平行钢绞线斜拉索索力测试方法评价
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。
斜拉桥拉索系统检测评估与养护建议
斜拉桥拉索系统检测评估与养护建议发表时间：2017-11-29T16:01:09.523Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第18期作者：范庆杰[导读] 本文以刘庄斜拉桥提升改造工程实例介绍对运营期拉索进行检测评估并对其病害原因进行分析，最后对运营期间斜拉桥拉索养护提出几点建议。
天津市道路桥梁管理处质量监督站天津 300022摘要：本文结合刘庄桥提升改造工程实例介绍了该桥换索前拉索的检测评估方法，并针对拉索在使用过程中存在的问题提出养护建议。
关键词：斜拉桥；拉索；检测评估；养护前言拉索是斜拉桥的主要承重构件之一，其安全性直接关系到斜拉桥的结构安全。
然而由于各种因素，已建成斜拉桥拉索均存在不同程度的损伤或病害，使其力学性能退化，安全系数降低，影响了桥梁的使用性能和正常营运，对桥梁安全带来隐患。
拉索损伤或病害的产生可能存在于其制造、运输、施工和运营各个环节，本文以刘庄斜拉桥提升改造工程实例介绍对运营期拉索进行检测评估并对其病害原因进行分析，最后对运营期间斜拉桥拉索养护提出几点建议。
1 背景工程概况刘庄斜拉桥采用塔式三跨钢梁斜拉桥结构，跨径布置为32+71.85+12.04m，结构体系为塔梁分离的弹性体系，上部结构采用Ⅰ字形组合钢梁与混凝土桥面板构成的组合梁结构，桥塔采用H形钢筋混凝土结构，塔高42m，斜拉索为扇形双面索共5对。
荷载等级为汽－20，挂－100。
该桥于1991年改建成独塔斜拉桥，2016年换索并整体提升改造。
2 拉索系统检测及病因分析2.1拉索系统概况该桥换索前原索采用高强平行钢丝束，冷铸锚具和挤压式高密度聚乙烯防腐。
塔上斜索出口处设有橡胶阻尼垫。
原索为上海浦江缆索厂生产的成品索，全桥共22根，产于1991年，为光面（不镀锌）钢丝，护层高密度聚乙烯为山东招远塑料厂生产。
2.2拉索系统外观检测1.检查索体的状况：部分拉索PE护套老化、开裂，划伤、破损；内层高强度复合绕包带外露、破损；高强平行光面钢丝锈蚀、断裂；2.检查锚具的病害：部分拉索下锚头密封圈脱落、缺失；下锚头锚板螺栓松动、缺失、锈蚀；防水材料外露、老化；3.检查锚固区的病害：部分拉索上锚头锚箱锈蚀，锚固区混凝土开裂。
斜拉索索力检测方法 原理 数据处理
斜拉索索力检测方法原理数据处理斜拉索是现代桥梁结构中常见的承重构件，其安全稳定的运行对桥梁的使用寿命和安全性至关重要。
因此，斜拉索的力学性能检测是桥梁维护保养的重要工作之一。
目前，常用的斜拉索的检测方法有振动法、光纤光栅传感器法、静荷载法等。
本文将介绍常用的静荷载法检测斜拉索的原理、数据处理方法和应用。
一、静荷载法原理静荷载法是通过施加外力测量斜拉索的变形，进而计算出斜拉索下挂载的主梁的受力状态。
斜拉索检测通常使用的是龙门式起重机，通过千斤顶或液压缸施加大约10%-15%的荷载变形程度测定斜拉索各处的竖向和水平变形，得到斜拉索变形量后采用反演法或其他数值分析方法，计算出斜拉索的受力状态。
二、数据处理方法（一）反演法反演法首先要建立适当的模型，在进行斜拉索检测时，常用的模型有螺旋夹杂法、结构参数法、常数对数变化法等。
其中，螺旋夹杂法是最常用的方法，其原理是将斜拉索当做弹性体，通过静负荷实验测定斜拉索下端各处的竖向和水平位移值，得到斜拉索下端的位移函数，根据弹性理论和能量原理，推导出斜拉索的受力状态。
具体流程如下：1. 采集斜拉索下端各处的位移值，并绘制荷载- 位移曲线；2. 将实验数据输入计算机，得到斜拉索的弹性模量、截面积等参数；3. 建立斜拉索的数值模型，包括斜拉索的材料、断面形状、支座约束情况等；4. 将实验数据和数值模型进行对应计算，对模型进行优化，调整所用的弹性系数、部件尺寸等；5. 依据斜拉索的边界条件和受力平衡原理，得到斜拉索所受的拉力和受力分布规律。
反演法能够根据斜拉索的实际变形数据来计算其受力状态，但需要建立复杂的数值模型，数据处理较为繁琐。
（二）数值分析法数值分析法常用的工具是有限元分析软件，它可以基于静荷载实验数据，构建出有限元模型，通过有限元计算，得到斜拉索的受力状态。
与反演法相比，数值分析法上手快，操作简便，计算结果也具有较高的精度。
具体流程如下：1. 根据斜拉索的实际结构特点，建立有限元模型，划分为若干个小单元；2. 输入静荷载实验数据，并确定模型的约束和荷载；3. 运用有限元软件，采用线性静力学分析，进行模拟运算；4. 根据计算结果，得到斜拉索所受的拉力和受力分布规律。
平行镀锌钢绞线斜拉索挂索及张拉施工工法(2)
平行镀锌钢绞线斜拉索挂索及张拉施工工法平行镀锌钢绞线斜拉索挂索及张拉施工工法一、前言：平行镀锌钢绞线斜拉索挂索及张拉施工工法是一种用于桥梁、高架桥、汽车站、大型体育场馆等结构物的施工工法。
通过使用平行镀锌钢绞线作为索材，采用斜拉索挂索和张拉的方式进行施工，可以有效增加结构的承载能力，提高工程的稳定性和安全性。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及相关的工程实例。
二、工法特点：平行镀锌钢绞线斜拉索挂索及张拉施工工法具有以下几个特点：1）承载能力强：采用平行镀锌钢绞线作为索材，具有高强度、耐腐蚀、抗疲劳的特点，能够有效增加结构的承载能力。
2）施工周期短：采用斜拉索挂索和张拉的方式进行施工，可以快速完成结构的安装和调整，减少施工周期。
3）施工成本低：平行镀锌钢绞线具有较低的制造成本，施工过程中的机具设备和人工成本相对较低，能够有效降低施工成本。
4）结构美观：平行镀锌钢绞线具有良好的耐候性和抗紫外线能力，而且细丝银灰的颜色可以与大多数建筑物相匹配，更好地满足了工程的美观要求。
三、适应范围：平行镀锌钢绞线斜拉索挂索及张拉施工工法适用于以下结构物：1）桥梁：可以应用于跨度较大、需要提高结构承载能力的桥梁。
2）高架桥：可以应用于高架桥梁的施工和加固。
3）汽车站：可以应用于汽车站的大棚结构和广告牌的支撑结构。
4）大型体育场馆：可以用于大型体育场馆的屋盖结构、悬挂照明设备等。
四、工艺原理：平行镀锌钢绞线斜拉索挂索及张拉施工工法的工艺原理是通过斜拉索挂索和张拉的方式，将结构物连接部位的力传递到锚固点，增加结构的承载能力。
首先，在结构物的支座上设置斜拉索挂索，用于支撑和固定结构。
然后，使用张拉设备对斜拉索进行张拉，使其达到预定的拉力。
通过斜拉索挂索和张拉，能够使结构物的受力分布更加均匀，提高结构的稳定性和安全性。
五、施工工艺：1）准备工作：包括对施工区域进行清理、测量和标定，制定施工方案，准备施工材料和机具设备。
振动频率法测平行钢绞线索索力论文
振动频率法测平行钢绞线索索力论文摘要：实际工程中的桥梁，斜拉索中各钢绞线接触区域一般都在一半以上，根据表中结论，误差可以控制在5‰以内。
综上所述，采用振动频率法测平行钢绞线索索力的方法是可行性的，各钢绞线索力的不均匀性对索力测量影响不大。
0 引言拉索作为斜拉桥重要组成构件，其索力状况对桥梁安全至关重要。
而成桥之后要复测拉索索力，只能选择振动频率法。
然而，运用振动频率法测平行钢绞线索索力时，尚存在以下问题：（1）平行钢绞线索施工时采用单根挂索和张拉，各钢绞线索力并不均等[1]。
（2）各钢绞线两端离散，中间部分区域由于垂度不同接触。
基于以上问题，本文以某矮塔斜拉桥为依托，验证振动频率法测量平行钢绞线索索力的可行性。
1 工程概况选取不同长度的拉索共三根进行分析，其物理参数如下：1#拉索，斜度22.39°，拉索长度44.271m，初始张拉力9343KN，拉索尺寸；2#拉索，斜度16.20°，拉索长度76.558m，初始张拉力9160KN，拉索尺寸；3#拉索，斜度14.10°，拉索长度100.784m，初始张拉力9224KN，拉索尺寸。
拉索弹性模量均为1.95E+05 MPa，等效直径均为113.66mm。
考虑拉索张拉完成后可能存在的最不利情况，取单根钢绞线索力最大偏差为±5%。
运用midas软件，选取实桥斜拉索中相邻的7根钢绞线进行分析，分别建立整索、单根钢绞线、多根钢绞线接触耦合模型，对比其各阶振动频率，分析索力不均等及钢绞线离散对测量频率的影响。
斜拉索中各钢绞线垂度不同使得拉索中间区域各钢绞线相互接触，由于实桥拉索各钢绞线外侧都热挤PE护套，摩擦力很大，因此模型中采用弹性连接中的刚性来模拟钢绞线之间的接触。
由于各钢绞线之间的接触区域无法测得，而数值计算的结果往往跟实际情况也有很大偏差，因此本次模型研究采用先耦合中间两点，再逐步扩大接触区域的方法[2]。
分别为耦合中间两点、耦合中间1/3区域、耦合中间2/3区域。
钢绞线斜拉索索力监测与应用
钢绞线斜拉索索力监测与应用王先丽【摘要】Steel strand is the key component in the system of bridge stress,and the stress state or the size is an important index to evaluate the health condition of the cable bridge.Based on the principle and the main circuit structure of magneto elastic effect,the coupling relationship between stress and mag-netic flux and the characteristics of magnetic domain of steel strand is analyzed,and a typical sensor mag-netic circuit structure is proposed and the stress testing system of the steel wire is constructed.Then,the test system is applied to the cable force monitoringof a bridge and comparison its monitoring and design values,we can draw a conclusion that the two have a good consistency and the monitoring value is more accurate,it is shown that the steel strand stress monitoring system based on the magneto elastic effect has high precision and repeatability,it can meet the requirements of engineering construction quality and construction safety of the bridge cable,and can also provide reference for the cable force and deformation monitoring of the structure.%钢绞线是桥梁结构体系中的关键受力部件，钢绞线的应力状态是评价拉索桥梁健康状况的重要指标。
斜拉索的索力测试
中外公路
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斜拉索的索力测试
贺修泽，付晓宁
（岳阳市洞庭湖大桥管理局，湖南 岳阳 +!+(((）
本文的创新性工作主要包括： (1)精确的计算出拉索的静力索长。这是测量索力的前提。因为现行公式的推导及计算均需用到拉索的静力索长。现行的规范公式建立在二次抛物线的基础 上，文献[2.3]提出的公式虽然是建立在悬链线的基础上，但因为其为超越方程，必须用到牛顿-拉普森等方法，在现场的快速索长计算中，应用非常不方便。 本文通过对某些条件的假设，推导出索长计算的显式表达公式，能快速地计算出拉索的索长。同时，通过计算及比较，证明了此公式的合理性，并且有足够的 精度。 (2)如何准确地获得拉索的振动频率。因为环境因素的影响，现场测出的频率与理论值有一定的差距。如何剔除其他因素的影响，获得最准确、最合理的频 率必须用到一定的处理方法。目前，在现场快速的索力测试中，最常用的处理方法为频差法、平均频差法、新基频法等。但上述的这些处理方法均存在一定的 不合理性。如果当某一阶的频率因为与外界发生共振等影响时，还用频差法处理的话，其相邻的两个频差均为错误，其得出的频率值自然也是错误的。本文提 出用倒频谱法识别拉索的基频，方法简单实用。同时，通过对测量得出的频率作最小二乘处理，使每一阶频率的误差影响降至最小，从而提高了拉索实测基频 的精度。实测结果表明，本方法行之有效，克服了过往方法的某些弊端，识别结果精确可靠、值得推广。 (3)确定拉索与频率之间的关系(即如何用实测的频率计算出拉索的拉力)。各参考文献中提出了各种各样的索力计算公式。文献[3.11]提出的公式在近年实 际工程中应用甚广。然而，其适用范围有一定的限制(斜拉索的张紧程度ξ必须大于或等于200)。当随着斜拉桥的发展，其公式的局限性进一步呈现，突破此限 制的斜拉索已不在少数，以此计算出来的结果与其他计算方法如有限元法得出的结果相比显得偏小。本文从能量法的角度入手，推导出简洁、实用的索力公式 ，并且在ξ≥200时，结果也较精确，与有限元法、有限差分法等方法得出的结果较相近，这也间接地证明了本文公式的正确性。 本文通过对斜拉桥索力监测技术的研究成果及工程经验进行回顾和总结，对上述提及的影响索力测试结果的三个方面做出了一定的改进，并在湛江海湾大 桥斜拉桥上进行了应用，提高了索力测量的精度，取得了预期的效果。
钢绞线偏斜拉伸系数的不确定度评定
收稿日期：2010-12-26作者简介：郭 淼，男。
E-mail：guomiao2032@钢绞线偏斜拉伸系数的不确定度评定郭 淼，崔丽鑫，林春来，张 莹（国家建筑钢材质量监督检验中心 北京 100088）摘 要：根据测量不确定度原理及国家计量技术规范JJF1059，对钢绞线偏斜拉伸试验测量结果的不确定度进行了详细的评定。
此评定方法适用于检测实验室的钢绞线偏斜拉伸检验测量领域。
关键词：偏斜拉伸；钢绞线；不确定度中图分类号：TG356.4 文献标识码：B 文章编号：1003-0514(2011)02-0039-03Evaluation of measurement uncertainty fordeflection tensile ratio of steel strandGuo Miao，Cui Lixin，Lin Chunlai，Zhang Ying（China National Construction Steel Quality Supervision and Test Centre, Beijing 100088，China）Abstract：According to the measurement uncertainty principle and National Measurement Technology Criterion JJF 1059, the measurement uncertainty results of deflection tensile test for steel strand have been evaluated in detail. The assessment method is suitable in the measurement field of deflection tensile test for steel strand in laboratories.Key words：deflection tensile; steel strand; uncertainty0 前 言 预应力混凝土用钢绞线是由3、7或19根高强度钢丝在机器上按规定一次多根捻制而成的绞合钢缆，并经消除应力处理（稳定化处理），适合预应力混凝土或类似用途。
平行钢绞线斜拉索索力的有限元模拟分析
平行钢绞线斜拉索索力的有限元模拟分析斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,斜拉索的受力大小和状态直接关系到施工安全和运营期间桥梁的健康状况,因此对索力进行测量是很有必要的。
在斜拉索挂设张拉完成以及桥梁运营期间,对索力的测试一般都采用频率法。
本文以中牟绿博园区人文路贾鲁河大桥为工程背景,对频率法测量安装有减振器的平行钢绞线斜拉索的索力进行了研究,主要包括以下几个方面:(1)对已有的关于频率法测索力的研究进行了总结,研究了频率法测索力的基本理论;分析了拉索的抗弯刚度、垂度、边界条件、减振器等因素对索力测试的影响;运用换算索长的方法求解出拉索的有效振动索长来反映减振器对索力的影响;通过对常用索力计算公式的分析选取了工程实用索力计算公式。
(2)运用有限元软件ABAQUS,对安装有减振器的平行钢绞线斜拉索分别用实体单元和梁单元进行了模拟,得到的结果与设计索力吻合较好,两种单元类型的模型都能很好的反映拉索的振动特性。
同时还发现减振器对拉索两端的振型影响较大,会对测得的拉索频率产生影响,在用频率法实测拉索的索力时要考虑减振器的影响。
(3)在实际工程中,有时会在平行钢绞线斜拉索上安装约束圈来增强索体的整体性。
为了分析约束圈的布置间距对频率法测索力的影响,运用完全耦合约束模拟约束圈对索体的作用,建立了不同耦合间距的实体单元模型和梁单元模型,发现随着耦合间距的增大,测出的索力误差也在变大,因此在布置约束圈时,间距不宜太大,宜为3~5米。
(4)针对安装有减振器的平行钢绞线斜拉索的特点,即在索中间和减振器处各钢绞线接触,而在其他位置相互离散,以及索中各钢绞线索力不均,选取长、中、短三根斜拉索,用实体单元和梁单元建立安装有减振器的单根钢绞线、整索、61根钢绞线的不同接触区域耦合模型,并对模拟结果进行对比分析,验证了频率法测量安装有减振器的平行钢绞线斜拉索索力的可行性。
(5)频率法测拉索索力时一般是将拾振器直接安装在拉索的HDPE外套管上,而外套管的直径比钢绞线索体的直径大,且在中间部分套管会与钢绞线索体接触,针对这些问题,建立了考虑减振器的索体—HDPE外套管模型,对模拟结果进行分析,发现HDPE外套管对索力的影响较大,不能忽略其对索力的影响,可通过修正索体的线密度来减小外套管对索力的影响。
斜拉索整体索力检测和监测方案的研究与实践
＝
１６ ＭＰ ，容许应 力 【ｒ＝ ．５ ８０ ａ ｏ】０４ 。
后 再 计 算 出整 索 索 力 。虽 然 该 体 系 是 成 熟 的技 术 工 艺 ，在 国 内外 桥 梁 中广 泛应 用 ，但 由 于每 次 索 力 测 试 时 长 期 固定 按 上述 方式 重 复 进 行 ， 可 能 会 影 响 该 索 的 夹 片 咬痕 松 动错 位 ，从 而 影 响 斜 拉 索 的 耐 久性 和安 全 性 。 主要 有 以下 两 个 方 面 ：一 是 单 根 张 拉 长 期 固定 重 复 的拔 动 １ 、 ５ １ … 根 钢 绞 线 ，会 增 加 张拉 端 夹 片 的 咬 痕 、 ０ 位 移 和滑 丝 的可 能 性 ；二 是 通 过 测 试 单 根 索 力 再 计 算 出整 索 索 力 无 论 在 技 术 和 实 践 证 明 都是
管 。全 桥共 用 四种 直径 的ＨＤ Ｅ ：外 径分 别 为 Ｐ管
１０ ｍ、 １０ ｍ、 ２ ０ ｍ、 ２ ０ ｍ，厚 ６ｍ ８ｍ ０ｒ ２ｍ ａ
度 分别 为６ ｍｍ、７ ｍｍ、８ ｍ、８ ｍ。 ａ ｒ ｍ
主梁采 用单箱 三室 截面 ，三 向预应力 混凝 土 结 构 ，梁 高 ３Ｏ ．ｍ，顶板 宽 ２ ．ｍ，底 板 宽５Ｏ ３Ｏ ．ｍ，
该 桥于 １９年 １月 动工兴 建 ，２０年 ｌ月竣 ９８ １ ０１ ２
工 通车 。见 图 １ 示 。 所
主桥 全长 ９６ ｍ，对 中塔 呈对 称布 置 ，其 主跨达 ３． ０
３８ ４ ｍ，为 目前 国 内同结 构类 型最大跨 径三塔 斜拉 桥 。桥梁 宽２ ｍ，为双 向４ ３ 车道 。 斜拉 索置 于桥 面 中央 ，断 面上 每个 编号 的斜 拉 索 均 由２ 组 成 ，间 距 １２ 根 ．ｍ，梁 上 索 距 主 跨 ８ ｍ，边跨 ５ ｍ，塔 上索距 约 １ ｍ。每个 边塔都 布 ． ５ ． ６
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关 键 词 公 路 铁 路 两 用 桥 %斜 拉 桥 %平 行 钢 绞 线 斜 拉 索 %索 力 测 试 %振 动 频 率 法 %应 力 传 感 器
中图分类号B%%@7#!#$B%)"#".4+5$'&+O+#%4+%,"3$."&*+#$)"#
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摘!要为 评价钢弦计 法)磁通 量 法)频 谱法)压力环 法及千斤 顶法 = 种 方法对平 行钢绞 线斜 拉索索力测试的适用性及测试精度!对铜陵公铁两用长江大桥-"Y">!%">$&">!%">Y"#A 连续 钢 桁 梁 斜 拉 桥 .施 工 过 程 中 斜 拉 索 的 振 动 信 号 进 行 采 集 研 究 !对 各 工 况 的 实 测 索 力 数 据 进 行 统 计 分 析 !并 对 比 了 不 同 工 况 和 不 同 测 试 方 法 的 测 量 结 果 $ 结 果 表 明 ,外 套 管 的 振 动 能 够 代 表 钢 绞 线 索 体 的振动!为频谱法测试钢绞线斜拉索索力提供了基础%频谱 法)千 斤 顶 法 和 压 力 环 法 的 测 试 结 果 的 相互偏差在=Z以内!基本能够满足工程控制的需要!钢弦计法和 磁通量 法的 测试结果 可用以 复核 其他方法的测试结果$