1.范围
1.1本节工程为斜拉索的制造,其工作内容包括钢丝及所制作材料的提供、斜拉索的制造、试验、锚具、连接件、防护、抗振措施或装置、储存。所有成品均应运至安装现场监理工程师指定的地点。 1.2斜拉索
斜拉索采用直径为7mm的低松弛高强度镀锌钢丝,本工程斜拉索共分6类,钢丝根数为109、139、163、187、199、211丝,斜拉索断面呈正六边形或缺角正六边形紧密排列,经左旋轻度扭绞而成。为确保钢丝防护的可靠性,制索时按图纸规定其外热挤双层PE防护套,外层PE防护套的颜根据景观要求按图纸规定选用。 斜拉索的各项技术标准应符合图纸及《斜拉索桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》(GB/T18365-2001)的要求。 2.材料
2.1 钢丝
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符合《桥梁缆索用热镀锌钢丝》(GB/T17101-1997)的规定。在交货的成品钢丝中,不得有任何形式的接头。主要技术指标应满足下表1规定。
表1 7mm高强度镀锌钢丝技术要求
序号 | 项 目 | 技 术 指 标 要 求 |
1 | 直径及偏差 | 7.00(±0.07)mm |
2 | 椭圆度 | ≤ 0.07mm |
3 | 公称面积 | 38.48mm2 |
4 | 公称重量 | 302g/m |
5 | 抗拉强度 | ≥ 1670MPa |
6 | 屈服强度 | ≥ 1410MPa |
7 | 延伸率 | ≥ 4% (标距L0=250mm) |
8 | 反复弯曲 | ≥ 5次(R=20mm,180°) |
9 | 缠绕 | 3d 8圈不断(d为钢丝直径) |
10 | 松弛率 | ≤ 2.5% ( 0.7G.U.T.S,1000h,20℃ ) |
11 | 疲劳应力 | 360MPa(上限应力0.45G.U.T.S,N=2 106次反复荷载) |
12 | 弹性模量 | (2.0±0.1) 105MPa |
13 | 锌层重量 | ≥300g/m2 |
14 | 锌层附着性 | 5d 8圈,锌层不起层,不剥离(d为钢丝直径) |
15 | 硫酸铜试验 | > 4次(每次1分钟) |
16 | 冷镦性能 | 符合ASTM A421-80要求 |
17 | 伸直性能 | 1m弦长,弦与弧的最大自然矢高≤30mm |
18 | 盘重 | 盘卷数95%大于900Kg,其余5%大于500Kg |
19 | 其它要求 | 成品钢丝交货时无锈斑,且不得有任何形式的接头 |
| | | | | | |
20 | 化学成分含量 (%) | C | Si | Mn | S、P | Cu |
0.75~0.85 | 0.12~0.32 | 0.60~0.9 | ≤0.025 | ≤0.2 |
| | | | | | |
2.2 钢丝镀锌层的附着量应大于300g/m2。镀锌层应按 《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/T2973-1991)进行检验。
2.3 锚具宜选用40Cr钢制作,应符合《合金结构钢技术条件》(GB3077-88)的要求。钢材化学性能及力学性能应符合下表2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《锻轧钢棒超声波检验方法》(GB/T 4162-1991)B级探伤,并作磁粉探伤,磁粉探伤按《钢制压力容器磁粉探伤》(JB4730-1994)Ⅱ级进行。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。
表2 锚具钢材化学成分及力学性能技术要求
钢牌号 | 力学性能 | 化学成分(%) |
40Cr | 抗拉强度 σb(MPa) | 屈服点 σs(MPa) | 伸长率 δ(%) | 断面收缩率 ψ(%) | C | Si | Mn | Cr |
980 | 785 | 9 | 45 | 0.37~0.44 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | 0.80~1.10 |
| | | | | | | | |
2.4 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。
2.5 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。内层用黑高密度聚乙烯防护套,技术性能应符合下表3的要求;外层用彩高密度聚乙烯防护套,其技术性能符合下表4的要求。
表3 黑高密度聚乙烯技术条件
序号 | 项 目 | 单 位 | 指 标 | 试验方法 |
1 | 密度 | g/cm3 | 0.942-0.978 | GB 1033-86 |
2 | 中国听书网熔融指数 | g/10min | ≤0.45 | GB 3682-83 |
3 | 拉伸强度 | MPa | ≥20 | GB 1040-92 |
4 | 断裂伸长率 | % | ≥650 | GB 1040-92 |
5 | 邵氏硬度 | Shore D 什么叫亚太地区 | ≥60 | GB 2411-80 |
6 | 维卡软化点 | °C | ≥115 | GB 1633-79 |
7 | 脆化温度 | °C | ≤-76 | GB 5470-85 |
8 | 冲击强度 | KJ/m2 | ≥25 | GB 1043-93 |
9 | 耐热应力开裂 | F0/h | ≥96 | GB 1035-70 |
10 | 耐环境应力裂性 | F0/h | ≥1500 | GB 1842-99 |
11 | 碳黑含量 | % | 2.3 0.30 | GB 15065-94 |
12 | 碳黑粒度 | μm | ≤20 | GB个人网络空间 15065-94 |
13 | 耐热老化(100 C,168h) |
拉伸强度保留率 | % | ≥85% | 河北华裕家禽育种有限公司GB 7141-92 |
断裂伸长率保留率 | % | ≥85% |
| | | | |
表4 彩高密度聚乙烯技术条件
序号 | 项 目 | 单 位 | 指 标 | 试验方法 |
1 | 密度 | g/cm3 | 0.942-0.978 | GB 1033-86 |
2 | 熔融指数 | g/10min | ≤0.45 | GB 3682-83 | 连体人
3 | 拉伸强度 | MPa | ≥20 | GB 1040-92 |
4 | 断裂伸长率 | % | ≥600 | GB 1040-92 |
5 | 邵氏硬度 | Shore D | ≥60 | GB 2411-80 |
6 | 维卡软化点 | °C | ≥110 | GB 1633-79 |
7 | 脆化温度网友世界 | °C | ≤-76 | GB 5470-85 |
8 | 冲击强度 | KJ/m2 | ≥25 | GB 1043-93 |
9 | 耐热应力开裂 | F0/h | ≥96 | GB 1035-70 |
10 | 耐环境应力裂性F0 | F0/h | ≥1500 | GB 1842-99 |
11 | 耐热老化(100 C,168h) |
拉伸强度保留率 | % | ≥85% | GB 7141-92 |
断裂伸长率保留率 | % | ≥85% |
12 | 耐光牢度 | 级 | ≥7 | GB 8427-98 |
| | | | |
2.6缠绕纤维增强聚脂带宜采用二层聚脂带内夹纤维丝的增强复合带,带宽30~40㎜,抗拉强度每10㎜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要求》(GB/T18365-2001)及图纸的规定和以下要求:
3.1 斜拉索静载的破断载荷应不小于组成斜拉索的钢丝公称破断载荷的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1.95×105Mpa。
3.3 斜拉索表面采取抗风雨振措施, 由斜拉索供商根据自身能力提供相关切实有效的措施方案,并承诺在本项目中使用该抗风雨振措施。
3.4抗风雨振措施相关费用列入斜拉索的总价中。
4. 斜拉索的试制和试验
4.1 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。
4.2 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。斜拉索具备内外层保护。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%。
加载可参照以下方法进行:由0.1Pa开始,逐级加载至0.5Pa,每级0.1 Pa,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0.5Pa后持荷10min,然后继续加载,每级0.05 Pa,并逐级持荷2min,量测索长变化。在逐级加载,直至达0.8Pa。卸载后量测锚板的回缩值,记录试验中的异常情况。
4.3动载试验
本项目应进行拉索的疲劳试验,疲劳试验拉索规格大于200丝;或者可以提供三年内200丝以上拉索疲劳试验合格报告者,可以不另行试验,疲劳试验相关费用列入拉索的总报价中。
试验方法:先加设计载荷的1.2倍的静载并持荷10 min后卸载,量测锚板回缩值。然后用脉冲动荷载加载,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。
如有断丝发生,应记录断丝部位及根数以及当时的脉冲计数。卸载后,量测锚板回缩值。
4.4 上述试验如达不到本规范规定的标准,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。所有各次试验费用,均包括在合同单价及总价之内。
5. 斜拉索的制作和储存
5.1 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、经扭绞机实施扭绞,扎紧。
(2)缠绕细钢丝或纤维增强聚脂带,形成扭绞钢丝束。缠包的聚脂带重叠宽度不小于带宽的1/3,重叠层数不多于4层。
(3). 牵引钢丝束进入塑料挤压机挤出,裹以热挤高密度聚乙烯,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应符号以下规定:
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;允许有0.1㎜的纵向裂缝,不允许有横向裂缝;镦头以下不得有削弱断面。锚孔直径应大于钢丝直径。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。