基于钢绞线作为斜拉索的应用
体系简介
APRS250拉索体系是一种可实 现智能化的平行钢绞线拉索体 系。索体由多股PE防护热镀锌或 环氧涂覆钢绞线组成，两端由夹片式锚具夹持。锚固区钢绞线为 始终平行的独立状态，能够保证 斜拉索单根穿索、单根张拉。 拉索外层装有HDPE外护套，拉索过渡部分有可靠的防水密封措施， 为拉索提供了耐久的防腐保护。 在施工及营运期间，拉索可以实 现单根钢绞线的换索和监测。
APRS250钢绞线拉索体系构成 如图所示，包括锚固段、过渡段 和自由段。
APRS250拉索体系
• APRS公司自主研发，技术达到国际领先水平;
•在低应力使用状态下具有安全的描固性能;
•具有优异的抗疲劳性能;
•四层防腐结构确保索体具有卓越的防腐性能;
•具有完善的防水防渗漏结构
•先进的轻置化施工方式; 配套使用索力监测系统，可实时监控拉索健康安全，具有智能化功能。
锚固段：拉索锚具+防腐油脂+保护罩
过渡段：减振装置+紧索装置+ PE管连接装置(防水罩)
自由段：组成索体的PE防护钢绞线+ HDPE外护套
APRS250钢绞线拉索体系总体构造
锚固段主要由拉索锚具组成，通过夹片将拉索张力传递给桥梁结构。 拉索描具分为张拉端描具和固定端锚具(见下图)。
张拉端锚具示意图 固定端锚具示意图
张拉端锚具由张拉端锚板、夹片、支承筒、螺母、密封筒、密封装置、保护罩等组成。张拉端描具 支承筒有较长的螺纹调节长度，便于索力调整。
固定端锚具由固定端锚板、夹片、密封筒、密封装置、保护罩等组成。
▼APRS250拉索体系特点
1.拉索采用单根带PE护套的钢绞线作为索体 受力材料，索体有多层介质防护，使斜拉索的耐 久性和防腐蚀性大大提高，并可以进行单根钢绞 线更换。
2.拉索描具有优良的静载描固性能和抗疲劳 性能。
符合fib及CIP的有关规定，可在上限应力 0.45fptk，弯曲角度10mrad(毫弧度)，安装定 位器或约束圈，疲劳应力幅250MPa的条件下通过 200万次应力拉弯循环，拉索试件断丝率不大于2X。疲劳试验后的拉索进行静载试验，其***小破断力大于实际******破坏荷载的92X。或标准破坏荷载的95X(两者取大值)。0VM250拉索的抗疲劳性能 可以达到250MPa的高应力幅要求，可以使用在铁路桥梁上。
3.APRS250拉索锚具锚固性能可靠。在荷载低至0.05fpt淋态下，夹片不会出现滑丝或松脱。
4.拉索锚具有优良的防水防渗漏结构，其防水性能满足 fib和 CIP规定要求，根锯 fib和 CIP的规定要求，描具组装件在溫度循环、荷載、钢绞线偏转角度的变化条件下，具有可靠的密封性能
5.APRS250索既可单根张拉，也可以通过支承筒、螺母进行整束张拉调整 。采用等张力法进行单根张拉 、调 索 ， 保证钢绞线受力均匀。拉索结构可預先配套感，对拉索力进施工过程及运营过程的索力监控。
6.APRS250拉索体系采用具有抗风雨激振功能的双螺旋线外护窶，降低因风雨瀲摄而导致拉索发 生的共搛破坏的风险。
7.拉索采用“化整为零”的现场瓤根钢绞线安装的ft索工艺.枨据拉索的实际长度进行钢绞线下料，可适
应较大的施工误差。采用箪根吊装，安装设备体积小、质置轻，施工方便.
8.钢绞线拉索的各钢絞线ft独立防腐，独立锚固，因而可以很方便地进行单根钢绞线的更換.更换时无
霄大盟吊装设备，基本不占用桥面，拉索张力变化小，可以在不影晌交通的情况下宪成换索施工.
9.钢绞线拉索无需預制，拉索的各组成部分可以分开运输，道免大型构件运输的不便.
适用标准
▼斜拉索体系
国际结构混凝土协会(fib)《预应力钢质拉索的验收规范》(fib2005 Acceptance of stay cable systems using prestressing steels)
美国后张法协会《斜拉索设计、测试与安装推荐性规范》(PTI2007 Recommendations for stay cable design，testing and installation)
《法国预应力协会斜拉索推荐性规范》(CIP2002 Cable stays Recommendations of French i nterm i n i ster i a I commission on prestressing)
JT/T771—2009《无粘结钢绞线斜拉索技术条件》
▼钢绞线
环氣涂层钢绞线满足GB/T25823-2010《单丝涂覆环氣涂层预应力钢绞线》要求 镀锌钢绞线满足YB/T1 52—1999《高强度低松驰预应力热镀锌钢绞线》要求
▼ HDPE外护套
材料符合CJA297-2008《桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料》要求 哈弗护套符合Q/0VM 032-2008《建筑缆索用哈弗护套》要求 双螺旋线圆管护套符合Q/0VM021—2008《建筑缆索用圆管护套》
索体构成
拉索索体由多根单层PE防护钢绞线和HDPE外护套构成。单层PE防护钢绞线表面涂油脂或石蜡，涂料 充满钢绞线的间隙。PE层与钢绞线之间形成半粘结，表面光滑无裂缝，对钢绞线包裹紧密，且随钢绞线 伸长而伸长。
HDPE外护套作用是保护单根防护钢绞线束，使其与外界隔绝，防止紫外线照射而老化，阻止外界腐 蚀性物质进入拉索，使拉索的外表美观。
▼钢绞线
索体常用的钢绞线有环氣涂层钢绞线和热镀锌 钢绞线两种。热镀锌钢绞线是在钢绞线表面热镀 锌层，形成阴极保护作用。锌作为_种活性金 属，在腐蚀性环塊下会通过消耗自身而达到保护 内层金属。
环氣涂层钢绞线的环氣涂层是将环氧粉末均匀 涂覆在钢绞线七根钢丝的表面，经加热、熔融、 固结后形成致密和稳定的保护层。环氣是一种高 分子物质，具有很好的稳定性，耐酸碱腐蚀能力 很强，是“主动”防护层。
环氣涂层钢绞线在耐盐雾性试验中经10000小 时后，无锈蚀、膨胀、气泡等现象，表面无明显 可见变化，达到GBAT 6461规定的保护等级9级。
对于防腐要求较离的斜拉索推荐采用环氧涂层 钢绞线作为索体。
▼ HDPE外护套
HDPE护套有双螺旋线护套和SHG哈弗护套两 种。
双螺旋线护套是在外表面加工出双螺旋线 (其结构图见图5)，其外壁凸起的肋条可有效地 阻止雨水在风的作用下在外护套表面形成水线，
从而有效降低或阻止因风雨激振对拉索造成的不 良振动，具有良好的抗风雨激振性能。
哈弗护套是一种新型缆索护套，其名称来源 于英文“half-pipe”。它由两半对称的双层中空 型材互相扣合于拉索上形成圆管状护套。由于采 用了双层中空结构，其具有刚度高，隔热效果好 的特点。哈弗护套的扣合结构更方便拉索后期检査维护。
HDPE外护套采用高耐久性的HDPE材料制作加工，使其耐温度老化及耐环境应力开裂能力大大提高，通 过寿命年限的分析及试验，关于索体护套色彩的选择，大致有如下意见：
1) HDPE护套管的色彩稳定性，以黑色.白色.灰色******，在絮外线彌度大的地区，推蓉使用此类色彩；
2）彩色HDPE护套稳走性依次递减规律为 < 霣色.蓝色.橙色、红色。
体系选用
▼钢绞线
PE防护钢绞线的母材可选用公称直径为¢15. 2mm或 ¢15. 7mm的镀锌或环氣涂层钢绞线，钢绞线除应满足相应标准要求的几何尺寸及性能外，还应满足下表规定：
▼ HDPE外护套
采用双螺旋线护套
双螺线护套与拉索的配套
采用SHG哈弗护套
哙弗护套与拉索的配套
▼拉索锚具
拉索锚具一般分为张拉端描具和固定端锚具。前支点挂篮施工推荐两靖部采用张拉靖链具
APRS250(Z)曾能型平行钢绞线拉索体系
APRS250(Z)智能型平行钢绞线拉索体系
在平行钢绞线拉索锚具内，选择三个孔位安装用于单根钢绞线索力测置的磁通置传感器，与配套 测董仪器构成智能型钢绞线拉索体系。基于等张法的原理测量、计算出拉索索力，能够监控单根钢绞线受力均匀。
将磁通量传感器技术与拉索制造技术相结合，在保证拉索承载、耐久等基本性能，不改变原结构 尺寸、施工工艺的前提下，进行智能化升级，为索力信息的采集和监控提供基础，为结构的安全运营提 供监控和分析评估的依据。
磁通霣传感器配套测量仪器(磁弹仪)即可实现***基本的人工索力测量。集成传感器倍号，配置 仪器箱、开关集线器、地址控制器，即可构成离线索力监测系统。在离线索力监测系统的基础上，增加 数据远程传输、监测软件等，即可构成实时在线索力监测系统
APRS250拉索体系结构
APRS250钢绞线拉索体系参数
拉索设计参数及张拉设备
张拉空间建议
斜拉索振动的解决办法
斜拉索是细长杆构件，受外力的影响极易产生振动。振动对斜
拉索会造成危害，因此要加以抑制。
斜拉索产生振动的主要原因有：
---参数激励共振(车\结构)
---风激励振动(涡流\尾流\颤振\弛振等)
---风雨激振
增加斜拉索的结构阻尼是减振的***有效的解决方法。
APRS250拉索体系在拉索预埋管内安装内置式高性能阻尼器，利用高阻尼橡胶来耗能减振，提高拉索抗振能力。
APRS250拉索体系外防护层采用双螺旋线护套，能有效抑制拉索的风雨激振现象，降低拉索风雨激振的振动幅度及发生风雨激振的几率。改变拉索外表面形状，阻止水
线形成,是已被实验证明的一种行之有效的方法。
在要求更高阻尼的拉索上，APRS还可提供已经过实桥认证的，阻尼性能优越的外置永磁调节式磁流
变阻尼器(详见欧维姆公司〈永磁调节式磁流变阻尼器产品样册>)。
监控系统选用
▼索力监测系统建立
斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一，它的受力状态是桥梁安全与正常使用的重要指标。监测拉索的索力对于及时反映拉索的工作状态和调整拉索的结构内力极为重要。
▼监测方式及系统主要配置
▼可选用的传感器技术
▼选型及安装
离线模式
a、数据分散采集
b.数裾集中采集
建议每根斜拉索都安装传 感器，或根据需要选择部分安装。为避免距离过长导致倍号失真，传感器 接线长度小于等于300米。传感器与 数据采集箱之间用专用信号线连接， 用线管或线槽进行保护。根据传感器 的数置及分布情况在桥梁上设置一个 或多个数据采集箱(数据采集箱按通 道数分为8通道、16通道、24通道、32通道四种标准型号)，构成离线检 测系统，实现人工定期数据采集。
在线模式
数据自动采集：
以离线横式的数据采集箱为基础，增加数据传输系统(有线、无线或以太网传输)和数据处理系统，即可实现索力实时在线监测。
相关试验
▼动/静栽试验
APRS250钢绞线拉索体系经过优化设计，在多个独立的第三方 试验机构进行过大量的试验，上 百次的试验证明其可靠的力学性 能。试验规格从单孔到139孔，试 验标准和规范包含fib、CIP和 PTI 等。
▼等张力法原理
单根钢绞线安装张拉采用等值张拉法，即在基准钢绞线上安装索力传感器，其余钢绞线张拉 根据基准钢绞线索力变化而调整张拉油压，以达到控制索力均匀性的目的。
单根张拉过程采用传感器控制，其中传感器通过导线与计算机相连，捕捉到的数据由系统自 动计算处理，反馈参数自动控制液压泵站工作。
▼钢绞线斜拉索前支点挂篮施工
前支点挂篮施工与一般 挂篮施工的区别是斜拉索临时锚固于挂篮上，然后进行梁段混凝土的浇注，待混凝土强度达设计要求后，再将斜拉索转换锚固于主梁。
斜拉桥前支点挂篮施工工法利用了斜拉索来承担大部分挂篮的荷载，可以减轻 主桁架的受力，减小挂篮的重量，节省施工设备投入费用，因而越来越为施工单位 所采用。
1)前支点挂篮斜拉索安装施工工艺流程：
和非前支点挂蓝施工的斜拉索安装施工工艺相比， 前支点挂蓝斜拉索安装多了一次整体张拉和体系转换这 两个步骤。
2)斜拉索与挂篮的连接方式。
根据主梁端斜拉索采用的锚具形式，斜拉索与挂篮的连接主要有以下两种方式。
采用张拉端锚具，用螺纹与挂篮连接
采用固定端锚具，用螺纹与挂篮连接
两种连接方式中，以采用张拉端锚具与挂篮连接的方式较好，在体系转换时***简单，索力基本没有 损失。而采用固定端锚具与挂篮连接的方式，因其锚具无螺母，是直接将锚具放松貼合锚垫板端面，因 而产生部分索力损失，这可通过塔端进行补张拉来弥补索力。
基于钢丝作为斜拉索的应用
体系简介
APRS平行钢丝斜拉索体 系是一种热挤高密度聚乙烯 高强钢丝拉索与冷铸镦头锚 的组合体系。******代APRS平行钢丝斜拉索体系诞生于上 世纪90年代初，二十年来， 持续的改进和创新保证了 APRS 平行钢丝斜拉索体系的技术领先和优良品质。
▼钢丝拉索体系特点
1、 工厂预制，产品以锚具和索体结合成一体的成品索型式出厂。
2、 整体盘卷包装方式运输，长大拉索对运输和现场吊装设备有较严格要求。
3、 整体张拉，张拉吨位明确，索力均匀，调索方便。
4、 衍生产品品种齐全，可一揽子配套外置式阻尼器，测力传感器等。
适用标准
钢丝斜拉索体系
《斜拉桥热挤聚乙烯高
强钢丝拉索技术条件》
(GB/T18365-2001)
斜拉索LZM铸锚
《预应力筋用锚具、夹
具和联接器》
(GB/T14370-2007)
HDPE保护层
《桥梁缆索用高密度聚
乙烯护套料》
(CJ/T297-2008)
镀锌钢丝
《桥梁缆索用热镀锌钢丝》
(GB/T17101-2008)
环氧钢丝
《缆索用环氣涂层钢丝》
(GB/T25835-2010)
索体构成
APRS平行钢丝斜拉索体系采用的钢丝类型有热镀锌钢丝或环氣涂层钢丝，索体采用双层PE层防护。
体系选用
▼镀锌钢丝拉索
镀锌钢丝经专用制索设备平行并拢成束，经左旋轻度扭绞2°〜4°后用高强度聚脂缠绕包带进行缠 包定型，再热挤HDPE护套，***后根据斜拉索的无应力确认长度(通常20‘C温度下)进行裁料和标记。
▼环氣钢丝拉索
环氣喷涂钢丝采用成熟的静电喷涂工艺，将专用的环氣粉末喷涂在钢丝表面，形成一层致密的保护膜，具有优于镀锌钢丝的防腐性能特点。
斜拉索防护9求较离的桥梁，还可采用在钢丝成品索外加套SHG哈弗护套
的方式。SHG哈弗护套隔绝了阳光中紫外线，可延缓成品索外层HDPE的老化，
增加其使用寿命。而SHG哈弗护套本身处于无应力状态使用，延长了斜拉索的
使用寿命。
选用SHG哈弗护套时，要使护套的内径大于索体直径15mm以上。
钢丝成品索加SHM弗护套示意图 
斜拉索LZM冷铸锚参数
斜拉索LZM铸锚
注：1、锚垫板中心开孔与预埋管内径相同;
2、 计算拉索锚固长度时，固定端螺母置于固定端锚杯L2的中间;
3、 计算拉索锚固长度时，张拉端螺母置于距离内端面(L1—H1) /2处。
张拉设备及张拉空间
注：表中B值仅作为参考，具体的长度还应根据斜拉索长及受力情况来确定，以满足施工张拉的需要。
监控系统选用
监控系统的选用与钢绞线拉索体系相同
相关试验
▼平行钢丝斜拉索体系动/静栽试验
▼水密性试验
施工方法
成品索斜拉索施工一般 采用“梁上展索、塔端提升 与牵引索联接、梁端锚头牵 引锚固，塔端牵引、塔端张拉”的施工方法。其中，张拉端(塔上或梁下)的选择 取决于桥梁的结构空间，以下按照梁下锚固塔上张拉的 方式说明成品索斜拉桥的施工工艺。
成品索长索采用桥面吊 索桁车整体牵引梁端锚头至 前端梁，由塔吊提升斜拉索 中部协助完成桥面展开;利 用塔顶门架及卷扬机进行塔 端挂设;桥面卷扬机、连续 千斤顶、软硬组合牵引梁端 锚头入索套管锚固，***后在 塔端进行张拉，塔端调索。
基于挤压拉索作为斜拉索的应用
体系简介
鉴于建筑结构、桥梁结构拉索的可靠性、耐久 性、适应性直接关系到结构的安全和正常使用寿 命，柳州欧维姆机械股份有限公司凭借在预应力锚 具领域的技术优势，研制开发了具有自主知识产权 的整束挤压式钢铰线拉索体系。本拉索体系对钢绞 线整束挤压夹持，具有锚固可靠，结构尺寸紧凑， 张拉调索方便，防腐性能好的特点，适用于斜拉桥 用索。
产品特点
1、钢绞线两端整束挤 压锚固，安全可靠、疲劳 性能好。通过挤压锚固钢 绞线的方式，在高、低应 力甚至是负应力的情况 下，钢绞线都不会滑脱。
2、 锚头结构紧凑，外径小，有利于整体结构的优化、美观。相同承载力，其锚头尺寸比冷铸锚、 热铸锚小30X以上，可使预留孔尺寸减少。
3、 钢绞线在索体内隔离防腐，防腐蚀性能优越，抗振性能好。根据不同的吨位，采用相应的多根 钢绞线，钢绞线外涂防锈油脂，单根聚乙烯护套防护，整束缠包高强聚脂带再挤包聚乙烯护套，三层防 腐，避免了钢丝束由于一处受腐蚀而整束锈蚀。同时，钢绞线之间有聚乙烯护套相隔，结构阻尼较钢丝 拉索的要大，抗振性能好通过采取特殊制造工艺，大大减少了外护套的拉应力，有效减少外护套开裂的 可能，提高了外护套的耐久性。
适用标准
1.静载性能达到《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GBA 14370-2007的要求。2.疲劳性能达到PT卜2007《斜拉索设计、测试和安装条例》和fib2005 acceptance of stay cable system using prestressing steels的要求。
3.索体HDPE性能：符合GB/T 18365-2001《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条例》和CJA297- 2008《桥梁缆索用高密度聚乙烯护套料》的要求。
4.钢绞线性能：抗拉强度〇b彡1860 MPa,其它性能满足GBA 5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》的 要求。
5.环氣钢绞线性能满足《单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线》的要求。
索体构成
应用于拉索索体的钢绞线为¢15. 2mm的环氣喷涂钢绞线、镀锌钢绞线或光面钢绞线。
体系选用
张拉设备及张拉空间
施工方法
施工步骤如下：1、 将拉索两端锚头拆开包装，检查螺纹是否旋入自如。索体部分的外包装可待施工完成后再拆除。
2、 将拉索两端的螺母旋出，待用。
3、 将保护罩的厚垫板焊接在预埋垫板上，注意与垫板孔对中。
4、 将起吊设备的牵引绳由待穿拉索的预留孔道放下，穿过球垫及螺母。
5、 将起吊设备的吊环与拉索上端的内螺纹连接，并将锚头从塔端预留孔道牵引出预埋垫板，继续
向上提，直至下端锚头装入下预留孔道，放下拉索，旋上固定端螺母。
6、 根据工程情况，调节固定端锚头外露量。
7、 重复以上步骤，进行下一根拉索的安装。
8、 在所需张拉的一端设施工平台，根据施工设计的拉索张拉顺序及控制应力要求进行拉索的索力
张拉及标高调整。
9、 张拉到设计吨位后，旋紧螺母，将张拉设备拆下。
10、 上、下锚头涂防腐油脂后用保护罩封锚。
11、 固定减震体套管，装好减震体，上端的挡板直接焊接在预埋管上，下端防水罩安装要求密封
不渗水。
12、 所有拉索外露钢构件做与桥梁其它钢构件同等防腐。
相关实验
▼静栽试验按《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/14370-2007进行，锚具效率系数na≥95V 极限延伸率S«pu >2.0%
▼疲劳试验
▼水密性试验
《斜拉索设计、测试和安装条例》PTI-2007
