摘要：斜拉桥用斜拉索系统的形式多种多样，目前，我国斜拉桥主要采用的是高强平行钢丝PE斜拉索和钢绞线PE斜拉索两种形式。以下简称平行钢丝斜拉索和钢绞线斜拉索。通过对上述两种斜拉索系统的综合对比，对其经济性、施工便利性、可维护性等方面进行了综合分析，并相应的结论。尼伯特台风路径图
关键词：平行钢丝斜拉索；钢绞线斜拉索；斜拉索综合分析
引言
斜拉索是斜拉桥中最关键的构件之一，除了要求其强度高之外，还要求其耐疲劳、耐腐蚀等。近20年来，随着国内基础设施的快速发展，斜拉桥已是一种非常普遍的桥梁结构，其制造与施工技术的发展为桥梁的发展做出了巨大的贡献，而对斜拉桥来说，其斜拉索的成本约为整个桥梁成本的15%-30%。每一根斜拉索主要由三个部分组成：斜拉索索体、锚固系统及附属构件，现有的斜拉索主要以平行钢丝或钢绞线等按照一定数量编织而成的钢束。钢束的排列以正六边形为主，辅助以受力大小来决定钢丝及钢绞线的根数，每根钢丝或钢绞线都受
到平均作用力，其截面紧凑，这样能方便地通过预埋的管道，从而更便捷地进行锚固。目前在我国应用最广泛的是两种类型的斜拉索，即平行钢丝斜拉索和钢丝绞斜拉索。
1平行钢丝拉索与钢绞线拉索体系基本构造
平行钢丝拉索是由多根平行钢丝按一定扭转角度（2°-4°）扭角成形，成形后外挤桥梁用高密度聚乙烯（简称HDPE）作为保护层。平行钢丝斜拉索使用的是φ5毫米或φ7毫米的高强度镀锌钢丝，或高强度镀锌铝钢丝，其标准强度大于1500 MPa。平行钢丝拉索通常配有冷铸墩头锚，其基本构成部件为锚杯、螺母、连接筒等，并在锚杯内填充具有流体动力特性的混合冷铸填料。此外，还包括减振器、防雨罩、保护罩等附属构件，在施工完成后对斜拉索做整体防腐处理。
钢绞线斜拉索由多根外热挤聚乙烯护套钢绞线构成，其标准强度为1860MPa，而钢绞线则采用φ5毫米7根钢丝按相应规则捻在一起，形成一根钢绞线，并在外挤聚乙烯外护套；整根钢绞线斜拉索的则由多根钢绞线按正六边形排列组成，并在整根钢绞线斜拉索外配一根大直径的HDPE保护套管，它构成了一个可伸缩的部分；在拉索锚固两端分别配有锚固夹片式张拉端锚头和锚固夹片式固定端锚头，此外，还包括可伸缩管、防雨罩、索箍等附属
构件，最后对整根钢绞线两锚头进行防腐处理。
2平行钢丝与钢绞线斜拉索适用性分析
尽管相关国家标准已颁布，但国内只有 GB/T17101 《桥梁缆索用热镀锌钢丝》这一标准，美国 PTI建议将这类钢丝作为主拉索（MTE）。在不加载条件下，钢绞线斜拉索具有良好的防腐蚀性能，但是在斜拉索用钢丝在受力情况下，还必须考虑钢丝的耐蚀性能，而斜拉索用钢绞线的腐蚀问题就是应力腐蚀问题，而且，钢绞线本身就有针尖缺陷，不能修补，也不能检测，所以钢绞线的最脆弱部位，都会被腐蚀。所以该PPI委会没有主张将钢绞线用于斜拉桥上使用。虽然目前无论钢绞线斜拉索还是平行钢丝斜拉索在施工完成后都要进行防腐处理，但钢绞线斜拉索是在现场成索后在锚固区内灌注防腐材料，其性能有所改善，但其本身的应力缺陷存在的，而平行钢丝是厂内灌注锚固填料，其与钢丝成为一个整体，现场防腐只是对锚头外表面的防腐，对结构性能的补充。而钢绞线的内防腐责成为决定是使用性能的关键因素。
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3斜拉索体系比选
平行钢丝拉索和钢绞线各有利弊，现就其利弊进行分析比较。
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3.1索体制作与安装
在索体结构、制作和安装以及施工设备等方面，钢绞线斜拉索体系与平行钢丝体系相比有很大的区别。一般情况下，平行钢丝斜拉索都是在工厂预制，按照设计的长度进行准确的下料，然后将锚头灌注到两端，进行超张拉验证，制作成斜拉索，现场只负责施工安装（牵引系统布置、穿索张拉）等作业，其成品前的检测经过多道程序，是标准化产品；而其挂索时间一般1-2天完成。钢绞线斜拉索一般为现场制作：包括钢绞线下料、HDPE管焊接、打盘、牵引系统布置、放索，穿索、张拉施工等，准备时间一般3－5天，挂索时间3天左右，其成索在现场，质量控制也在现场，其管理工作量非常大，现场站用大量时间，如遇到工期等紧迫问题，有时可能牺牲施工制索质量；并且存在交叉作业及大量吊装作业等情况；其钢绞线、锚具、HDPE管等基础原材料为厂内标准化产品。
3.2斜拉索张拉与调索
钢绞线斜拉索的锚固形式多为锚，由于锚的咬合，会出现松动、滑丝等问题，从而造成部分钢绞线的破坏。钢绞线斜拉索锚固件主要靠锯齿夹片来工作，锯齿夹片具有较大的比表面积，当润滑脂凝固或损失时，锯齿螺纹尖端会发生锈蚀，从而造成锚固件失效。乙醇胺
斜拉索采用冷铸锚，通过锚固区填充环氧铁矿砂进行锚固，在动荷载作用下，不会出现松动，也不会出现因局部腐蚀而导致锚破坏的问题。
通常情况下桥梁的线型达到设计要求，须对斜拉索进行2次或更多次的张拉调索，钢绞索斜拉索调索时，一般都是采用单根张拉方式，这种方法很难控制好索力的均匀性，而且工作夹片反复咬合会造成滑丝现象，另外张拉时夹片的取出与安装都比较困难，容易造成张紧部的破损；如钢绞线采用与平行钢丝斜拉索一样的整体张拉法进行调索，其能达到与平行钢丝斜拉索张拉吨数确定、索力均匀、调整容易等优点，但其施工设备成本比平行钢丝斜拉索更高，也不经济。
3.3安全性
平行钢丝斜拉索整束索体和锚固均在工厂提前完成，现场直接挂索张拉，现场操作工艺比较成熟，安全风险可控，整体锚固，性能可靠，运营期不存在锚固失效的问题。而钢绞线斜拉索现场制作环节多，占用场地大，交叉作业安全风险大，危险源比前者成几何倍数增加，而保护层厚度难以控制，成品索单根夹片咬合锚固，施工中已多次咬合，锚固效率低，影响疲劳性能；同时由于现场工序较多，配置大量劳务人员，这些劳务人员流动性大，
未经过系统培训，其对工程质量的把握不到位，存在非常大的安全风险。
3.4索体更换及运营期检测
eaglelake平行钢丝斜拉索体系换索，运营期由于其锚固性能稳定，不需进行换索，寿命期结束后需整索更换，需使用大吨位千斤顶，换索工艺较钢绞线换索更具效率，工期短，安全性高；换索过程须在桥梁不能通行或部分封闭的情况下进行，工程中所使用的大型吊装装置及安装装置。桥梁用钢绞线斜拉索理论上换索（可以单根换索）所用的设备都是轻型设备，该方法简单，但其运营期由于自身单根受力不均匀造成的个别钢绞线失效可进行单股更换，操作方便，不影响行车；寿命期结束需整索更换，需使用大吨位千斤顶，换索工艺复杂，工期长，需要更大作业面，对交通影响较大，安全性差。
结束语
综上所述，其平行钢丝拉索技术成熟，受力均匀性、耐久性、抗风雨振、安装工艺、施工安装工期、换索等都比钢绞线拉索有优势，特别在受力适用性、安全性及工期保障等方面优势更加明显。实际运用中，桥梁用平行钢丝斜拉索要比钢绞线斜拉索优越得多，其成熟
的技术已经被国际上许多大型桥梁所采用，特别是在恶劣天气及腐蚀环境下工作的桥梁上，有着广阔的发展前景。
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