杭州湾大桥斜拉索要求

杭州湾跨海大桥斜拉索制作技术要求

中交公路规划设计院

2006年5月

1. 范围

1.1 本技术要求为杭州湾跨海大桥斜拉索制作的依据，是结合杭州湾跨海大桥特点而提出的。其内容包括：所有制作材料的提供，斜拉索的制作、试验、防护和锚具、减震阻尼器的制作以及产品的储存。

1.2 斜拉索结构特征

斜拉索采用直径为7mm的低松弛超高强度镀锌钢丝，钢丝抗拉强度1670MPa，本工程斜拉索为高强度平行钢丝拉索，共分7种规格，钢丝根数分别为109、121、139、151、163、187、199丝，斜拉索断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。为确保钢丝防护的可靠性，制索时按图纸规定在其外热挤双层PE防护套，外层PE防护套的颜色根据景观要求选用银灰色。

斜拉索的各项技术标准应符合图纸及国标《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》（GB/T18365-2001）的要求，当国标与本技术要求不一致时，以本技术要求为准。

2. 材料

2.1 盘条

(1) 盘条技术要求

a. 制造钢丝用盘条应采用日本或德国进口盘条，盘条应满足通过拔丝模加工而成的钢丝符合图纸要求。

b. 硫、磷含量各不得超过0.025%，铜含量不得超过0.2%。

c. 制造钢丝用盘条应采用经索氏体化处理后的盘条。

d. 盘条用钢应以平炉、氧气转炉或电炉冶炼，盘条以热轧状态交货。

e. 盘条表面质量

(a) 盘条应将头尾有害缺陷部分切除，盘条的截面不得有分层及夹层。

(b) 盘条表面应光滑，不得有裂纹、折叠、耳子、结疤，不得有夹杂及其他有害缺陷。

f. 每批盘条的检验项目、试验方法及取样部位应按表1的规定执行。

g. 盘条应成批验收，每批由同一炉（罐）号、同一牌号、同一尺寸组成。

h. 特殊要求：根据需方要求，经供需双方协议，可进行化学成分、力学性能试验，各项检验的指标由供需双方协议规定。

(2) 钢丝制造

a. 承包人应编制拉丝工艺设计及钢丝镀锌工艺设计，并在开始生产镀锌钢丝前30d，报请监理工程师审查批准。

b. 盘条加工前应用酸洗方法清除表面的氧化铁皮，再将洗清后的盘条表面

进行磷化和硼化处理并烘烤，使盘条表面有良好润滑条件。

c. 钢丝应按经批准的加工工艺将对上述合格盘条施加热处理后，通过拔丝模加工而成。

d. 钢丝的力学性能和化学成分应符合图纸要求及本技术要求的规定。

盘条检验项目、试验方法及取样部位

2.2 钢丝

(1) 制造斜拉索的钢丝的尺寸、外形、重量、力学性能以及化学成分的要求应不低于本技术要求表2及表3的规定。

(2) 成品钢丝不得有电接头或其他任何形式的接头，在生产时焊接的临时接头，应予切除。

(3) 镀锌前的光面钢丝表面均不得有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油迹。

(4) 钢丝应具有可墩性。

(5) 进厂的每盘钢丝均由一根组成。

2.3 钢丝镀锌层的附着量应不小于300g/m2，线径增加的平均值不得大于0.12mm。镀锌层应按《镀锌钢丝锌层硫酸铜试验方法》(GB/T 2972-1991)和《镀锌钢丝锌层重量试验方法》(GB/T 2973-1991)进行检验。

2.4 本工程斜拉索锚具采用镦头冷铸锚，锚具应选用40Cr钢制作，其材料性能应符合《合金结构钢》（GB3077-1999）的要求。钢材化学性能及力学性能应符合表4的要求。锚杯与螺母的毛坯应为锻件。锚具在表面镀锌前必须逐个按《钢锻件超声波检验方法》(GB/T6042-91)进行检验，并作磁粉探伤，磁粉探伤按《锻钢件磁粉检查方法》（JB/T8468-96）进行。冷铸镦头锚选用型号应与选用的斜拉索型号相匹配。规格相同的锚具部件，应具有互换性。

2.5 冷铸用环氧树脂、固化剂、增塑剂、稀释剂、填充剂(岩粉)、钢丸等，应符合图纸或监理工程师要求，其中的化工原料应符合工业纯标准。

斜拉索用高强度钢丝技术要求

钢丝的化学成分

锚具钢材化学成分及力学性能技术要求

2.6 斜拉索外包的高密度聚乙烯材料在大气环境中应具有较好的抗老化寿命。内层用黑色高密度聚乙烯防护套，其技术性能应符合表5的要求；外层用彩色高密度聚乙烯防护套，其技术性能应符合表6的要求。

内层黑色高密度聚乙烯材料技术要求

彩色高密度聚乙烯材料技术要求

2.7 缠绕细钢丝宜采用直径0.8~1.0mm的镀锌钢丝，其标准强度不得低于1370MPa；缠绕纤维增强聚酯带宜采用二层聚酯带内夹纤维丝的增强复合带，带

宽30~40mm，抗拉强度每10mm宽不应低于250N。

3. 斜拉索的技术要求

斜拉索的技术要求，应符合《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》（GB/T18365-2001）和图纸的规定及以下要求:

3.1 斜拉索静载的破断荷载应不小于组成斜拉索的钢丝公称破断荷载的95%，其静载破断延伸率应不小于2%。

3.2 成品斜拉索的抗拉弹性模量应不小于1.95×105 MPa。

3.3 斜拉索表面应按图纸要求采取抗风雨振措施，抗风雨振措施可将斜拉索PE 防护套制成压花型或双螺旋线，但风阻系数尽可能小。

3.4 承包人应参照上部结构安装过程中的反馈信息对斜拉索制作长度等技术指标进行调整。

4. 材料试验

承包人应对进厂材料进行检验，并将检验结果报送监理工程师批准后，方可使用。

4.1 钢丝

(1) 进厂钢丝应具有质量保证单或合格证。

(2) 钢丝进场后应按《钢丝验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》（GB/T2103-1988）的规定进行验收，并在使用前应按表7的规定进行抽样检测。

(3) 钢丝应符合本规范表5-2的技术要求。

钢丝检验项目、试验方法及取样数量表

4.2 聚乙烯护套料

(1) 聚乙烯护套料应有质量保证单或合格证。

(2) 聚乙烯护套料应符合本规范表5、表6的技术要求。

4.3 锚具

(1) 冷铸锚组件（锚杯、锚板、连接筒、锚圈、前后盖板）各项性能及尺寸规格应符合图纸要求及《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》（GB/T18365-2001）的规定。且具有出厂检验报告和合格证。

(2) 锚具螺纹的牙型应符合《梯形螺纹牙型》（GB/T5796.1-1986）或《普通螺纹基本牙型》（GB/T192-1981）的规定；螺纹直径与螺距应符合《梯形螺纹直径与螺距系列》（GB/T5796.2-1986）或（普通螺纹直径与螺距系列（直径1~600mm））》（GB/T193-1981）的相关规定；螺纹的基本尺寸应符合《梯形螺纹基本尺寸》（GB/T5796.3-1986）或《普通螺纹基本尺寸（直径1~600mm）》（GB/T196-1981）的规定。

(3) 锚杯、锚板、螺母表面的硬度应符合图纸要求。

(4) 锚杯和锚圈应有在加工过程中逐件进行超声波探伤或磁粉探伤的记录。

(5) 所有锚具部件的镀锌保护处理应符合图纸规定。

(6) 锚杯和锚圈应刻上冷铸锚规格型号及产品流水号，规格相同的冷铸锚的相同部件应保证互换性。

4.4 冷铸填料

(1) 进厂的冷铸填料均应为合格产品并附有合格证。

(2) 冷铸填料中的化工原料应符合图纸及工业纯标准的要求。

(3) 每批冷铸填料必须进行配方试验。

4.5 缠绕材料

缠绕细钢丝和缠绕纤维增强聚酯带，应有抗拉强度的检验报告和质量保证单。

5. 斜拉索的试制和试验

5.1 斜拉索在成批生产前，应就材料、配方、工艺、制作程序进行试制，并进行静载破断试验及动载试验。

5.2 静载性能试验

(1) 静载破断试验取3根试件为一组。试件的自由长度(不包括锚固长度的钢丝长度)不短于3m。钢丝端部冷镦后再锚于锚具(镦头外露于锚端)内。斜拉索具备内外层防护。上述试件可取具有代表性规格的斜拉索。如因条件限制，可以用较小规格的斜拉索进行模拟试验，但钢丝根数不少于组成最大斜拉索的钢丝总数的10%，同时不应少于37丝。静载破坏试验的破断荷载应不小于组成斜拉索的全部钢丝公称破断荷载的95%。斜拉索经试验应在钢索部分破断，不得在锚具中拔出。延伸率大于2%。

(2) 加载可参照以下方法进行:由0.1P b开始，逐级加载至0.5P b，每级0.1P b，加载速度约每分钟100Mpa。每级持荷2min后量测每级索长的变化，荷载达0.5P b 后持荷10min，然后继续加载，每级0.05P b，并逐级持荷2min，量测索长变化。再逐级加载，直至达0.95P b。卸载后量测锚板的回缩值，记录试验中的异常情况。

(3) 静载破断索力应不小于拉索公称破断索力的95%。

5.3 动载试验

(1) 动载试验取1根最大斜拉索规格作为试件，试验索长度不小于3m，钢丝根数为199根。

(2) 先加设计荷载1.2倍的静载并持荷10min后卸载，量测分丝板内缩值。然后用脉冲荷载加载，使钢丝应力上限达0.4σb，下限达0.28σb，在200万次脉冲加载后，试验索的钢丝断丝数不大于总数的5%，即为合格。

(3) 如有断丝发生，应记录断丝部位及根数以及当时脉冲次数。

(4) 动载试验后，聚乙烯护套不应有明显损伤，冷铸锚锚杯和锚圈旋合正常。还需做静载试验。

(5)若投标单位近3年内具有7-199及以上规格斜拉索第三方的合格动载试验报告，即可免做上述动载试验，并要求提交该试验报告原件备查。

5.4上述试验如达不到本技术要求规定的标准，应分析、查明其原因，检验材料质量，采取相应的调整工艺的措施，重新进行试验，直至符合规定要求。

6. 斜拉索的制作和储存

6.1 斜拉索的制作

(1) 将粗下料后的钢丝置于排丝架上，由牵引机牵引，按图纸规定，平行并

拢、经扭绞机同心左向扭绞而成，最外层钢丝的扭绞角为（3±0.5）°，索中钢丝应排列整齐，扭绞紧密，无交叉错位。

(2)钢丝束外右旋缠绕纤维增强聚酯带，单层重叠宽度应小于带宽的1/3。绕包层应整齐致密，无破损。绕包重叠层数不宜超过4层。

(3) 牵引绕包后的钢丝束进入PE挤压机挤出，裹以热挤高密度聚乙烯护套，护套层应紧密包裹钢丝束，护套外观光滑平整，无破损。经检验合格后按划线用砂轮精确切割。切割前宜在切割处将索套剥开一段长度。切割时应防止切割砂轮的冷却水进入索套内。斜拉索切割长度偏差△L应符合以下规定:

索长L≤100m，△L≤20mm

索长L>100m，△L≤0.0002L

(4) 将各根钢丝穿入锚板。在钢丝端头进行液压冷镦。镦头直径不小于钢丝直径的1.5倍，高度不小于钢丝直径，头形正规；允许有0.1mm的纵向裂缝，不允许有横裂缝；镦头以下不得有削弱断面。锚孔直径应大于钢丝直径，但不应超过0.4mm。镦头机应随时注意调整。每操作一批镦头，应例行检查镦头机一次。

(5) 钢丝镦头后随即将镦头拉齐，注入冷铸剂并加温固化。固化可先以50℃/h速度升温达180℃，恒温4h，然后冷却。冷铸体强度应符合图纸规定，冷铸料在浇铸时必须同时制作一组三个尺寸为30mm×30mm×30mm的试件同炉固化，经处理后作抗压试验，冷铸体的试件强度在常温下应达到147MPa。试验结果的取值按《斜拉桥热挤聚乙烯高强度钢丝拉索技术条件》（GB/T18365-2001）的规定。

(6) 为确保锚具质量，每根斜拉索在出厂前，应以1.2~1.4倍设计荷载的拉力进行超索力锚固试验。即设计索力小于或等于3000kN时取1.4倍，设计索力大于3000kN小于6000kN时，取1.3倍，设计索力大于6000kN时，取1.2倍。超张拉力允许调整到最接近的50kN的整数倍上，并分为五级加载。经超张拉后锚板内缩量应不大于5mm，锚圈与锚杯旋合不受影响。

(7) 经超张拉检验后的成品拉索，卸载或加载至20%的超张拉力时，测量拉索长度，然后再换算零应力时的拉索长度。

按下列公式换算零应力时的拉索长度：

L0=L/（1+P/EA）+Δ

式中：L0——零应力时的拉索长度

L——工作长度，即20%的超张拉力时拉索长度

P——20%的超张拉力

EA——拉索的抗拉刚度

Δ——温度修正值。

(8) 斜拉索成品外表面应良好完整，不应有深于1mm的划痕，不应有面积

大于300mm2的损伤；锚具外表镀锌层不得有损伤，螺纹不得有任何碰伤。

(9) 斜拉索橡胶减振圈按图纸要求的技术标准采购。

(10) 经监理工程师同意，根据厂内具体制作条件，对以上制作过程和方法，可以作适当修正。

6.2 斜拉索的标志、储存

(1) 斜拉索检验合格后，应在每根拉索的两端连接筒上，用红色油漆写上拉索编号与规格型号；每根拉索还应挂有合格标牌，标牌应牢固可靠地系于包装层外的两端锚具处，牌上注明拉索编号、规格型号、长度、重量、制造厂名、工程名称、生产日期等，字迹应清晰。

(2) 斜拉索以脱胎成盘或钢盘卷绕的形式包装运输，其盘绕内径不得小于18倍斜拉索外径，并不小于1.6m，最大外形尺寸应满足相应的运输条件。每盘成品拉索采用不损伤拉索表面质量的材料捆扎结实，捆扎不少于6道，然后用麻布条将整个圆周紧密包裹。锚具应有保护措施。包装好后平稳整齐堆垛。成品索宜库内存放，若露天存放应加遮盖。

7. 质量检验

7.1 斜拉索

(1) 基本要求

a. 镀锌钢丝、锚头锻钢材料的各项技术性能必须符合图纸及本技术要求的要求。

b. 钢丝必须梳理顺直，热挤时平行钢丝束的扭转角度应满足本技术要求，不得松散。

c. 热挤防护采用的高密度聚乙烯材料的技术性能应符合图纸及本技术要求的要求。防护处理的程序、温度、时间与方法，均应严格控制。防护层不应有断裂、裂纹。

d. 锚头机械精加工尺寸应满足设计图纸要求。锚头必须按图纸或相关规范要求进行探伤，检查结果必须合格。

e. 钢丝镦头不得有横向裂纹。每镦头一批，须仔细对镦头机进行检查、调整，以保证镦头质量。

f. 冷铸材料配料应准确，加温固化应严格控制程序、温度和时间。

g. 斜拉索出厂前，均应作1.2~1.4倍设计荷载的预张拉试验，锚板回缩量不大于5mm，试验后锚具完好。

(2) 实测项目

见表8。

(3)外观检查

a. 斜拉索表面应平整密实，无畸形，色泽一致。

b. 斜拉索表面无碰伤或擦伤。

c. 锚头无伤痕、锈蚀。

斜拉索的制作与防护检查项目

注: d为钢丝直径。