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重復(fù)使用鋼絲繩用做懸索橋施工貓道承重索的檢

作者： admin 編輯： admin 來源：admin 發(fā)布日期：2022-10-05 12:51

信息摘要：

1前言泰州大橋主橋采用主跨21080m三塔兩跨連續(xù)鋼箱梁懸索橋，為世界首創(chuàng)。貓道是懸索橋上部結(jié)構(gòu)各分項工程施工最重要的高空作業(yè)通道和場地，其貫穿整個懸索橋上部結(jié)構(gòu)安裝工程

1前言

泰州大橋主橋采用主跨2×1080m三塔兩跨連續(xù)鋼箱梁懸索橋，為世界首創(chuàng)。貓道是懸索橋上部結(jié)構(gòu)各分項工程施工最重要的高空作業(yè)通道和場地，其貫穿整個懸索橋上部結(jié)構(gòu)安裝工程始終。貓道的線形、結(jié)構(gòu)安全、抗風(fēng)穩(wěn)定性將影響到整個上部構(gòu)造施工各個主要分項工序的質(zhì)量、進(jìn)度和施工安全。泰州大橋施工貓道承重索，為原潤揚(yáng)大橋和西埃門大橋施工中使用過的p54mm（6×36SW+

IWR）鋼芯A類鍍鋅鋼絲繩，破斷拉力2030kN。貓道承重索作為貓道結(jié)構(gòu)的主要受力體，對施工貓道的結(jié)構(gòu)安全起著決定性作用。對舊鋼絲繩的重復(fù)使用，目前國內(nèi)的檢驗和報廢標(biāo)準(zhǔn)主要有《煤礦重要用途在用鋼絲繩性能測定方法及判定規(guī)則》（MT

717-1997），《鋼絲繩（纜）在線無損定檢測方法和判定規(guī)則》（MT970-2005），《起重機(jī)用鋼絲繩檢驗和報廢實用規(guī)范》（GB/T5972-2006/ISO4309），

《重要用途鋼絲繩》（GB8918-2006），《架空索道用鋼絲繩檢驗和報廢規(guī)范》（GB9075-1988），均為主要針對重載反復(fù)收放的，而針對懸索橋施工貓道這樣受恒載為主的標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺。隨著大跨徑懸索橋這種橋型在國內(nèi)被廣泛使用，每座橋全部采用新繩也不可能-]。因此參照國內(nèi)相關(guān)規(guī)范制訂了完善的檢驗方案，進(jìn)行了包含外觀、面積減少（銹蝕、磨損、斷絲）、性能3個方面的全面檢測，對大型臨時結(jié)構(gòu)的材料的重復(fù)使用和保證工程施工安全起到了積極作用。

2外觀檢查及維護(hù)

2.1外觀檢查項目

外觀檢查的主要目的是檢查舊鋼絲繩明顯的損傷，主要依靠目測，主要參考《起重機(jī)用鋼絲繩檢驗和報廢實用規(guī)范》（GB/T5972-2006）進(jìn)行。

對于具有下列情況之一的鋼絲繩予以報廢：

a.主要是整股鋼絲繩斷裂；b.鋼絲繩扭結(jié)嚴(yán)重；c.繩芯外露、繩芯損壞；d.局部外層鋼絲伸長呈籠形狀態(tài)；e.腐蝕、磨損和斷絲數(shù)符合報廢條件；f.變形、外觀呈波浪形、籠形畸變、繩股擠出、鋼絲擠出、繩徑局部增大或減小、部分被壓扁、整根鋼絲繩繩芯被擠出，鋼絲繩表面腐蝕憑視覺觀察顯著；g.斷絲局部聚集或斷絲數(shù)符合報廢條件；h.由于電弧作用或受熱過度而引起的損壞；i.其他符合報廢條件。鋼絲擠出、鋼徑局部增大或減小、鋼絲繩部分被壓扁如圖1所示。

2.2外觀檢測方法

對用做貓道承重索的重復(fù)使用鋼絲繩必須逐根展開進(jìn)行外觀檢查，并記錄檢查結(jié)果。外觀檢查應(yīng)在白天進(jìn)行，安排兩人以上從鋼絲繩兩側(cè)同時觀察，收放索裝置間距應(yīng)不小于20m，以便于觀察。外觀目檢時的速度不得超過0.5m／s，檢查結(jié)果應(yīng)作記錄并妥善保管。利用專用放索裝置（具備放索和收索功能），通過逐段展開貓道承重索鋼絲繩進(jìn)行檢查，詳情見圖2，圖中鋼絲繩外觀檢查和無損檢測同時進(jìn)行。

2.3鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)

外觀檢測合格、滿足使用要求的鋼絲繩，在檢查過程中對鋼絲局部輕微銹蝕部位除銹后，補(bǔ)涂富鋅漆。做好完好狀態(tài)、長度參數(shù)等標(biāo)記。

3鋼絲繩的無損檢測

對鋼絲繩的使用和報廢情況的檢驗表明，內(nèi)部損傷是許多鋼絲繩失效的首要原因，通常的外部檢驗可能發(fā)現(xiàn)不了內(nèi)部損壞的程度，甚至到了迫近斷裂的危險地步也是如此。通常的方法是用兩個夾鉗以一定的間隔距離牢固地夾到鋼絲繩上，朝著與鋼絲繩捻向相反的方向?qū)A鉗施加一個力，使外層繩股散開并脫離繩芯，進(jìn)行內(nèi)部檢測。該方法不可能對鋼絲繩全長都作內(nèi)部檢驗，可靠性存在疑問。泰州大橋施工貓道長約3050m，全部承重索總長約61000m，檢測數(shù)量大。對于面積減少（內(nèi)外部磨損，內(nèi)部的銹蝕、斷絲）采用常規(guī)方法不但檢查工程量大，而且存在漏檢的可能性。參考《鋼絲繩（纜）在線無損定檢測方法和判定規(guī)則》（MT 970-

2005），采用無損探傷技術(shù)進(jìn)行檢測。檢測情況如下：a.對所有經(jīng)過卷外觀測檢查合格的貓道架設(shè)鋼絲繩，采用鋼絲繩電腦探傷儀進(jìn)行無損檢測，檢查其內(nèi)部斷絲及磨損斷面縮小情況；b.檢測儀器名稱：

鋼絲繩電腦探傷儀；c.儀器型號：GNDT-CS60；d.鋼絲繩判斷標(biāo)準(zhǔn)：《索道用鋼絲繩檢驗和報廢規(guī)范》（GB/T 9075-2008）]。

檢測結(jié)果：經(jīng)對120根6×36SW+IWR-54-A鋼芯繩進(jìn)行無損定量安全檢測，鋼絲繩整體狀況良好，斷面損失在0.39%~2.86%，其磨損、斷絲均未超標(biāo)，檢驗合格，可繼續(xù)使用。

4鋼絲繩的破斷試驗和拆股試驗
為確保使用安全，對鋼絲繩進(jìn)行力學(xué)性能試驗。依據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦重要用途在用鋼絲繩性能測定方法及判定規(guī)則》（MT 717-1997），對“在用繩定期檢驗的技術(shù)要求”中規(guī)定：

“定期檢驗只做鋼絲破斷拉力和反復(fù)彎曲兩種試

驗”，委托有資質(zhì)的鋼絲繩專業(yè)檢測中心對鋼絲繩取樣進(jìn)行試驗，共完成8組試驗，結(jié)果如下。

4.1整繩破斷試驗結(jié)果

按照《鋼絲繩破斷拉伸試驗方法》（GB/T

8358-2006）規(guī)定進(jìn)行破斷試驗，結(jié)果見表1]。

表1鋼絲繩整繩破斷拉力試驗結(jié)果

Table 1 Result of whole wire rope breaking pulling force test注：結(jié)構(gòu)規(guī)格為6×36WS+IWR-54mm，強(qiáng)度為1960MPa鋼絲繩的最小破斷荷載為2007kN，最大破斷荷載為2046kN，與公稱破斷拉力2030kN相比偏差在2%以內(nèi)，說明鋼絲繩性能保持完好。

4.2拆股鋼絲強(qiáng)度試驗結(jié)果

鋼絲的破斷拉力檢驗按照《金屬材料室溫拉伸

試驗方法》（GB/T228-2002）規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗結(jié)果見表2]。

表2拆股鋼絲強(qiáng)度試驗結(jié)果

Table 2 Result of wire strand strength test MPa鋼絲直徑/mm編號1.872.45 2.553.0最大最小最大最小最大最小最大最小

SD2917821702140220021002200201022202090原4#22101970214020702190213022002100

DB5-920501970214020602180211021201980

SD2421222002110217020802210208021902050SD2919221502070219020902160211021802050

SD2X081021802050216020902160208022002080原2#21402010219021002190211022002020

DB6-222102080224020602280211021402020注；結(jié)構(gòu)規(guī)格為6×36WS+IWR-054mm，強(qiáng)度為1960MPa根據(jù)《重要用途鋼絲繩》（GB8918-2006）規(guī)定，拆股鋼絲強(qiáng)度低值為公稱抗拉強(qiáng)度，表2數(shù)據(jù)均

大于1960MPa，符合規(guī)范規(guī)定，性能滿足要求。

4.3拆股鋼絲反復(fù)彎曲試驗結(jié)果

拆股鋼絲的反復(fù)彎曲試驗按《金屬材料線材反復(fù)彎曲試驗方法》（GB/T238-2002）規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗結(jié)果見表38]。

表3拆股鋼絲反復(fù)彎曲

Table 3 Repeated bending of wire strand次/180°

鋼絲直徑/mm編號1.872.452.553.0最大最小最大最小最大最小最大最小

SD29178 1411161114121512原4#1310151013101512

DB5-913101512141214125D24212 15 101612131l1512

SD29192149151114101410

SD2X081013 11 161113111411原2#14 l1161015111311

DB6-214ll 161215101410注：結(jié)構(gòu)規(guī)格為6×36WS+IWR-454mm，強(qiáng)度為1960MPa根據(jù)《重要用途鋼絲繩》（GB8918-2006）規(guī)定，對于強(qiáng)度等級1960MPa、A級鍍鋅鋼絲繩，拆股鋼絲反復(fù)彎曲（次/180°），1.87mm、d2.55mm最小值為9次，2.45mm、3.0mm最小值為10次（不同直徑鋼絲試驗彎芯半徑不同），滿足規(guī)范要求。另外，依據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦重要用途在用鋼絲繩性能測定方法及判定規(guī)則》

（MT 717-1997），對礦井提升用鋼絲繩定期檢查（舊繩）的規(guī)定，“用做升降物料的光面和鍍鋅繩，鋼絲的反復(fù)彎曲次數(shù)應(yīng)不低于新繩允許彎曲次數(shù)的80%”，同樣滿足規(guī)范要求。

5總體檢驗情況

在對外觀檢查中發(fā)現(xiàn)主要損壞方式為折彎、銹蝕和磨損斷絲三種情況。分析原因主要是在貓道拆除、吊裝運(yùn)輸和保存過程中造成的折彎，拖拉中形成的磨損斷絲，磨損后出現(xiàn)的銹蝕等。因此，針對貓道承重索鋼絲繩的使用和保存，在工程施工和運(yùn)輸中應(yīng)特別注意防止折彎、壓扁、局部磨損。工程完工鋼絲繩上盤前，應(yīng)對局部銹蝕部位進(jìn)行除銹，涂富鋅漆，以利于再次使用。

無損檢測和拆股力學(xué)試驗總體情況比較良好，均接近于新鋼絲繩的性能指標(biāo)，主要原因是貓道鋼絲繩主要承受靜力荷載，動載引起的荷載變化幅度較小，較起重和索道中的反復(fù)彎曲、磨損工況要良好的多。原有貓道承重索共120根合計約67000m，泰州大橋施工實際使用100根合計約61000m，針對檢驗合格的鋼絲繩進(jìn)行優(yōu)化組合配置，不足部分剔除，局部損壞折彎段鋼絲繩重新澆筑錨頭后使用，工程應(yīng)用情況良好。

6結(jié)語

泰州大橋上部結(jié)構(gòu)施工中，考慮施工的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能環(huán)保，對于重復(fù)利用的貓道承重索鋼絲繩，在國內(nèi)還沒有適用的檢驗和報廢標(biāo)準(zhǔn)的情況下，為確保施工貓道的結(jié)構(gòu)安全，積極探索通過多項檢測手段，對舊鋼絲繩的重復(fù)使用進(jìn)行了全面檢測，使舊材料的重復(fù)使用有據(jù)可依，同時打消安全顧慮，降低了施工投入。總結(jié)的重復(fù)使用鋼絲繩用做懸索橋施工貓道承重索的檢測方法和指標(biāo)，對國內(nèi)橋梁施工中規(guī)范化使用舊材料具有積極的借鑒意義，可供今后類似工程參考。

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