斜拉索构造及制作
拉索的结构形式
拉索一般采用高强钢筋、钢丝或钢绞线制作,根据使用材料和制作方法的不同,斜拉索常常有以下几种,前三种较为常用。
平行钢筋索(parallel-bar cables)
由若干高强钢筋平行组成,其强度不低于1470MPa,钢筋直径有16mm、26.5mm、32mm、38mm等规格。所有钢筋在金属管道内由聚乙烯定位板固定其位置。索力调整后,在套管内注入水泥浆对钢筋进行保护。一般配用夹片式群锚。
必须在现场架设过程中形成,操过过程复杂,由于钢筋的出厂长度有限(一般为15~20m),用于大跨度斜拉桥时,钢筋接头较多,影响整根拉索的疲劳强度,因此,近年来很少使用这种结构形式的拉索。
平行钢丝索(parallel-wire cables):
将若干根钢丝平行并拢,钢丝束端面呈正六边形或缺角六边形紧密排列,经左旋轻度扭绞而成钢绞索,扭绞角2-4度,钢丝束外面沿索长连续缠绕右旋细钢丝,也可缠绕纤维增强聚酯带,最外层直接挤裹单层或双层聚乙烯索套作为保护层,就称为半平行钢丝索。这种索绕曲性能好,可以盘绕,具备长途运输条件,易于工厂机械化生产,质量易于保证,因此正在逐步取代纯平行钢丝索。一般配用镦头锚或冷铸锚,目前钢丝普遍采用直径为5mm或7mm钢丝,钢丝标准强度不低于1579MPa。
钢绞线索(stranded cables):
由多股钢绞线平行或轻度扭绞组成。强度已经达到1860MPa,采用钢绞线索可以进一步减轻拉索的重量。平行钢绞线索的防护有三种:
第一种:将整束钢绞线穿入一根较粗的聚乙烯套管,然后压注水泥浆;
第二种:将每一根钢绞线涂抹防锈油脂后,挤裹聚乙烯护套,再将若干根带有保护套的钢绞线穿入大的聚乙烯套管内,并压注水泥浆;
第三种:采用环氧树脂喷涂钢绞线,将每一根钢绞线附着一层环氧树脂保护膜,,其外涂抹防锈油脂后,再将若干根带有环氧树脂的钢绞线,再采用热挤聚乙烯两层保护套。
纯平行钢绞线索一般在工地现场制作,半平行钢绞线索一般在工厂制作好后运达工地现场。一般配用夹片锚具,先逐根张拉,建立初应力,然后整索张拉至规定索力。也可以配用冷铸镦头锚。
封闭式钢缆(locked-coil cables):
以一根较细的单股钢绞缆为缆心,逐层绞裹端面为梯形的钢丝,接近外层时,绞裹端面为Z形状的钢丝,相邻各层的捻向相反,最后得到一根粗大的钢缆。这种钢缆结构紧密,具有最大面积率,水分不宜侵入,因此称为封闭式钢缆。
一般采用的是镀锌钢丝,绞制时还可以在钢丝上涂防锈脂,最外层再涂防锈涂料。一般配用热铸锚具。封闭式钢缆只能在工厂制作,盘绕后运达现场。
拉索的制作
由于目前斜拉桥跨径越来越大,拉索数量逐渐增多,近年来桥梁事故频发,对斜拉索的材料和制作水平的要求也越来越高。为了保证拉索质量,一般不宜在现场施工制作,一般都在工厂制作完成后运至现场安装使用。半平行钢丝索以其长度大、承载力高、运输方便等特点,越来越被广泛应用。下面以半平行钢丝索为例,对斜拉索的制作进行简单介绍:
(点击放大,查看原图)
其中,精下料的钢丝索,装锚头前将端头的塑料护套层剥除,顺序套上连接筒和锚环后,再逐根穿过定位板上对应的孔眼,墩头就位。杯头中的空隙,注入液态混合填料振实,混合填料固化后,钢丝与锚杯连成一体。
混合填料可以是环氧树脂等有机结合剂,再加入铸钢丸,铸钢丸在混合填料中形成承受构架,同事也要求混合填料有良好的流动性,以利于浇注。硬化后的混合料应具有足够的强度和温度稳定性,以确保锚具的锚固功能。在冷铸锚中,锚板只承受钢索的部分拉力,大部分的锚固力来自混合料对钢丝的粘结和握裹,以及锚杯锥形内腔的楔形效应。
拉索精确下料长度,受篇幅限制,将于下次单独做一次简介
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