信息摘要：
鋼絲繩吊索是懸索橋連接主纜索夾與加勁梁的組裝件-21。鋼絲繩吊索長期承受橋梁靜載，路面車輛運行和風振造成的脈動循環載荷應力，以及日光照射和雨水侵蝕，因而要求鋼絲繩吊索
鋼絲繩吊索是懸索橋連接主纜索夾與加勁梁的組裝件-21。鋼絲繩吊索長期承受橋梁靜載，路面車輛運行和風振造成的脈動循環載荷應力，以及日光照射和雨水侵蝕，因而要求鋼絲繩吊索具有較高的強度、良好的耐疲勞性能和耐候能力，高而穩定的彈性模量，以及長期穩定而精確的索長。筆者對懸索橋用鋼絲繩吊索長期穩定的長度控制、制作過程精確的長度控制以及制作工藝技術進行研究，并將研究成果應用于生產實踐進行驗證。
1懸索橋用鋼絲繩吊索的特點及要求
懸索橋是經濟快速的建造千米以上大跨度橋梁的結構形式（圖1），具有用鋼量較省、架設施工簡便、無風險、耐久性好、養護費用低等特點-6]。
懸索橋用鋼絲繩吊索特點：（1）較高的強度級別及承載能力；（2）較好的耐疲勞性能；（3）較好的耐候能力；（4）高而穩定的彈性模量。
懸索橋用鋼絲繩吊索要求：（1）長期穩定而精確的長度；（2）制作過程精確的長度控制。吊索鋼絲繩各鋼絲、各繩股之間沒有任何永久的硬性連接，只能依靠捻制預變形形成的空間“螺旋”曲線緊緊組合在一起，外力及鋼絲和繩股自身的彈性極易改變鋼絲繩的捻制狀態，使鋼絲繩的結構和長度發生變化，給有極高長度精度及長度穩定性要求的鋼絲繩吊索制作帶來許多困難。
2懸索橋用鋼絲繩吊索生產設計方案
2.1提高吊索結構穩定性的設計吊索結構穩定性生產工藝流程：鋼絲繩預張拉→彈性模量測量一定尺及著色下料一卷取→澆鑄先澆鑄端（即輪面）→頂壓一→長度調整、修正及著色標記→（壓鑄錐形鑄塊），澆鑄后澆鑄端（即輪底）→頂壓一長度校核及兩端又形耳板調整→塑料包裝帶纏繞、卷取一制作緩沖器→檢驗→成品包裝。
利用WINDOWSXP平臺上的鋼絲繩結構設計軟件ROPEDESIGN，進行吊索鋼絲繩的配絲、捻向和捻距搭配計算，使吊索鋼絲繩結構緊密、扭矩合理，從而使鋼絲繩自身的結構穩定性較好，具體參數見表1。
吊索鋼絲繩的生產必須采用有效的工裝，使其預變形充分而不過量。為了防止外力或者殘余應力造成鋼絲繩結構發生變化，設計了圖2所示的卡具固定鋼絲繩的繩頭。
該結構設計方案.吊索鋼絲繩的扭矩系數非常小，僅為0.0036697，說明鋼絲繩繩股捻距、捻向的搭配使鋼絲繩扭矩基本平衡，再輔以有效的工裝進行生產，鋼絲繩的殘余應力能得到很好的消除，鋼絲繩的結構穩定性非常好。
2.2消除吊索鋼絲繩結構伸長的設計鋼絲繩在承受軸向載荷時，會隨著載荷和時間的增加而伸長，這種伸長包括彈性伸長和結構伸長（非彈性變形）。吊索鋼絲繩不許有結構伸長現象存在，否則懸索橋的橋面弧線會隨著時間改變，給大橋的安全和壽命帶來危害。吊索鋼絲繩通常采用預張拉消除其結構伸長。
2.2.1預張拉前準備
（1）鋼絲繩預張拉前必須對預張拉設備進行檢查、維修，保證各運動部件靈活，鋼絲繩不得黏附任何異物，各計量儀器示值準確并在檢定有效期內。
（2）鋼絲繩張拉前，認真檢查待張拉鋼絲繩的表面狀況、繩徑、捻向、捻距是否與生產工藝內容一致，壓線瓦孔型尺寸是否符合相關技術要求。
2.2.2預張拉技術要求
預張拉采用直拉方式進行，每段鋼絲繩預張拉不低于3次，預張拉力為吊索鋼絲繩最小破斷拉力的55%，持荷時間60min。鋼絲繩最后2次預張拉的非彈性變形量之差不大于預張拉長度的0.015%
時，達到要求1。
2.2.3預張拉加載及結構伸長量測量（l）當鋼絲繩從松弛狀態加載到鋼絲繩最小破斷拉力的5%時，停止加載，在兩端瓦口處作好標記.然后按照圖3所示.在兩瓦口間取一段長度為S的鋼絲繩，用細著色筆做好A，B點標記，用激光測距儀測量其長度來考核樣本長度S（90m≤S<100m，數值精確到毫米，盡可能接近100m，且全段必須是未預張拉過的鋼絲繩）。
（2）繼續加載到的鋼絲繩最小破斷拉力的55%，持荷60min后，緩慢卸載至松弛態，保持2~3
min，再加載到鋼絲繩最小破斷拉力的5%，用激光測距儀測量第1次預張拉后的長度S，（即A，B間距離），第1次預張拉結束。
（3）按公式（S。一S.2×100%計算（計算結果小于0.015%為合格），并作好記錄，該段鋼絲繩預張拉結束。
（4）依次重復（1），（2），（3）各步驟，完成第2，
3.…n段吊索鋼絲繩預張拉及其測量。
2.3定尺下料過程長度精確控制設計
2.3.l長度測量及修正
2.3.1.1長度測量
鋼絲繩預張拉處理合格后，在鋼絲繩承受設計恒載條件下，采用Leica DISTOE激光測距儀（儀器精度±5/100000）進行長度測量。
2.3.l.2長度修正
為提高鋼絲繩吊索的長度精度，還應考慮測量環境溫度的影響，按照高碳鋼在10~50℃時的熱膨脹系數（a=10.87xl0/℃），將測量長度修正為設計溫度、恒載條件下的標準長度。溫度修正公式如下。
L=Lo+AL，（1）
△L=lo×（1-t0）×a。（2）由式（l），（2）得
1o=LV（1+（1-t0）×a），（3）L=Lo（1+（t-t0）×a），（4）式中：——測量時的實際環境溫度，℃；to——設計溫度，一般取20℃；
1—一鋼絲繩承受設計定尺載荷下測量的長度，mm；Lo——設計條件下鋼絲繩的理論長度，mm。
2.3.2長度尺寸及方向著色標記要求
吊索用鋼絲繩長度測量并修正到設計長度后，必須按圖4進行長度及方向的著色標記。方向標注是為了避免鋼絲繩受外力作用繞自身軸線旋轉而造成吊索鋼絲繩長度變化。
（1）圖4中尺寸由設計單位提供。
（2）標記點名稱：DI，D7為吊索兩端（繩頭、繩尾）錨杯端面標記點，D4為吊索中點。
（3）著色標記的要求：從一端開始，依次測量、修正圖4中各段長度，用快干油漆清晰地噴涂各標記點。紅色或黑色單色標記點寬20mm，紅/黑雙色標記點的寬度為40mm。
（4）標記點顏色：D1用紅色油漆標記，D7用黑色油漆標記，D4點為紅/黑雙色標記（靠D1一側為紅色，靠D7一側為黑色）。
2.3.3吊索鋼絲繩兩端繩頭的處理按設計長度定尺、著色、下料的吊索鋼絲繩兩端應用細鐵絲捆扎，捆扎長度不得小于3倍的鋼絲繩直徑，且每端捆扎帶不得少于2個，兩捆扎帶之間的距離為鋼絲繩直徑的2倍，采用砂輪鋸切割下料。
2.4錨頭澆鑄過程長度精確控制設計吊索鋼絲繩進行長度測量、修正和著色標記后，進行錨杯與鋼絲繩連接的熱澆鑄，然后進行緩沖器、錐形鑄塊制作和外觀尺寸檢查。
鋼絲繩吊索錨杯熱澆鑄制作工藝流程：帚頭清洗→帚頭、鋼絲繩和錨頭的定位→錨頭的預熱→鋅銅熔融金屬的制備及澆鑄→冷卻→頂壓檢查→外觀質量檢查、標識。
吊索錨杯及其他材料技術要求：錨杯、叉形耳板、銷軸、鋅鍵、銅等構件和材料的制造或供應單位，必須具有相應的制造、檢驗資質，供方交付時必須同時提供質量保證書和檢測報告。
錨杯與鋼絲繩連接的熱澆鑄過程如下。
（1）用干凈的軟布擦凈吊索切斷點兩側鋼絲繩表面，擦拭長度約3m。切割線兩側用01.0mm鍍鋅鐵絲作臨時捆扎，每段捆扎長度為30mm；捆扎區先用石棉繩將股與股間的縫隙填平，以防熔融金屬流出，然后用鍍鋅鐵絲分3段捆扎，每段捆扎100
mm，間距50mm。
（2）清除錨杯內壁污物，并將足夠長度的繩頭表面用塑料布包覆，以防在穿過錨杯時損傷。拆開散頭段鋼絲繩中的各股及股中的鋼絲，形成帚頭狀，帚頭的叉開角（從鋼絲繩垂線向外）不超過45°。將帚頭朝下，用四氯乙烯對鋼絲表面進行徹底清洗和脫脂。在清洗和脫脂過程中應確保水和清洗劑不浸入帚頭內，清洗、脫脂后的帚頭用熱風機進行快速烘干。
（3）帶頭烘干后，帚頭頂端用鍍鋅鐵絲纏繞定形，其形狀與錨杯澆鑄孔相似。將錨杯移向帚頭，使其錨杯底部端面與錨杯端面標記點對齊。錨杯用專用加熱設備進行預熱，預熱溫度控制在（100士10）℃。將鋼絲繩固定在熱澆鑄支座上，使鋼絲繩軸線與錨杯軸線成一條直線。
（4）用石棉繩將錨杯頸部密封，以防合金流出。
按w（Zn）：tw（Cu）=98：2配制并熔化鋅銅合金。
合金熔融時最高溫度控制在600℃，當溫度降至（460±10）℃時進行澆鑄，合金凝固時錨杯頂部產生的收縮，應及時澆鑄足夠的合金來填充。合金澆鑄的密實度用頂壓試驗進行檢測，頂壓外移量按3mm預留。
3結語
（1）鋼絲繩吊索的結構穩定性方案、結構伸長處理方案、定尺下料過程長度精確控制方案設計合理，參數準確，工藝可行。
（2）鋼絲繩吊索制作工藝應用于工程實踐，能完全滿足懸索橋用鋼絲繩吊索的要求。
