钢绞线斜拉索与钢丝斜拉索技术经济分析

1一、钢绞线斜拉索与钢丝斜拉索技术经济分析目前，国内及国际上用于斜拉桥拉索的结构主要有两种，即平行钢丝拉索和钢绞线拉索。钢绞线拉索在美洲已较普通使用，在欧洲、亚洲、澳大利亚两种拉索体系均在应用。美国已不推荐使用镀锌钢丝作斜拉索体系，国际上著名的一些预应力公司如：VSL、FRESSINET、DVWIDAG、BBR等均有各自成熟的钢丝、钢绞线拉索体系。国内八、九十年代以平行钢丝拉索为主，九十年代末及2000年后钢绞线拉索已得到推广应用。但也应注意到10多年来采用的钢丝拉索体系，近年来因少量的拉索防护体系的损坏而不得不进行换索（也包括拉索结构类似的拱桥吊杆）。如济南黄河公路桥、四川犍为岷江公路桥、广州海印大桥、上海恒丰路立交桥、上虞斜拉桥等。还有部分斜拉桥、拱桥都还处于病症状态（如珠海淇澳大桥、南宁三桥等）。换索直接费用均在1000万元以上，因封闭交通引起的间接损失还不在其内。因此选择性能优越的拉索和建立有效的施工控制和维护是斜拉桥生命的有效保证。两种索体结构的对比:1、钢丝斜拉索制作及安装流程：钢丝定长下料→编索→扭角绕包（2~40）→热挤HDPE→定长截断→装锚头及镦头→灌注环氧铁砂→固化→超张拉→上盘运输至工地→吊装桥面放索→软、硬牵引入塔口→张拉及调整索力。2、环氧涂层钢绞线拉索制作及安装流程：2光面钢绞线→单根环氧涂层→单根涂油脂及热挤HDPE→上盘运输至工地→连续单根放索后穿索同时安装HDPE护管→单根钢绞线张拉→钢绞线拉索整体张拉及调索→灌注防护油脂或环氧砂浆。二、国内外部分钢绞线斜拉索应用实例：序号桥名跨径布置锚具/斜拉索完成年1泸州三桥272OVM250环氧钢绞线在建2攀枝花金沙江大桥OVM250环氧钢绞线在建3宜宾长江大桥OVM250环氧钢绞线在建4江苏盐城灌河大桥150+340+150OVM250环氧钢绞线在建5江苏淮安五河口大桥152+370+152OVM250环氧钢绞线2005年6安徽安庆长江大桥215+510+215OVM250环氧钢绞线2004年7四川宜宾中坝大桥175+252OVM250环氧钢绞线2003年8四川南充嘉陵江大桥162+138OVM250环氧钢绞线在建9浙江湖州南太湖大桥92.5+190OVM250环氧钢绞线2005年10广东汕头宕石大桥518OVM2501998年11四川绵阳涪江四桥2x140OVM2502001年12浙江金华金婺大桥125OVM2001997年13湖南衡阳衡山大桥3x90OVM2001996年14广西柳州壶西大桥120OVM2001994年15西陵长江大桥16荷麻溪特大桥120+230+120OVM250环氧钢绞线200617福州青州闽江大桥OVM250环氧钢绞线18香港汲水门大桥430钢绞线斜拉索19香港青马大桥钢绞线斜拉索20柳州三门江大桥90+160+90OVM250环氧钢绞线在建21云南景洪大桥150OVM2001997年22漳州战备大桥81+132+81OVM250镀锌钢绞线2001年23兰州小西湖大桥81+136+81OVM250镀锌钢绞线2003年24常澄常州运河桥70+120+70OVM250环氧钢绞线2003年25上海卢浦大桥临时扣索550OVM250环氧钢绞线2003年26太原汾河大桥90+150+90OVM250镀锌钢绞线2004年27漓石斜拉桥81+136+81OVM250环氧钢绞线2004年28银川１号桥70+70OVM250环氧钢绞线2004年29平顶山斜拉桥70+70OVM250镀锌钢绞线2005年30京承潮白河大桥72+120x2+72OVM250环氧钢绞线2005年331中山市岐江大桥81+132+81OVM250环氧钢绞线2005年32禹门口大桥(75+2x125+75)x2OVM250环氧钢绞线2005年33昆山吴淞江大桥125+125OVM250环氧钢绞线2005年34浙江湖州菜花泾大桥80OVM250环氧钢绞线2005年35上虞曹娥江大桥120+120OVM250环氧钢绞线2005年36株洲市芦淞大桥140+140OVM250环氧钢绞线在建37福建浦上斜拉桥70+70+70OVM250环氧钢绞线在建38山西仙神河大桥125+125OVM250环氧钢绞线在建39韩国KUMGA（六塔）OVM250环氧钢绞线40法国诺曼底大桥856钢绞线斜拉索41美国阳光大道大桥钢绞线斜拉索42美国克拉克大桥230钢绞线斜拉索43西班牙卢纳桥440钢绞线斜拉索三、性能比较分析：序号技术性能指标钢丝斜拉索钢绞线斜拉索1钢材强度1670MPA1860MPA2拉索用量大减少约8%；降低造价3防护性能Ⅰ镀锌+绕包带＋HDPE层涂层环氧＋油脂＋单根HDPE+HDPE护套防护性能Ⅱ钢丝与HPDE热熔粘结，钢丝受力时可传递给HDPE,HDPE在受力状态下易开裂HDPE护套不受钢绞线传递力，不易开裂防护性能Ⅲ镀锌层易在运输及制索过程损坏环氧层在运输及制索过程不易损坏4防护层材料镀锌层和基体金属中的晶格渗氢，造成晶格扭曲，内应力增大，产生氢脆，镀锌层受损时，极易发生电极反应，锌的腐蚀加速有机环氧耐蚀能力极强5疲劳性能Ⅰ镀锌后钢丝强度降低约5%，疲劳性能降低约18%。由于钢丝成品索钢丝相互扭角挤压，钢丝间易产生微动摩擦，可降低疲劳性能疲劳性能与钢绞线基体材料相同疲劳性能Ⅱ疲劳应力上限荷载0.4δb，应力幅200MPA疲劳应力上限荷载0.45δb，应力幅250MPA46抗振性能Ⅰ钢丝拉索结构为整体粘结，抗振性能较差钢绞线拉索单根隔离，提高振动时内部阻尼系数抗振性能Ⅱ钢丝拉索直径小，抗振性能较好钢绞线拉索直径较大，抗振性能较差7挂索周期较短12～24小时挂一对索8挂索难度需大型起重设备，需采用较大的软牵引力和拉杆牵引力工艺单根钢绞线挂索，不需大型起重及牵引设备9长度控制定长制索，长度控制2‰以内，螺纹调节长度较短，不利于调节制索长度误差和施工定位误差，不利于调节数年后产生的索的挠度调整对下料长度要求不高10换索功能必须整个索体更换，规模大，费用高，封闭交通可单根钢绞线更换，规模小，可不封闭交通11运输及储存需大型运输工具，储存占地面积大不需大型运输工具，储存占地面积小四、镀锌钢丝拉索与环氧钢绞线拉索造价分析：各公司的制作工艺，用材以及成本核算的构成各有所不同，市场竞争的理念也各有特色。因此以市场形成的造价进行比较才具有参考价值。现提供近两年几座市场斜拉索材料中标价进行比较。镀锌钢丝斜拉索中标价序号工程名称斜拉索结构钢丝用量（吨）中标金额（万元）中标单价（万元/吨）1珠江黄埔大桥（2005年）镀锌钢丝拉索137433392.492湛江海湾大桥（2005年）镀锌钢丝拉索79019002.43顺德高赞大桥(2005年）镀锌钢丝拉索79817302.24天津保定大桥（2005年)镀锌钢丝拉索2455772.355重庆涪陵乌江二桥（2005年）镀锌钢丝拉索173736532.16深圳湾大桥（2004年）镀锌钢丝拉索2214201.95环氧钢绞线斜拉索中标价序号工程名称斜拉索结构钢绞线用量（吨）中标金额（万元）中标单价（万元/吨）1宜宾中坝大桥（2002年）环氧钢绞线斜拉索11324362.182安庆长江大桥（2003年）环氧钢绞线斜拉索94319852.13淮安五河口大桥（2004年）环氧钢绞线斜拉索195444782.34江苏盐城灌河大桥（2005年）环氧钢绞线斜拉索81419402.385泸州三桥（2005年）环氧钢绞线斜拉索138931652.36珠海荷麻溪特大桥（2005年）环氧钢绞线斜拉索4409902.25从以上斜拉索桥梁中标价格可大概分析出镀锌钢丝斜拉索，环氧钢绞线斜拉索市场材料价格基本相同．但还因考虑不同的时间段材料价格不同所造成的影响。还未考虑采用钢绞线拉索比钢丝拉索材料用量节约8%。柳州欧维姆机械股份有限公司2006-1-22