南京長江第二大橋斜拉索制作及檢測

xx第二大橋斜斜拉索制作作及檢測

一、概況

xx第第二大橋位位于xx在xx河段的的八卦洲汊汊道處。其其中xx主航道道橋為雙塔塔雙索面鋼鋼箱梁斜拉拉索橋，主主跨6288m，每一一索面由20對斜拉索索組成，全全橋共80對，主塔塔處拉索從從左至右的的編號為A20～A1和J1～J20。最大索索長333..494mm，最小索索長99.2219m。全全橋斜拉索索有五種規(guī)規(guī)格，分別別為SNS／S-7X1339，163，199，241，265，一端為為張拉端，另另一端為固固定端。全全橋共用鋼鋼絲約22444t。

二、斜拉索主要要技本要求求

1.主要原材材料

（l）原材料料

a.高強度鋼鋼絲

鋼絲強強度等級為為16700MPa，低松馳馳，鍍鋅后后鋼絲直徑徑為7mmm。具體技技術(shù)要求見見表1。

b．錨具

每套冷鑄鑄錨具由錨錨杯、螺母母、錨板、連連接筒、擋擋圈、0型圈、透透蓋等幾部部分組成。錨錨杯及螺母母所用鍛件件材質(zhì)應(yīng)符符合YB/TT036..7-922中35CCrMo牌號的有有關(guān)規(guī)定。其其他各部件件的材料符符合相應(yīng)國國家或部頒頒標準。鍛鍛件須進行行超聲波探探傷檢驗，評評定質(zhì)量按按GB//T41662-911中A級要求執(zhí)執(zhí)行；表面面進行磁粉粉探傷，其其應(yīng)符合JB39965中201條與202條中Ⅱ級的要求求。同一規(guī)規(guī)格錨具的的相同部件件應(yīng)具有互互換性。錨錨具表面鍍鍍鋅處理，鍍鍍鋅厚度為為10～40μm進行鍍鋅鋅處理，鍍鍍鋅后須脫脫氫處理。

c.高密度聚乙烯

xx二橋斜拉索為雙護層型，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯，外層為白色高密度聚乙烯。具體技術(shù)要求見表2、表3。

2.成品拉索主要技技術(shù)要求

斜斜拉索應(yīng)符符合《斜拉拉索熱擠聚聚乙烯拉索索技術(shù)條件件》（JT／T6-994）及以下下要求：

（l）成品索索的抗拉彈彈性模量應(yīng)應(yīng)不小于1.9**105MMPa；

（2）斜拉索索的長度誤誤差應(yīng)符合合：ΔL＜0.00002L；；

（3）斜拉索索成品表面面不應(yīng)有深深lmm的刻痕，不不應(yīng)有面積積大于3000mm22的損傷；；

（4）應(yīng)對每每根斜拉索索進行預(yù)拉拉以消除其其非彈性延延伸值和斜斜拉索受力力后延伸不不一致的影影響。預(yù)拉拉時所施預(yù)預(yù)拉力取設(shè)設(shè)計恒載索索力的1.3～1.5倍，施力力持續(xù)時間間10～15mmin。在預(yù)拉拉斜拉索時時應(yīng)測定其其在設(shè)計恒恒載時的彈彈性延伸值值并與計算算值進行校校核；

（5）每根斜斜拉索還需需進行長度度復(fù)測。可可在預(yù)拉卸卸載至20％時，測測量索長，再再換算為設(shè)設(shè)計條件下下的索長。長長度誤差應(yīng)應(yīng)符合要求求；

（6）批量生生產(chǎn)前應(yīng)取取3根試件進進行靜載破破斷試驗，試試件長度（不不包括錨固固長度）不不短于3mm，規(guī)格為SNSS/S-7X139，199，265各一根。破破斷荷載應(yīng)應(yīng)不小于組組成斜拉索索的鋼絲標標稱破斷荷荷載的95％，其靜靜載破斷延延伸率應(yīng)不不小于2％。

三、正式生產(chǎn)前前的準備

（1）在前些些年，我公公司與同濟濟大學(xué)就著著手開發(fā)斜斜拉索風(fēng)振振雨振大科科研項目，取取得了一定定的科研成成果。此次次，我公司司又委托同同濟大學(xué)就就xx二橋斜斜拉索做了了風(fēng)（雨）振振動分析及及控制方案案，即采用用液壓阻尼尼器來減少少斜拉索的的振幅以達達到減少和和阻止斜拉拉索大幅度度振動的目目的，現(xiàn)已已被xx二橋指指揮部及設(shè)設(shè)計所采納納。

（2）根據(jù)設(shè)設(shè)計對斜拉拉索外層PE的新要求求，對原拉拉索的外徑徑進行了調(diào)調(diào)整（表4）。

3.原設(shè)計斜拉索梁梁端錢具為為叉耳銷軸軸式，后改改為錨杯螺螺母式。同同時，由于于拉索外徑徑的調(diào)整，及及設(shè)計未考考慮連接筒筒外徑須精精加工，冷冷鑄錨具連連接筒外徑徑也作相應(yīng)應(yīng)調(diào)整（表表5）。

4.工藝上的準備

（1）由于拉拉索外徑為為非常規(guī)尺尺寸，原有有的擠塑模模心模套已已不適用。為為此，我們們根據(jù)拉索索的外徑。每每層PE的厚度，重重新設(shè)計模模心模套，力力求選取最最合適的PE拉伸比。

（2）xx二橋最最長的斜拉拉索為335..743mm，超出了了我公司常常規(guī)的拉索索張拉長度度，故在超超張拉工序序上須改變變方式。我我們在張拉拉生產(chǎn)線的的北端撤除除了一根工工具索，將將成品拉索索直接與張張拉橫梁相相連，改進進張拉傳感感器的固連連方式。

四、斜拉索的制制作

1.錨具的加加工制作

（1）錨具的加加工工藝流流程

（2）錨杯鍛鍛件的熱處處理工藝曲曲線圖（圖圖1）

（3）螺母鍛件的熱熱處理工藝藝曲線圖（圖2）

2.斜拉索的制作

（1）斜拉索工藝流程圖（圖3）

（2）根據(jù)索長及工況進行配長下料。將下料后的鋼絲置于儲線架上，由牽引機牽引，經(jīng)

絞線機同向左捻3°士0．5°。扭絞角可按最外層鋼絲的扭絞節(jié)距測定，按下式計算：

α=arctan[π(d-φ)/l]

式中α--鋼絲束扭絞角（°）；

φ--單根鋼絲直徑（mm）；

d--鋼絲束最大外接圓直徑（mm）；

l－－最外層鋼絲扭絞節(jié)距（mm）。

（3）用高強度復(fù)合帶繞包經(jīng)扭絞后的鋼絲束，繞包單層重疊寬度應(yīng)不小于帶寬的1/3。繞包層數(shù)視規(guī)格而定。

（4）將繞包后的鋼絲束通過牽引進入擠塑機雙機頭，裹以熱擠高密度聚乙烯。在擠塑前調(diào)整編心，使護層厚度偏差控制在（+1.0，-0.5）mm。為達到較理想的護層PE性能，在擠塑后使索體通過-段熱水槽后再進人冷卻水槽。

（5）制錨。將鋼絲穿入錨板就位，在鋼絲端都進行液壓冷域，鋼絲域頭后將撤頭壓齊，住人冷鑄料，固化。其錨固機理為：在鋼絲端部設(shè)置一塊錨板，使鋼絲端部墩粗，錨杯內(nèi)灌注特制的環(huán)氧混合料，即冷鑄料，在環(huán)氧混合料中有一定配比的鑄鋼丸，拉索受拉時，鑄鋼丸在混合料中形成承受荷載的構(gòu)架，使錨板絲板產(chǎn)生一定位移，形成楔形原理，鑄鋼丸受到錨杯內(nèi)壁的擠壓，對錨杯中鋼絲形成嚙合，使鋼絲獲得錨固。我們通過大量的試驗和計算，表明環(huán)氧混合料的承受壓力在100MPa左右就能達到錨固的要求。

（6）密封處理。密封料+密封圈+熱收縮套管。

（7）為確保錨具質(zhì)量，達到真正的錨固效果，在制錨完成后，對每根拉索進行超張拉試驗。在超張拉前后用深度游標卡尺測錨板三點標記的深度，前后差的平均值作為該錨具錨板的回縮直；回縮值應(yīng)不大于5mm。

（8）在超張拉卸載至僅剩20％時，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)計條件下的索長，長度偏差應(yīng)ΔL應(yīng)符合以下規(guī)定：

索長L≤100m，ΔL≤20mm；

索長L＞100m，ΔL≤0.0002L。

（9）索體包裝。尼龍紙+白布+防水彩條編織布。拉索以成盤形式包裝，拉索兩端錨具用塑料袋包裝后，再用防水彩條編織布包裹。每根拉索均掛有合格證，上面注明：制造廠家工程名稱、生產(chǎn)日期、編號、規(guī)格、長度和重量，合格證標牌應(yīng)牢固地系于包裝層的兩端錨具處。

五、斜拉索的檢檢測

1.原材料的的檢測

（1）鋼絲的的進貨檢驗驗

高強度鍍鍍鋅鋼絲是是斜拉索最最主要的原原材料之一一，其質(zhì)量量相當(dāng)關(guān)鍵鍵。為此，在在鋼絲供貨貨廠家檢驗驗的基礎(chǔ)上上，我公司司在每批次次中抽取5％進行進進貨檢驗來來保證質(zhì)量量，檢驗項項目有：鋼鋼絲直徑、抗抗拉強度、屈屈服強度、延延伸率、彈彈性模量、反反復(fù)彎曲、鋅鋅層重量、硫硫酸銅試驗驗、鋅層附附著性等。經(jīng)經(jīng)過幾個批批次的檢驗驗，結(jié)果表表明，用于于xx二橋大大鋼絲完全全滿足設(shè)計計要求，主主要技術(shù)指指標的統(tǒng)計計結(jié)果如下下：

（2）錨具的檢驗

錨錨具的檢驗驗主要包括括外形尺寸寸、化學(xué)成成分、機械械性能、探探傷、表面面質(zhì)量的檢檢驗。外形形尺寸主要要是錨具的的螺紋檢驗驗，因錨具具的傳力部部位是梯形形螺紋部分分，故對其其要求也特特別高。外外螺紋的公公差帶為7e，內(nèi)螺紋紋的公差帶帶為7H，其既要要保證強度度，又要保保證裝配容容易。為保保證螺紋的的精度要求求，我們對對每種規(guī)格格的螺紋配配以止通規(guī)規(guī)，每副止止通規(guī)我們們請上海緊緊固件研究究所進行檢檢測標定。

對錨具而言強度要求是一關(guān)鍵指標，在計算強度保證的前提下，化學(xué)成分及機械性能指標控制尤為關(guān)鍵。因此，我們對錨杯、螺母鍛件按批次進行小樣的機械性能測試及化學(xué)成分檢驗，確保錨杯、螺母的材質(zhì)達到設(shè)計要求的機械性能指標。同時，為改善材質(zhì)的機械性能，在粗加工后須進行對錨杯和螺母進行調(diào)質(zhì)熱處理，而熱處理結(jié)果的最終控制手段是通過工件表面的硬度測試，錨杯調(diào)質(zhì)硬度嚴格控制在HB230－270范圍內(nèi)，螺母調(diào)質(zhì)硬度嚴格控制在HB210-250范圍內(nèi)，xx二橋錨具硬度測試的結(jié)果完全符合設(shè)計要求。硬度測試的具體方法為：每一工件測試三點，測試部位見圖4所示。

對錨具的磁粉探探傷和超聲聲波探傷我我們請上海海材料研究究所進行100％檢測，先先在錨具初初加工調(diào)質(zhì)質(zhì)熱處理后后進行超聲聲波探傷，再再在精加工工后對錨具具表面進行行磁粉探傷傷，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)不合格馬馬上給予剔剔除，對合合格品上海海材料研究究所出具檢檢測報告，保保證用于xxx二橋的的錨具100％合格。xxx二橋的的錨具表面面為電鍍鋅鋅處理，為為消除氫脆脆現(xiàn)象，我我們對每套套錨具進行行脫氫處理理，并通過過應(yīng)力環(huán)試試驗檢測其其氫脆性。

2.拉索的檢側(cè)

由于拉索的特殊性，一旦發(fā)現(xiàn)不合格項，整根拉索報廢。為此，每一道工序的初檢復(fù)檢須相當(dāng)認真仔細。xx二橋成品拉索的檢測項如表6所示。

另外，為防范鋼鋼絲、拉索索護層在運運輸、施工工過程受損損，在生產(chǎn)產(chǎn)過程中，改改進鋼絲的的吊裝方式式，廢除原原有的鐵勾勾，改為軟軟吊裝；在在拉索正式式出廠前，我我們對每根根拉索撤除除原有的外外包裝，進進行表面護護層的最終終檢測，合合格后重新新包裝。另另外，在鋼鋼盤的硬接接融部位，襯襯以較質(zhì)物物，防止由由于碰撞使使PE護層受損損。

六、斜拉索的試試驗

為保證拉拉索制作質(zhì)質(zhì)量及驗證證制索工藝藝的可行性性，在正式式生產(chǎn)或生生產(chǎn)過程前前須對3根試件進進行治載砍砍斷試驗，每每根試件凈凈長為39900mmm。試