斜拉桥拉索设计说明
拟建的高速公路斜拉桥，桥梁起止里程为：左幅 ZK163+182.798～ZK164+511.798，右幅K163+203～K164+532，桥梁中心桩号为左幅 ZK163+847.298，右幅 K163+867.5，设计桥孔和跨径（孔×m）左幅为 6×40+83.5+173.5+575+173.5+83.5，桥长 788m，右幅为 6×40+83.5+173.5+575+173.5+83.5，桥长788m。最大桥高 308.8m。上部结构左右幅均拟采用混合组合梁，左右幅桥墩下部结构均拟采用索塔、薄壁墩。墩台均采用桩基础。 1、设计要点
1.1 总体
主桥为双塔双索面组合梁斜拉桥，桥跨布置为（83.5+173.5）m+575m+（173.5+83.5）m；钢主梁采用双边工字梁断面；索塔采用收腿的倒 A 型造型，整体式承台，桩基础；辅助墩、过渡墩均采用桩基础。
全桥采用半漂浮结构体系，在索塔下横梁处和各辅助墩、过渡墩处设置球形钢支座；在索塔处设置横向支座；索塔下横梁处与主梁之间设纵向粘滞阻尼装置。过渡墩设纵向活动、横向限位支座，辅助墩设双向活动支座。
1.2 斜拉索规格
全桥共 4×23 对拉索，梁端标准索距为 12.0m，边跨尾索区索距 8.1m，梁端为拉索固定端，采用锚拉板锚固形式，塔端为拉索张拉端，采用钢锚梁锚固形式。根据索力的不同，共分为 15-37、15-55、15-61、15-73 和 15-85 五种类型，全桥共 184 根斜拉索。斜拉索最长311.7m，单根重约35.04t（下料长度，NZ23、SZ23号索，型号为 15-85，未含锚具和护套）。
斜拉索应按《斜拉桥钢绞线拉索技术条件》（GB/T 30826—2014）的要求进行外观、 长度、超张拉、弹性模量、静、动载、疲劳性能等检测。 斜拉索要求使用寿命不小于 50 年，并具有可换性。拉索外层 HDPE 护套应具有 15 年以上的抗紫外线降解能力。对于可以进行现场维护的锚固构件，其防腐系统的设计寿命不小于 25 年。斜拉索要求进行一次弹模和延米重测量，以及斜拉索锚头重量测量，各规格至少一次， 测量结果提交设计和施工监控单位。斜拉索在梁端采用锚固端锚具，在塔端采用张拉端锚具，施工时在索塔内张拉。
1.4 斜拉索减振措施
为抑制斜拉索的风、雨、凌冰激振和涡激振动，从满足拉索的二次弯曲强度、疲劳强度和使用者的视觉安全三方面考虑，确定本桥拉索振动的允许幅值控制在其长度的 1/2000 以内。参考同类工程的减振研究结果，为使斜拉索的风/雨激振和涡激振得到抑制，本桥斜拉索采用阻尼器、气动措施并用的综合减振方案。
（1）气动措施
斜拉索的表面应该进行处理，通过在表面设置风雨螺旋线的形式使风雨激振得到抑制；但同时要确保斜拉索在设计风速下的风阻系数 Cd≤0.8。斜拉索承包商在拉索加工之前必须针对本桥专门开展风、雨、凌冰的激振和涡振试验研究，并提供相关试验数据证明其产品的有效性。
（2）阻尼器
减振阻尼器及桥面护罩应采用厂家成熟的定型产品。内置阻尼器的内置减振橡胶块技术要求：在-20℃～60℃范 围内正常使用，寿命大于 30 年；橡胶的抗拉强度>10MPa，橡胶材料损耗因子β>1.3。
全桥斜拉索张拉端采用减震橡胶圈阻尼器，固定端采用内置式黏性剪切阻尼器。阻尼器的形式、阻尼力及行程等应由阻尼器供应商进行设计，应满足一下要求：
红外线烘干箱
1）阻尼器的疲劳稳定性能应满足：经过 100000 次以脉动风位移±5mm，不低于 2mm/s 的 速度，小于 1Hz 的频率循环试验后，密封系统不泄漏，阻尼装置在第 2 个和第 99998
个周期的力学滞回曲线的变化小于 15%。供应商提交的产品需按照上述要求进行型式试验，或提供满足上述型式试验要求的权威检测报告。
2）风雨振作用下拉索最大振幅小于索长 1/2000，行程应能满足3Hz 以下振型，且阻尼器不会损坏。阻尼器及连接件应便于更换和检查。阻尼器必须能达到斜拉索风致振动的控制目标，即有效地减小斜拉索的涡激振动、抖振、风-雨振、尾流弛振和参数振动，消除斜拉索风致振动的危害。
3）阻尼器结构必须有足够的安全储备，其静力和疲劳强度安全系数均应大于 2.0。阻尼器的安装不能有损于大桥结构安全和美观。阻尼器防腐涂装必须满足国家有关标准，确保外置式阻尼器 20 年以上服务能力。
4）阻尼器本身及其连接件应具有足够的强度，要求能承受 50kN 的拉压荷载作用。阻尼器应能够在-10 的℃～70℃的气温、100%相对湿度的环境下正常工作，并能承受以下气象条件下的各种可能组合：雨、雪、雨夹雪、雹、冰、雾、烟、风、臭氧、紫外线、砂、尘等。
2、施工要点
（1）斜拉索施工中，先逐根施工单股钢绞线，然后采用锚千斤顶进行整体张拉。
（2）斜拉索安装锚具时，应事先对塔柱和桥面锚具的孔位进行编号，并确保孔位保持一致，以防止钢绞线各索股之间不平顺、打绞。
（3）斜拉索整体张拉完成后，钢绞线各索股索力的离散误差不宜超过±1%，拉索索力实测值与设计值偏差不大于±2.5%，且不得大于 50kN。
（4）在安装斜拉索套筒时，应根据斜拉索的工作长度，预留充足的热胀冷缩空间。
（5）锚具、钢绞线等其他裸露构件，在施工过程中应妥善防护，防止雨水和其他有害液体的渗入。
（6）所有张拉斜拉索用千斤顶必须配备相应的测力传感器，并在使用前进行全面校验。当千斤顶的使用达到 6 个月的使用时间，或使用期间出现异常情况，均应进行一次校验；两次出现异常情况的千斤顶应予更换，以确保测力的准确性。
（7）设计图纸中所示斜拉索长度是基于理论设计线形的尺寸；在主梁、斜拉索安装阶段开
始前，施工控制单位要根据实际的安装荷载进行安装分析，计算每一根斜拉索在相应安装阶段预计的长度和索力。
（8）承包商应在施工现场负责做好斜拉索锚固端的防腐,当斜索安装后塔梁锚固端锚管的上端,应采取临时的防护措施,防止杂物及大量的雨水侵入,同时施工期应做好斜拉索临时减振措施。
3、主要材料
为保证拉索的安全、耐久及运输安装方便，采用单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线拉索，应符合《斜拉桥钢绞线拉索技术条件》（GB/T 30826—2014）要求，环氧涂层钢绞线公称直径为 15.20，抗拉强度为 1860MPa，弹性模量 1.95×105MPa，疲劳应力幅≥280MPa，拉索设计寿命为 50 年，并考虑其可更换性，索体内各根钢丝不允许有任何形式的接头。
斜拉索采用单根 PE 护套和外层彩的 HDPE 护套的防护体系，护套应符合《桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料》(CJ/T 297-2016)的要求，同时应具有稳定的化学性能，在斜拉索可预计的暴露温度和使用寿命下不会有老化和软化现象。有聚乙烯的颜将根据景观设计要求确定。
拉索体系的各项要求如下：
3.1 单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线
拉索体系采用单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线，技术指标符合国家标准《单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线》（GB/T 25823-2010）要求。技术要求及力学性能如下：
1）公称直径 D(mm)：15.20
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2）钢绞线参考截面积 S(mm2)：140
3）涂层厚度 t(mm)：≥0.13
4）1000h 应力松弛率(%),初始载荷公称最大力的 70%：≤6
5太阳能浴室）抗拉强度 Rm(MPa)：1860
6）最大力总伸长率δ（L≥500mm）(%)：≥3.5
引道结构图7）弹性模量(MPa)：(1.95±0.1)×105
8）偏斜拉伸系数(%)：≤20
9）抗疲劳性能：应力上限为 0.45GUTS(标准破断力)，应力幅为 280MPa，经 200 万次的疲劳载荷后不断裂。
3.2 HDPE外护套管
HDPE 外护套管采用具有抗风雨激振功能的双层双螺旋线圆管护套(内层黑，外层彩)，并满足《桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料》(CJ/T 297-2016)和《斜拉桥钢绞线拉索技术条件》（GBT 30826-2014）要求。HDPE 材料性能要求如下：
（1）密度(g/cm3)：0.940-0.955 地下轨道站
（2）熔体质量流动速率(g/10min)：≤0.45
（3）拉伸断裂应力(MPa)：≥25
（4）拉伸屈服应力(MPa)：≥15
（5）断裂标称应变(%)：≥400
（6）拉伸弹性模量(MPa)：≥500
（7）弯曲弹性模量(MPa)： ＜1000
（8）简支梁缺口冲击强度(KJ/m2)：≥50
（9）硬度(邵尔 D)：≥50
（10）耐环境应力开裂 F0(h)：＞5000
（11）脆化温度(℃)：＜-76
（12）耐热应力开裂 F0(h)：≥96
（13）耐热老化：拉伸断裂应力变化率(%)：±25；断裂标称应变变化率(%)：±25
（14）耐光牢度(级)：≥7
（m2卡15）炭黑分散(级)：≤3
（16）碳黑含量(%)：2.5±0.3
HDPE 材料必须选用原材料，不得使用再生材料。HDPE 外护套管颜可根据建设单位要求选用。
3.3 拉索锚具
拉索锚具主要由锚板、夹片、支承筒、螺母、密封筒、密封装置索箍、减振装置、梁端及塔端 PE 管连接装置、保护罩等组成。为保证拉索锚具质量的稳定性和长期使用的安全，拉索锚具各零部件必须符合以下要求：
（1）锚板、支承筒及螺母均采用合金结构钢，应符合《合金结构钢》(GB/T 3077-2015)中4OCr的规定，其它零（部）件采用优质碳素钢45或碳钢Q235，材料性能满足《优质碳素结构钢》(GB/T 699-2015)或《碳素结构钢》(GB/T 700-2006)的要求。
（2）拉索锚具中的锚板、支承筒、螺母等主要受力件应逐件按 GB/T 6402-2O08表4直探头质量等级 4 级，并按 JB/T 4730.4-2005 第 9 章的Ⅱ级进行磁粉探伤。
（3）拉索锚具采用表面粉末渗锌防腐，渗锌层厚度大于 80μm，满足《钢铁制件粉末渗锌》（JB/T 5067-1999）的要求，渗锌层外应用有机涂料进行封闭处理。
（4）锚板、支承筒及螺母应经调质处理，表面硬度：251-306HBW。
（5）锚板、支承筒及螺母螺纹采用梯型螺纹，符合 GB/T 5796.1-5796.4 的要求。
（6）同一规格的拉索锚具的相同部件应具有互换性。
（7）拉索安装完成后，拉索体系外露金属件应由总包方做与桥梁外露金属件同等防护级别的防护处理。拉索锚具保护罩内预留钢绞线及锚具表面涂抹油脂防护，拉索锚具内灌注油性蜡防护。
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