平行钢丝与钢绞线拉索体系比较研究
平行钢绞线和平行钢丝斜拉索对比分析
亜杨吉机等:平行钢绞线和平行钢丝斜拉索对比分析设平行钢绞线和平行钢丝斜拉索对比分析杨吉新，喻桥，石旷，鲁晓威(武汉理工大学，湖北武汉430063)摘要:斜拉索种类的选择是斜拉桥设计时必须要考虑的重要因素，目前斜拉桥使用的斜拉索主要是平行钢丝斜拉索和平行钢绞线斜拉索,而这两种斜拉索又各有特点,在很多方面还是存在较大的差别。
为此,本文通过从拉索材料、制造工艺、张拉方法、张拉力的确定、力学性能、索力测量控制等方面对比分析两种拉索的优缺点，并结合桥梁设计理论分析两种拉索的适用性，为斜拉桥设计时斜拉索种类的选择提供一定的理论参考。
关键词:斜拉桥;斜拉索;张拉力;力学性能;索力测量中图分类号:U44&27文献标识码：A文章编号：1673-5781(2019)01-0038-030引言斜拉索作为斜拉桥的重要组成部分，其制造工艺、使用材料、结构形式随着斜拉桥形式和跨径的发展而不断变化，但是总的来说主要有两大类型,分别是钢丝斜拉索和钢绞线斜拉索。
在20世纪50年代到80年代,高强度的钢丝是大跨度斜拉桥斜拉索的主要选择，为了减小成索直径，一般将钢丝紧密平行排列，所以称之为平行钢丝斜拉索。
而从20世纪80年代开始，大跨度斜拉桥开始采用钢绞线斜拉索。
最初的钢绞线斜拉索孔隙率较大。
直到20世纪90年代，为了降低钢绞线的孔隙率，紧密型钢绞线斜拉索被提出，并在法国诺曼底大桥中成功应用⑴，从此钢绞线斜拉索开始不断发展。
作为目前斜拉桥主要采用的拉索类型，两者各有优缺点，为 T更好地选择拉索类型,需要全面对比分析两者的区别。
1基本概况对比1.1使用材料平行钢丝拉索直接由镀锌高强钢丝制成;同样平行钢绞线拉索所用的材料也是高强钢丝,不同的是它是先由多根高强钢丝(一般为5根或者7根)拧成一股成为钢绞线，再由钢绞线制成斜拉索，使用的钢绞线可以是光面钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线和超耐久性钢绞线。
从使用材料来看,两者并无本质区别，只是钢绞线通过对高强钢丝进行了预处理，而这一处理会使得钢绞线的弹性模量略低于单根高强钢丝，同时涂层和绞拧处理会使得拉索结构应力松弛损失相对增大⑵。
桥梁的连接与约束
桥梁的连接与约束摘要:连接与约束是桥梁构件之间传力与约束的主要装置，是桥梁中至关重要的构造。
在桥梁建设中，连接和约束的部位一般较为薄弱，这给现代桥梁工程的发展带来了许多问题。
通过对桥梁连接与约束技术的改进，可以大大增强桥梁本身的结构性能，使桥梁结构体系更加安全。
本文介绍了连接与约束的概念，连接和约束的常见病害，以及部分连接与约束的改进。
关键词：连接与约束；桥梁病害；桥梁设计一、引言桥梁各构件之间通过相互连接与合理的约束，才可以形成完整的桥梁结构体系。
在桥梁结构体系中，不同的连接与约束会形成不同的结构受力形态。
即使在相同的桥梁类型中，不同的连接与约束所导致的结构受力形态也有很大差异，这将影响桥梁结构的耐久性，适用性以及受力合理性等。
通过对桥梁连接与约束技术的改进，可以使桥梁结构体系受力更合理、更安全，并且能够降低养护费用，对未来桥梁建设的发展具有重要的意义。
二、对连接与约束的认识（一）连接是指桥梁结构体系中内部构件之间的相互约束关系，保证了构件之间力的传递，使构件共同受力，协同变形[1]。
连接是一种传力结构，它可以减少桥梁结构系统内部的自由度，包括相同构件之间的连接和不同构件之间的连接。
桥梁中的构件连接主要包括牛腿、拱梁连接、斜拉桥的拉索锚固、悬索桥锚碇、吊杆连接等。
（二）约束是一种限制 (或阻碍) 构件或结构在全部和部分方向上自由运动的装置[1]。
外部约束是降低桥梁结构体系外部自由度的装置，在桥梁中最基本的表现形式是支座。
约束主要包括柔性索约束、光滑面约束、固定约束等。
三、常见的连接与约束桥梁的伸缩缝是桥面系的重要结构，对桥梁结构的耐久性和行驶舒适性具有重要的影响。
在温度变化或混凝土收缩与徐变的作用下，梁体将出现纵向位移和梁端转动。
当梁体结构较大或较长时，必须设置伸缩缝，使车辆顺利通过桥面并满足桥面的伸长与缩短，起到协调变形的作用，消除梁体的二次内力，防止结构损坏。
斜拉桥的拉索锚固分为主塔端锚固和主梁端锚固，一般张拉端设置在主塔端，近些年在主塔上出现了采用钢锚梁形式进行拉索锚固，并在索塔上塔柱拉索锚固区设置有环形预应力钢绞线，钢锚梁主要承受斜拉索的平衡水平力，竖向力及部分不平衡水平分力通过梁端底座传递到预埋钢板，由塔壁承受。
钢绞线双拉索体系的设计及应用
位 置 的应力 分 布 。桥梁 锚 固 区受 力 得 到 优 化 后 ， 桥 梁结 构 的安全 性也 得 到提 高 。
体
图ｌ 钢绞线拉索锚具构造示意
表 １ 钢绞线拉 索锚具 与钢丝拉索锚具尺寸 比较 ＼
拉索类
内容 公称破断 锚具外径 钢绞线拉索锚具 ＼ 拉索规格 外径与钢丝拉索
ＡＢ １ Ｒ ． Ｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ￣ｎ Ｗ ｍａ ｌ ｉｍｅ ｒ ｓ ａ ｄ ｃ ｂ ｔ ｗ ｇ ｎ ｎ ｈ ｒｇ ｎ ｔｅ ｓ ｍｅ ａ ｈ ｒ ｅ Ｓ １ ＡＣＩ： ｈ ｙ ｔ ｕ ｉ ｔ Ｏ ｓ ｌ ｒ ｄａ ｔ ｔ ｎ ａ ｌ ｗｉ ｓ ａ ｉ ａ ｃ ｏ ａ ｅ ｉ ｈ ａ ｎ ｏ ａ ｅ ｇ ｅ ｅ ｒ ｅ ｈ ｇ ｃ ｇ
减小单 根拉 索 迎 接 风 雨 的 面积 ， 而 减小 风 雨 激 从 振 。必要 时双拉索体 系更便 于安装体外减 振装置 。
钢绞线双拉索 ２ ｃ １—７ １００ ×（． ５２ ） ４４ ２×１７ ４０ Ｊ ８ ５９ ｌ 钢丝拉索 Ｐ Ｓ １ Ｅ ７２ １ １５１ ３ ５ ８９６ ３６ ２ ２１ 钢绞线双拉索 ２ Ｇ １— ） ９４ ２×２５ ９８ ×（ Ｊ５３ １２０ ７ ２ ７４ １ 钢丝拉索 Ｐ Ｓ ０ Ｅ ７３ １ １３５ ３ ０ １３５ ９４ ８ １３４
同一个锚固区设置有两根拉索共同承载的桥梁拉
索体系， 形成双保 险的双拉索体系结 构。但一般
１２ 预埋管设计 ．一Fra bibliotek】 ０５ —
特
种
结
构
２１年第 ６ ０１ 期
应用拉索作为桥梁 承重构件 的桥梁设计 中，
往往 要 预 留安 装拉 索 时锚 具通 过 的预 留通 道 ， 通
现代斜拉索
现代斜拉索
唐明翰;李义
【期刊名称】《桥梁建设》
【年(卷),期】1997(000)004
【摘要】分析了我国斜拉桥工程中，目前广泛采用的工厂化生产生产平行钢丝索的不足之处，介绍了新一代斜拉索－－－ＯＶＭ２００型拉索（平行钢绞线拉索）体系的优越性，及其技术性能、结构组成、防护、拉索外表色彩、施工设备、施工工艺等。
【总页数】4页(P29-32)
【作者】唐明翰;李义
【作者单位】铁道部第三工程局广东建设江程有限公司;上海东方预应力有限公司【正文语种】中文
【中图分类】U448.273.3
【相关文献】
1.斜拉索在双塔双索面钢——混凝土混合梁斜拉桥中的安装技术探讨——以江顺大桥斜拉索安装为例 [J], 张奥
2.矮塔斜拉桥斜拉索无索区长度研究 [J], 吴清伟
3.浅析钻石型双塔双索面斜拉桥斜拉索安装工艺 [J], 周小普
4.斜拉桥钢绞线斜拉索成索施工技术 [J], 段云杰
5.中央双索面预应力混凝土
矮塔斜拉桥斜拉索施工技术 [J], 王云
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索结构(1)-材料
半平行钢丝拉索（Parallel Wire Strand）
这种缆索的运输和施工比平行钢丝束方便，目前已 基本替代平行钢丝束。
14
¾ 结构用缆索的选用
The conditions that rope should satisfy
高截面含钢率； 低延伸率； 扭转稳定性: 拉索在受弯、受扭状态下，各 钢丝间表现出的整体工作性能。 耐腐蚀性和耐磨损性；
4
高强钢丝的力学性能
公称 公称抗 直径 拉强度 (mm) ( MPa ) 屈服强度 ( MPa ) I级 松弛 ≥1250 ≥1330 ≥1250 ≥1330 II级 松弛 ≥1330 ≥1410 ≥1330 ≥1410 ≥4 弯曲次数 伸长率, % L0=250mm 弯曲半 次数 径 /180° ( mm ) ≥4 15 松弛率 1000h应力 损失 I级 II级 松弛 松弛 ≤8 % ≤8 % ≤2.5 % ≤2.5 %
O K1 K A B C1 C D1 冷拉无时效 冷拉经时效 D 未冷拉
O
O
3
¾ 高强钢丝的力学性能
Mechanical properties of HTSW
高强钢丝的抗拉强度一般为1370~1860Mp，伸长 率为5%～6%，直径规格为3~9mm。 钢丝越细，制造工艺越高，缺陷率越低，抗拉强 度越高，同时，绞合成的钢索也越柔软，施工更 方便，在钢索弯曲部位的受力也更为均匀。 结构用缆索一般对柔软性的要求不高，但要求耐 腐蚀性要好，故宜选用较粗直径钢丝制造。
11
¾ 平行钢丝束
Parallel Wire Bundle
是由若干相互平行的钢丝压制集束或外包防腐护套制 成，断面呈圆形或正六角形; 常用制索钢丝直径有5mm和7mm两种，采用光面钢丝 或镀锌钢丝；钢丝呈蜂窝状排列，根数有7根、19 根、37根、61根等。
钢塔用高强度拉索的组成
钢塔用高强度拉索的组成
陈国虞
【期刊名称】《钢结构》
【年(卷),期】1991(000)002
【摘要】本文全面地阐述了钢塔用高强度拉索系统7个部分组成的作用和特点,介绍了国产标准件的性能及其接近国际水平的相配套技术,可供建设、设计和施工部门提高钢塔安全水平作依据。
最后,本文推荐用此技术,可推广作跨江大桥的小吊索用。
【总页数】4页(P61-64)
【作者】陈国虞
【作者单位】交通部上海船舶运输科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TU391
【相关文献】
1.超高强度钢绞线拉索在旧桥换索中的设计应用 [J], 朱元;李翔;韦耀淋;吴勇翔
2.大规格高强度钢绞线拉索及吊杆用Galfan合金镀层钢丝的生产 [J], 王志永;刘毅
3.高应力幅高强度高耐腐蚀超大规格平行钢丝拉索制造技术 [J], 张海良;何旭初;顾庆华;黄冬芳;游胜意
4.编花索面弧形钢塔斜拉索定位与安装施工技术 [J], 杨喜红
5.益气化瘀解毒方联合索拉非尼对人肝癌索拉非尼耐药细胞移植瘤及缺氧诱导因子1α与血管拟态表达的影响 [J], 王亚琪; 曾普华; 郜文辉
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沪通铁路长江大桥主跨1092m公铁两用斜拉桥方案技术可行性论证_白慧明
2
铁道建筑
June，2011
达南通捕鱼港口（如图 1 所示）。
图 1 越江桥位示意
2. 2 论证结果 从 河 势 、水 文 、地 质 和 地 震 、通 航 、防 洪 、岸 线 规
划 、工 程 规 模 、通 道 布 局 等 多 方 面 对 比 分 析 ，设 计 推 荐 方 案 各 项 指 标 相 对 较 优 ，且 符 合 有 关 规 划 ，同 时 能 有 效 控 制 两 岸 用 地 ，拆 迁 量 少 ，可 作 为 推 荐 跨 江 通 道 方案。
2 桥位选择
1 工程概况
沪通铁路是我国铁路网沿海通道中的重要组成部 分 ，是 鲁 东 、苏 北 与 上 海 、苏 南 、浙 东 地 区 间 最 便 捷 的 铁 路运输通道，也是长 三 角 地 区 快 速 轨 道 交 通 网 的 重 要 组成部分。北起江苏 省 南 通 市 南 通 西 站，向 南 跨 越 长 江经过张家港、常熟，至 太 仓 分 叉 后，分 别 接 入 京 沪 铁 路安亭站和上海浦东铁路四团站，全长 258 km。
4 论证阶段建议
本桥 跨 度 大、荷 载 大、结 构 复 杂，现 行 规 范 不 能 完 全涵盖，设计和施工 存 在 很 大 的 技 术 难 度，因 此，应 对 主 桥 结 构 体 系 、主 梁 、主 塔 等 进 一 步 深 入 研 究 和 优 化 ：
1）对主桥结构体系的不同方案进行比较和优化； 2）对平行钢丝束索和钢绞线索两种斜拉索体系 方案进行深入研究和比较； 3）对主梁具体方案进行深入研究和细化； 4） 对主塔采用钢 塔，钢—混 凝 土 组 合 塔 以 及 更 高 强度等级混凝土材料进行研究和比较。
收稿日期：2011-01 -06；修回日期：2011 -02 -15 作者简介：白慧明（1970 — ） ，男，吉林省白城市人，高级工程师，硕士。
新型钢绞线拉索几何抗弯刚度试验研究
第23卷第4期2020年8月Vol.23,No.4Aug.•2020建筑材料学报JOURNAL OF BUILDING MATERIALS文章编号:1007-9629(2020)04-0927-07新型钢绞线拉索几何抗弯刚度试验研究孙国军12,袁军】，吴金志12(1.北京工业大学建筑工程学院，北京100022；2.北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室，北京100124)摘要：采用频率法对36根高帆索和不锈钢索进行了几何抗弯刚度试验，测得在3种预应力工况下3种直径高帆索和不锈钢索的各阶自振固有频率，然后提出基于Bernoulii-Euler理论的几何抗弯刚度迭代求解方法，识别计算出2种拉索的几何抗弯刚度.结果表明：随着拉索直径的增大，拉索几何抗弯刚度与全截面抗弯刚度的比值a逐渐降低，并拟合得到了a与拉索直径的函数关系.关键词：高帆索；不锈钢索；几何抗弯刚度；频率法中图分类号:TU394文献标志码:A doi：10.3969/j.issn.1007-9629.2020.04.027 Experimental Study on Geometric Bending Stiffness of New Steel Strand CableSUNGuojun1'2,YUAN Jun1,WU Jinz(1.College of Architecture and Civil Engineering,Beijing University of Technology,Beijing100124,China;2.Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education,Beijing University ofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:The experiments on the geometric bending stiffness of36galfan cables and stainless steel cables were carried out by frequency method.The natural vibration frequencies of three different diameters galfan cables and stainless steel cables under the three di f erent prestress levels were measured.Thenbasedon Bernou l i-Eulertheory,aniterativesolutionmethodofgeometricbendingsti f nesswasproposed.Thege-ometricbendingsti f nessofthreedi f erentdiametersgalfancablesandstainlesssteelcableswereidentified andcalculated.Theresultsshowthattheratioofthegeometricbendingsti f nesstothetotalsectionben-dingsti f nessdecreaseasthediameterofthecableincreases.Thefunctionrelationshipbetweentheratio anddiameterisobtained.Key words:galfan cable;stainless steel cable;geometric bending stiffness;frequency method近年来，索结构作为预应力空间结构的主要结构类型，在建筑结构中得到了日益广泛的应用.随着索结构的类型越来越丰富，以及人们对建筑美观和索构件防火要求的不断提高，许多新型钢拉索不断涌现.现有的钢丝类拉索根据材料可以分为钢丝绳、钢绞线和钢丝束.钢丝绳由绳芯、绳股和钢丝组成;钢绞线分为高飢钢拉索、不锈钢钢拉索和PE钢绞线等；按照JGJ257-2012-索结构技术规程》，钢丝束分为平行钢丝束和半平行钢丝束•其中高飢索和索2线类的索预应间构和幕墙中应用尤多.由于高飢索和不锈钢索中钢丝存在绕捻特性,其几何抗弯刚度与普通钢构件存在较大差异.钢拉索抗弯刚度的主要决定参数是钢拉索的弹性模量和索体的截面惯性矩.钢拉索的弹性模量并不是一个确定值，而是一个非线性、与应力和时间有关的量,收稿日期:2019-02-20；修订日期：2019-04-15基金项目：国家-然科学基金资助项目(51878013)；国家-然科学基金青年基金资助项目(51408016)第一作者：孙国军(1984—)，男，辽宁鞍山人，北京工业大学讲师，硕士生导师，博士.E-mail：sunguojun@ 通讯作者：吴金志(1969—)，男，山东诸城人，北京工业大学副教授，硕士生导师，博士.E-mail：kongjian@928建筑材料学报第23卷因而在实际工程中只能将该值确定在一个合理的范围内一方面，在现场直接测量钢拉索的弹性模量比较困难;另一方面，钢拉索的截面惯性矩也并非一个稳定不变的数值,该数值与钢拉索的内部构造、钢丝之间绞捻形式、钢丝之间摩擦力大小等各种实际情况有关，其实际值介于各根钢丝惯性矩之和与按照钢拉索整体截面换算得到的惯性矩之间.但是在理论上，钢拉索制作完成后其抗弯刚度即为一固定不变的确定值Shimada'〕通过对钢拉索振动的高阶频率进行识别，提出钢拉索的抗弯刚度一般取0.5EI0左右；Roeck等4通过一系列的研究，最终认为钢拉索的实际抗弯刚度应取截面最大抗弯刚度的2/3；郑罡等5利用有限元模型，将频率测量值与计算值间的误差进行了处理，从而进行钢拉索抗弯刚度的识别;李宗凯6通过研究钢绞线自重作用下的挠度对钢拉索的抗弯刚度进行计算，并将其等效为面积相等的圆钢棒来估算索体的惯性矩，以此获得钢拉索的折算抗弯刚度；严琨等7通过对9根钢拉索进行静动力测试，发现悬索主缆的抗弯刚度接近按整体截面计算的抗弯刚度；李学有8采用最小二乘法对斜拉索的多阶实测频率进行分析，获得了斜拉索的抗弯刚度；苏成等⑷利用钢拉索的多阶频率，借助有限元法以及样条拟合技术来进行拉索抗弯刚度的识别，从而得到钢拉索的实际抗弯刚度；姚文斌等'10(利用三点弯曲原理，借助钢拉索拉力传感器测得钢拉索的索力，从而获得了钢拉索的抗弯刚度随索力变化的计算公式；武晓凤2通过对钢拉索进行有限元精细化分析以及试验研究，指出钢拉索的实际抗弯刚度介于最大抗弯刚度和最小抗弯刚度之间，该实际刚度通过与索截的棒的抗弯刚度折减来表示，即钢拉索实际抗弯刚度为kE睛，其中k为折减系数，同时给出了不同条件下k的取.现有的钢拉索抗弯刚度研究大多是基于钢丝束进的.高索、索与丝的构构造、捻角不同，因此它们的基本力学性能也不相同，已有的抗弯刚度计算公式对高飢索和不锈钢索已经不再适用.本文基于新型的高飢索和不锈钢索进行几何抗弯刚度试验，旨在提出适用于高飢索和不锈钢索的拉索抗弯刚度表达式，对高飢索和不锈钢索的实际工程应用起到一定的指导作用.1抗弯刚度识别方法考虑拉索几何抗弯刚度，基于Bernoulii-Euler 理论的梁理论，将索简化成承受轴力作用的梁模型，其振动微分方程为：m曲；，)—T+EI，)Y41)式中:m为索的线密度，kg/m(Y，)为索在P时刻y位置处的横向位移，-;T为索力，N;EI为索的抗弯刚度,N-m2根据文献［11(运用变量分离法求解式(1),最终得到一般边界条件下索的固有频率方程为：M tanh(0/)cos(.)+N sin(.)+…+P cos(.)+Q tanh(0/)+R sech(0/)=0(2)式中：M、N、P、Q、R均为与拉索边界条件相关的系数；为拉索几何抗弯刚度与全截面抗弯刚度的比值;/为拉索长度，-.本文将索力作为已知量，拉索的抗弯刚度EI 作为未知量求解，具体识别步骤如下：边界件为，索索的识别式为：H=4ml2(^)：-".严(3)当边界条件为固接时，拉索索力识别公式为：H f= 3.84m.匕)：—2-81n(EI(4)由式(3),(4)可以看出，不同边界条件下索力计算公式可以假设为相同的形式：H=am.()—%(e I⑸换得：\aml2(D^)—H式中：H」为较接时的拉索索力，N；D”为拉索的第n 阶自振频率，Hz;n为自振频率阶数H为固接时的拉索索力，N;H为拉索索力，N;a,E为计算参数.在实际工程中，钢拉索的边界条件通常是介于较接和固接之间的一种状态，因此假定索的边界为弹性嵌固'切.文献［13］将式(3).(4)计算得到的索力取平均值作为估计值，带入较接和固接时的索力识别公式中，得到此索力下较接和固接时索的频率，再通过差值求得钢拉索索力.若两者的误差小于1%，则认为此时得到的钢拉索索力即为识别出的实际索力［14］.由于边界条件介于较接和固接之间，首先采用两者的刚度识别式的作为识别拉索几何抗弯刚度EI的系数.由于本试验所用拉索长度较小，忽略垂度的影响，选择一阶频率来进第4期孙国军，等：新型钢绞线拉索几何抗弯刚度试验研究929行拉索几何抗弯刚度EI计算分析：中—(3.92ml2f12-H$2#、+I@ 1.905〃2(2#、将1阶频率f1及其余参数代入式(7),得到几刚度估EI°，再将EI。
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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
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 。
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 。
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 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
９ ３
要 从事桥 梁工程 管理 工作 。
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 。
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
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
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 。
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
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
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
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
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
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 。
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
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
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
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
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