 均 匀 ，钢 索
９ ４
中 圄 盛暑 霜
脂材料对锚头进行 封闭防护。
２ ． ５ 索体 更 换 及 运 营 期 检 测
万义 辉： 平行钢丝 与钢绞 线拉索 体系比 较研究
２ ． ７ 综 合 比较
２ ０ ｌ ３ 年第６ 期
平 行钢丝拉索与平行钢绞线拉索体系综合 比较
见表 ６ 。
表 ６ 平行钢 丝拉索与 平行 钢绞线拉 索体 系比较
２ ． ４ 锚 头 防护
一
平行钢丝拉索采用冷铸镦 头锚 ，在Ｔ厂 与索体 起 安 装 然 后 运 至 Ｔ 地 ，质 量 有 保 证 。其 主要 问题
单根张拉 的设备轻便 、体积小 、操作简单 。一般建 是 ，南 于镦 头 锚 本 身 的构 造 原 因 ，聚 乙烯 防 护层 是 议单根张拉后进行整体调索 。 位 于 镦 头 锚 内部 的 ，一 旦 聚 乙 烯 防 护层 在运 营 过程 ２种体系张拉设备及安装 时问 比较见表 ２ 。
ＨＤ Ｐ Ｅ防 护 套 管 外 包 预 埋 管 ， 此 雨 水 不 会 进 入 索
２ ． ３ 索 体 防 护 与 防 腐
体 内部 。南于夹 片式锚具 的防护油脂对锚头 的耐久 性起 着非常重要 的作用 ，［ 大 Ｊ 此需选择优质耐久 的油
平行钢 绞线拉索 防护 的特点有 以下几方面 。
斜拉索是斜拉桥 的重要组成 部分 ，除必须具有 高强度性能外 ，还 必须具备抗 疲劳性能和 良好 的抗 腐蚀性 。 斜拉索制作 和施 工工艺不断进步 ，对斜拉桥 的 发展 作 出了重要 贡献 ，对 于一般 的混凝 土斜拉 桥 ， 斜拉 索 的造 价约 占全桥 总造 价 的 ２ ５ ％ ～３ ０ ％。每
４） 任何 时候可 以逐束检查 、调整索力 。 平行钢丝拉索为热挤 聚乙烯 防护层 ，Ｆ ｝ ｊ 于聚 乙 烯（ Ｐ Ｅ） 防护层在索两端锚杯 中复合填料 紧紧握裹 ， 当 日照使拉索发生温度变化 时 ，钢丝与聚 乙烯 ２ 种
材 料 的热 膨 胀 系 数 不 同 ，聚 乙 烯 防 护层 无 法纵 向延