南京長江第二大橋南汊橋斜拉索制作和防護的質量控制

　　關鍵詞：斜拉索 制作 修補 防護 質量控制

　　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，在當今已完全不可取。現代斜拉索全部使用高強度鋼筋、鋼絲或鋼絞線制作拉索。當代斜拉橋對拉索的要求更高，幾乎一律使用高強度的鋼絲或鋼絞線制作拉索，軋制的粗鋼筋已被淘汰。拉索的防護手段，隨著材料和工藝的進步，也日趨簡單有效。經過數十年的不斷創新和淘汰，目前我國常用的拉索系統主要有以下兩種，一種是用熱擠高密度聚乙烯（PE）防護的平行鋼絲索配以環氧冷鑄墩頭錨系統，另一種是用熱擠PE防護的單股絞線組成平行的絞線索，兩端用不同于一般預應力鋼絞線的特殊的夾片錐形成群錨系統。在這兩種斜拉索中，我國絕大多數斜拉索采用的是平行鋼絲索。

　　70 年代，由前聯邦德國Leonhardt教授和瑞士的BBR公司研制的HiAm（High Amplitude）耐高應力幅錨具問世。由于這種錨具具有很高的抗疲勞能力，日本在引進了BBR公司的HiAm錨具的同時，進一步發展了平行鋼絲索的生產技術，熱擠PE防護的平行鋼絲索就是首創于日本．我國在修建東營黃河橋時，首次從日本進口了這種拉索。在我國的斜拉橋建設中，早期拉索均在施工現場手工制作，經過各方位或努力，已逐步走上了機械化、專業化、工廠化制索的道路?，F在，設計單位只要很暢設計需要，選用合適規格型號的拉索和錨具，就可直接到工廠訂貨。

　　平行鋼絲索是將若干根鋼絲平行并攏，同心同向作輕度扭絞，扭絞角2° ～4°，再用包帶扎緊，最外層直接擠裹PE護套作防護，這種索撓曲性能好，可以盤繞，具備長途運輸的條件，宜于在工廠中機械化生產。目前平行鋼絲索普遍使用φ5或φ7鋼絲制作，要求鋼絲的抗拉強度不低于l600MPa.斜拉索防腐問題，從斜拉橋誕生起就一直是人們關注的問題，脫胎于

　　電線技術的熱擠PE 防護的方法至今已經歷了二十余年的考驗，至今還沒有發現什么問題。每一根斜拉索，都包括鋼索和錨具兩大部分。平行鋼絲索由于可以在工廠內制作并配裝錨具，不僅質量得到保證，而且極大地簡化了施工現場的工作。冷鑄墩頭錨是在錨杯錐形腔的后部設一塊鋼絲定位板，鋼索中的鋼絲通過錨杯后，再各各穿過定位板上的對應孔眼，墩頭就位，錨杯中的空隙，用特制的環氧混合料填充，環氧固化后，即和錨杯中的鋼絲結合成一個整體。環氧混凝合料中必須加入銹鋼丸，鑄鋼丸在混合料中形成承受荷載的構架，使鋼絲獲得錨固。由于環氧混合料的固化溫度不超過180℃，相對于450℃高溫下澆注的熱鑄錨而言，就被稱為冷鑄錨，由于鋼絲的末端均被墩粗，所以稱這種錨具為冷鑄墩頭錨或冷鑄錨。

　　配裝冷鑄錨的拉索具有優異的抗疲勞性能，其耐疲勞應力幅達到200～250MPa，完全能滿足斜拉橋的要求。本世紀最大跨度的斜拉橋——主跨890m的多多羅大橋就是用394絲φ7的平行鋼絲索。

　　本文結合南京長江第二大橋南汊橋斜拉橋制作和防護的監理工作，詳細闡述了平行鋼絲索工廠制作、現場修補和永久防護的質量控制的方法。通過對斜拉索的技術特點和施工方法的分析，提出在斜拉索制作、修補及防護過程中容易出現的質量問題和質量控制的要點。

　　二、工程概況

　　南京長江第二大橋南汊橋橫跨南京市和八卦洲島之間的長江江面，是一座雙索面五孔連續鋼箱梁斜拉橋，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。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 的高強度平行鋼絲索，最大拉索鋼絲根數為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，主梁上標準索距為 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的高強度低松弛鍍鋅鋼絲，鋼索斷面呈正六角形緊密排列，經左旋輕度扭絞而成，兩端配以冷鑄錨，一端為固定端錨具，另一端為張拉端錨具，塔端為張拉端，梁端為固定端。全橋斜拉索共有五種類型，與斜拉素類型對應，冷鑄錨有五種規格，分別為：LM7-139、LM7-163、LM7-199、LM7-241、LM7-265，全橋共用冷鑄錨具320套。斜拉索的防腐設計為內層黑色PE、外層白色PE，在斜拉索制作過程中一次熱擠成形，黑色PE采用德國進口材料，彩色PE為進口原料，國內混料加工造粒。接拉索規格不同，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，在塔上設置減振橡膠塊，在梁上設置減振阻尼器。

　　南京長江第二大橋建設指揮部委托鐵道部科學研究院工程監理部為南京長江第二大橋斜拉索制作和防護工程的監理單位。

　　三、原材料的質量控制

　　1.高強鍍鋅鋼絲

　　制造斜拉索的鋼絲的尺寸、外形、重量、力學性能以及化學成分的要求應符合《橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲》（GB/T17101-1997）的規定，在交貨的成品鋼絲中，不得有任何形式的接頭。南京長江第二大橋南汊橋成品鋼絲技術指標。

　　在高強度鍍鋅鋼絲生產過程中，監理工程師對盤條的力學性能和化學成分試驗、鋼絲生產過程及制造廠家成品鋼絲各種性能指標的自檢進行旁站。同時，在生產現場按20％的頻數對鋼絲的全部性能指標隨機進行監理平行檢驗，全橋共用鋼絲2060.72t、2097盤，監理工程師對497盤鋼絲進行了檢驗，有36盤被判為不合格產品。

　　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按《鍛軋鋼捧超聲波檢驗方法》（GB/Tl4162-91）B級探傷。規格相同的錨具部件，應具有互換性。

　　錨杯和螺母的制作工藝是按下列程序進行的：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→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——上海動力設備有限公司鍛造分廠進行的，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

[1][2][3]下一頁