浅谈市政桥梁工程中索结构若干问题

2015-04-16魏加荣

建材与装饰 2015年47期

关键词：镀锌钢丝钢丝绳

魏加荣

（江苏恒大建设有限公司江苏省宿迁市 223800）

浅谈市政桥梁工程中索结构若干问题

魏加荣

（江苏恒大建设有限公司江苏省宿迁市 223800）

索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用，索结构由于其优异的材料性能特点，在桥梁等多种工程中得到广泛应用，为保证长期安全使用，对索结构的防腐应采取综合工程措施。目前对构成索结构的材料采取的基本防腐处理措施主要为热浸镀锌。

桥梁工程；索结构应用；索结构腐蚀；索结构防腐；热浸镀锌

前言

我国桥梁建造水平和需求不断提高，在对桥梁与运输服务的综合效益和周边环境相协调的景观要求与结构使用寿命相一致的耐久性设计等方面都提出了更高的要求，桥型索结构的应用日趋普遍的是悬索、斜拉等桥型索结构。

1 索的组成

索是受拉单元的统称。现代工程用索的严格定义涉及到三个术语：线材、线股、钢丝绳。线股由线材相互绞合而成，几根线股围绕着一个核心均匀放置后绞合形成钢丝绳。而索是对各种钢丝绳的总称。

（1）索的强度可达到1600～1800MPa，弹性模量约190MPa。

（2）索结构分析过程的状态

①初始态即结构只有初始几何形状，无预应力、无自重、无外部荷载的状态。②成型态即结构在预应力和自重作用下的状态。此时结构具有了初始刚度。③荷载态即结构在成型态的基础上施加外部荷载后的状态。

2 索结构在桥梁工程中的应用

索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用，根据索的应用部位、结构受力及变形特点，主要包括缆索、拉索及吊索等多种类型，索的材料主要由钢丝束、钢绞线、钢丝绳等柔性构件构成。

目前，从桥梁跨度、桥型构造特点、结构美观、施工条件等各种因素综合考虑，索结构在桥梁工程中的应用前景十分广泛，包括永久工程及临时工程等，尤其是钢索的柔性结构特点对施工可以带来很大便利。

3 桥梁索结构应用中防腐问题

索结构基本为体外构造，暴露于大气环境之中，处于十分不利的腐蚀环境条件，因此桥梁工程必须充分考虑其很高的防腐性能要求，不仅包括索的自身防腐处理，对其与相关构造的衔接处理也需予以高度重视，且在很多情况下成防腐薄弱环节及影响结构安全的控制因素，必须采取有效措施切实保证其耐蚀性要求，为确保结构整体安全创造有利条件。

4 索结构的腐蚀特点

索结构在桥梁工程的应用环境特点基本处于高空之中，主要的腐蚀环境是大气环境腐蚀，在高纬度地区，对悬索桥主缆索通常还要考虑到积雪对缆索的影响。

4.1 桥梁索结构的材料应用问题

目前构成桥梁索结构的材料基本为高强度钢丝或钢绞线组成，钢丝绳在悬索桥吊索中也有较多应用，而钢绞线或钢丝绳也是由不同直径的钢丝在工厂再加工而成，因此高强度钢丝是桥梁工程中索结构的最基本材料，属冷拨碳素钢，包括强度等各项技术指标不断取得提高，目前在不进行镀锌处理等条件下其标准强度多为1860MPa，而2000MPa及以上标准是今后的发展方向，且多采用低松弛系列，能够更好地适应工程实际需要。

桥梁索结构镀锌处理标准问题：

在对钢丝进行镀锌处理过程中，钢丝表面会有一定损伤，因此镀锌钢丝（或钢丝绳）的抗拉强度等有所降低，目前相关标准中通常采用1600～1700MPa。由于钢丝的含碳量较高，通常在0.75～0.85%之间，因此塑性条件相对较差，在没有进行防护的条件下其抗腐蚀性很差。

4.2 钢丝自身腐蚀问题

4.2.1 应力腐蚀处理方式

防止应力腐蚀破裂的主要方法是消除或减少其应力状况，并且通过改变介质的腐蚀性（添加缓蚀剂），选用耐应力腐蚀破裂的金属材料，从而避免相关腐蚀的出现。

4.2.2 疲劳腐蚀处理方式

减少疲劳腐蚀的主要方法是选择适应相关腐蚀环境的抗腐蚀的材料，同时对材料表面进行镀锌、涂漆等方法减轻疲劳腐蚀的作用。