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表1序号检验项目试样数量取样方法及部位试验方法1化学成分每炉（罐）1个GB222GB2232拉伸试验1G2975GB228、GG63973冷弯试验2不同根GB2324尺寸逐盘GB/T14981，盘端部千分尺、游标卡尺5表面质量逐盘盘端部目测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/T2972-1991)和《镀锌钢丝锌层重量试验方法》(GB/T2973-1991)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表2序号项目技术指标1公称直径φ7.0（±0.07）mm2不圆度≤0.04mm3横截面积38.48mm24抗拉强度≥1670MPa5屈服强度≥1410MPa6延伸率≥4.0%(L=250mm)7弹性模量(1.90～2.10)×105MPa8反复弯曲≥5次(R=20mm)9卷绕3d×8圈10松驰≤2.5%(0.7G.U.T.S,1000h,20℃)11疲劳应力幅360MPa(上限应力0.45σb，N=2×106次)12锌层单位质量≥300g/m213锌层附着性5d×8圈，不起层，不剥离14硫酸铜试验≥5次（每次1min）15伸直性：弦与弧的最大自然矢高≤15mm（弦长1000mm）16自由圈升高度≤0.15m钢丝的化学成分表3化学成分（%）CSiMnSPCu0.80~0.850.12~0.320.60~0.90≤0.025≤0.025≤0.20锚具钢材化学成分及力学性能技术要求表4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δs(%)断面收缩率ψ(%)冲击吸收功Aku2(J)CSiMnCr980785945470.37~0.440.17~0.370.50~0.800.80~1.102.6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表5序号项目技术指标1密度0.942～0.978g/cm22熔融指数0.2g/10min3拉伸强度20MPa4断裂伸长率600%5邵氏硬度606维卡软化点115℃7脆化温度-70℃8冲击强度25kJ/m29耐热应力开裂96h10耐环境应力开裂性IUIgcpalco6301500h11碳黑含量2.3±0.3%12碳黑粒度20μm13碳黑分散度：色谱法显微镜法4000合格14100℃168小时空气箱老化拉伸强度保留率断裂伸长率保留率85%85%彩色高密度聚乙烯材料技术要求表6序号项目技术指标1密度0.942～0.978g/cm22熔融指数0.45g/10min3拉伸强度20MPa4断裂伸长率600%5拉伸弹性模量≥150MPa6弯曲弹性模量550~1100MPa7邵氏硬度608维卡软化点110℃9脆化温度-70℃10冲击强度25kJ/m211耐热应力开裂96h12耐环境应力开裂性IUIgcpalco6301500h13100℃168小时空气箱老化拉伸强度保留率断裂伸长率保留率85%85%14耐光色牢度7级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1.95×105MPa。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表7序号检验项目取样数量取样部位试验方法1抗拉强度1根/盘盘端部按GB228-20022规定非比例伸长应力1根/盘盘端部按GB228-20023伸长率1根/盘盘端部按GB228-20024弹性模量每批5%盘端部按GB8653-885松驰试验1根/300t按GB/T17101-976疲劳试验1根/2000t按GB/T17101-977缠绕试验1根/盘盘端部按GB/T17101-978锌层重量每批5%按GB2973-919附着力试验每批5%盘端部按GB/T17101-9710硫酸铜试验每批5%按GB2972-9111表面质量1根/盘盘端部目视12尺寸1根/盘盘端部按GB/T17101-974.2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0.1Pb开始，逐级加载至0.5Pb，每级0.1Pb，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0.5Pb后持荷10min，然后继续加载，每级0.05Pb，并逐级持荷2min，量测索长变化。再逐级加载，直至达0.95Pb。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