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日照音乐广场介绍

　 　1、 有好多灯柱子，远处是个火炬的造型。

2、 在晚上可以叫做小蜡烛广场。在太阳广场的中央，有一条长500米、宽约10米的溪流景观带从西端入口处蜿蜒东流，通向泻湖。

　 　3、 溪流带底部全用鹅卵石铺砌而成。溪流带中间还设有一座设计别致、造型独特的景观小拱桥，主体钢结构，桥面用芬兰防腐木铺设。溪流景观带南北两侧，依次是高低起伏的木栈道和草坪、大理石铺设的地面、玻璃廊道和水杉林带。

4、 音乐喷泉设在水运基地太阳广场东端泻湖内，与水中舞台前后相邻。

　 　5、 喷泉长112米，宽70米，音乐喷泉主喷喷射高度80米喷泉主要有孔雀开屏、水中喷火、长跑泉、花篮、高喷等大小十几种水形。

　 　6、 整个喷泉集灯光、音乐、水形、火球、激光于一体，有机融合、完美演绎。

地址：

位于日照万平口青岛路和山东路交界处

提示：

暂时没有喷泉开放的时间，一般夏季的周5周6晚上都会开。

以上仅供参考

区别如下：

（1）平时画图所说的跨径是指的标准跨径，通常计算跨径比标准跨径短一些，这个设计上是有规范要求的。

（2）计算跨径:

对于设有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻支座中心间的距离；

对于不设支座的桥梁（如拱桥、刚构桥），是上、下部结构相交面中心间的水平距离

标准跨径:

对于梁桥，是指墩到敦的中心距； 

对于拱桥，一般是指净跨径。

扩展资料：

标准跨径:对于梁桥，是指两相邻桥墩中线之间的距离，或桥墩中线至桥台台背前缘之间的距离；对于拱桥，则是指净跨径。

净跨径：对于梁桥，是指设计洪水位线上相邻两桥墩（桥台）的水平净距离，用L0表示；对于拱桥，是指拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

总跨径： 各孔净跨径的之和。

多孔跨径总长：梁式桥、板式桥涵的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥涵为两岸桥台内拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系车道长。

桥涵的跨径小于或等于50m时，宜采用标准化跨径。

桥涵标准化跨径规定如下：

0.75m,1.0m,1.25m,1.5m,2.0m,2.5m,3.0m,4.0m,5.0m,6.0m,8.0m,10m,13m,16m,20m,25m,30m,35m,40m,45m,50m。

标准跨径(standard span)用Ls表示。对于梁式桥和板式桥，它是以两桥墩之间桥中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为准，（拱桥标准跨径是主拱圈两拱脚（中轴线）两点间的距离）

参考资料：标准跨径_百度百科

一、工程概况

K135+199.445分离立交桥位于郓城互通区内，横跨338省道，交角为90°，跨径为22-28-22m，全长72m。该桥基础形式为钻孔灌注桩，共30颗，桥台钻孔桩直径1.2m，长38m，桥墩钻孔桩直径1.5m，右幅钻孔桩桩长47m，左幅钻孔桩桩长48m。桥墩、桥台桩顶皆设有承台，桥台为肋式台，桥墩为立柱，立柱直径1.3m。上部构造为现浇连续箱梁，左幅箱梁宽13.5m，为三室结构，右幅箱梁宽17.0m，为4室结构。箱梁高1.4m，梁室高0.98m，底板厚0.2m，顶板厚0.22m，腹板宽0.45m。箱梁采用C50混凝土，共1381.56m3。

二、现浇箱梁施工方案

现浇箱梁支架采用满堂式碗扣支架，搭设满堂支架时，封闭338省道交通，从3#台路基进行改道，确保满堂支架施工的安全。碗扣支架上搭设纵横方木，箱梁底模板及侧模板采用厚1.5cm的高强度竹胶板，箱室内模采用木模板。箱梁砼浇筑采用二次浇筑法，第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处，第二次浇筑顶板，待箱梁砼强度达到100%时进行预应力张拉。

Ⅰ、地基处理

1、地基处理

1、338省道两侧排水沟回填处理

将排水沟内松散浮土和淤泥挖除干净，然后按照50cm一层分层回填山皮石，回填高度略低于省道路面高度，用压路机分层碾压至无沉降为止。然后填筑40cm厚6%灰土，分两层回填，压实度达到93%以上，回填土顶面与省道路面齐平，并做出2%—4%的横坡，以利于排水。

2、桥梁范围内路基地表处理

用平地机及推土机清除地表，并将地表整平。然后用铧犁翻松30cm厚表面土层，掺入10%生石灰粉，用旋耕犁拌和均匀，待含水量合适实，压路机碾压密实，压实度达到90%以上。然后再填筑30cm厚10%灰土，并做出2%—4%横坡，压实度达到93%以上，以高出地面不受雨水浸泡影响。

3、排水沟挖设

在10%灰土处理过的地基范围四周挖设50×50cm的排水沟，排水沟与路线右侧的省道两侧的自然排水沟连通，将雨水引进排水沟，防止雨水浸泡地基，避免碗扣支架产生不均匀沉降。

Ⅱ、支架搭设

K135+199.445分离立交桥现浇箱梁为单幅3跨整体施工，支撑方式采用满堂式碗扣支架。碗扣支架采用WDJ式支架，架杆外径4.8cm，壁厚0.35cm，内径4.1cm。支架顺桥向纵向间距0.9m，横隔板处纵向间距0.6m，横桥向横向间距梁底为0.9m，翼缘板底为1.2m，纵横水平杆竖向间距1.2m。考虑支架的整体稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪力撑。

1、测量放样

测量人员用全站仪放样出箱梁在地基上的竖向投影线，并用白灰撒上标志线，现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线，同样用白灰线做上标记。根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。

2、布设立杆垫块

根据立杆位置布设立杆垫板，垫板采用5cm木板，使立杆处于垫板中心，垫板放置平整、牢固，底部无悬空现象。

3、碗扣支架安装

根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于垫块中心，一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆，再逐层往上安装，同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后，安装斜撑杆，保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接，安装时尽量布置在框架结点上。

4、顶托安装

为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距，顺桥向设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便校验。最后再用拉线内插方法，依次调出每个顶托的标高，顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。

Ⅲ、纵横梁安装

顶托标高调整完毕后，在其上安放10×15cm的方木纵梁，在纵梁上间距30 cm安放10×10cm的方木横梁，横梁长度随桥梁宽度而定，比顶板一边各宽出至少50cm，以支撑外模支架及检查人员行走。安装纵横方木时，应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开，且在任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。

Ⅳ、支架预压

为减少支架变形及地基沉降对现浇箱梁线形的影响，在纵横梁安装完毕后进行支架预压施工。预压采用砂袋，预压范围为箱梁底部，重量不小于箱梁总重的1.2倍。因悬臂板本身重量较轻，可根据实测的预压结果，对悬臂板模板的预拱度作相应调整。

1、加载顺序：分三级加载，第一、二次分别加载总重的30%，第三次加载总重的40%。

2、预压观测：观测位置设在每跨的L/2，L/4处及墩部处，每组分左、中、右三个点。在点位处固定观测杆，以便于沉降观测。

采用水准仪进行沉降观测，布设好观测杆后，加载前测定出其杆顶标高。沉降观测过程中，每一次观测均找测量监理工程师抽检，并将观测结果报监理工程师认可同意。第一次加载后，每2个小时观测一次，连续两次观测沉降量不超过3mm，且沉降量为零时，进行第二次加载，按此步骤，直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后，经监理工程师同意，可进行卸载。

3、卸载：人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载，卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记录，整理出预压沉降结果，调整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。

Ⅴ、模板安装

1、底模板

底模板采用1.5cm厚高强度竹胶板，模板在安装之前进行全面的涂刷脱模剂。底板横坡按设计图纸规定的2%横坡，横向宽度要大于梁底宽度，梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5cm，以利于在底模上支立侧模。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆，模板之间的错台不超过1mm。模板拼接缝要纵横成线，避免出现错缝现象。

底模板铺设完毕后，进行平面放样 ，全面测量底板纵横向标高，纵横向间隔5m检测一点，根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后，再次检测标高，若标高不符合要求进行二次调整。

2、侧模板和翼缘板模板

侧模板和翼缘板模板采用1.5cm厚高强度竹胶板，根据测量放样定出箱梁底板边缘线，在底模板上弹上墨线，然后安装侧模板。侧模板与底模板接缝处粘贴海绵胶条防止漏浆。在侧模板外侧背设纵横方木背肋，用钢管及扣件与支架连接，用以支撑固定侧模板。

翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同，外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后，全面检测标高和线型，确保翼缘板线型美观。

3、箱室模板

由于箱梁混凝土分两次浇筑，箱室模板分两次安装。第一次用钢模板做内模板，用方木做横撑，同时用定位筋进行定位固定，并拉通线校正钢模板的位置和整体线型。当第一次混凝土达到一定强度后拆除内模，再用方木搭设小排架，在排架上铺设2cm厚的木板，然后在木板上铺一层油毛毡，油毛毡接头相互搭接5cm，用一排铁钉钉牢，防止漏浆。在浇筑砼过程中派专人检查内模的位置变化情况。为方便内模的拆除，在每孔的设计位置布设人孔。

Ⅵ、钢筋加工安装

1、钢筋安装顺序

（1）安装绑扎箱梁底板下层钢筋网；

（2）安装腹板钢筋骨架和钢筋；

（3）安装横隔板钢筋骨架和钢筋；

（4）安装和绑扎箱梁底板上层钢筋网及侧角钢筋；

（5）第一次浇筑混凝土，待强度上拉以后，安装和绑扎顶板上下层钢筋网、侧角钢筋和护栏、伸缩缝等预埋件。

2、钢筋加工及安装

钢筋加工时，应按照设计要求尺寸进行下料、成型，钢筋安装时控制好间距、位置及数量。要求绑扎的要绑扎牢固，要求焊接的钢筋，可事先焊接的应提前成批次焊接，以提高工效。焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求。

钢筋加工及安装应注意以下事项：

（1）钢筋在场内必须按不同钢种、等级、规格、牌号及生产厂家分别挂牌堆放。钢筋存放采用下垫上盖的方式避免钢筋受潮生锈。

（2）钢筋在加工场内集中制作，运至现场安装。

（3）钢筋保护层采用提前预制与主梁等标号的砼垫块，砼保护层的厚度要符合设计要求。

（4）在钢筋安装过程中，及时对设计的预留孔道及预埋件进行设置，设置位置要正确、固定牢固。

（5）钢筋骨架焊接采用分层调焊法，即从骨架中心向两端对称、错开焊接，先焊骨架下部，后焊骨架上部。钢筋焊接要调整好电焊机的电流量，防止电流量过大或操作不当造成咬筋现象。钢筋焊接优先采用双面焊，当双面焊不具备施工条件时，采用单面焊接。钢筋焊接完毕后，将焊渣全部敲除掉。钢筋焊接完成后自检合格后，报请监理工程师检验合格后，方可进行下道工序施工。

（6）钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时，应适当调整钢筋位置，确保预应力构件位置符合设计要求。焊接钢筋时应避免钢绞线和金属波纹管道被电焊烧伤，防止造成张拉断裂和管道被混凝土堵塞而无法进行压浆。

钢筋加工安装完毕，经自检合格报请监理工程师抽检合格后，方可进行下道工序施工。

Ⅶ、混凝土浇筑

混凝土采用2座混凝土拌和站拌和，分别为本合同段K137+600处混凝土拌合站，距离施工现场2.5公里，十二合同段K124+100处混凝土拌合站，距离施工现场11公里。混凝土运输采用5台罐车运送，本合同段采用2台罐车运送，十二合同段采用3台罐车运送。现场采用1台泵车浇注混凝土，再联系1台泵车以备用。

箱梁混凝土分两次浇筑，第一次浇筑底板和腹板，浇注至肋板顶部，第二次浇筑顶板和翼板，两次浇筑接缝按施工缝处理。混凝土浇筑从一端向另一端呈梯状分层连续浇筑，上层与下层前后浇筑距离保持2m左右，在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。混凝土浇筑应注意以下事项：

1、混凝土浇筑前，用人工及吹风机将模板内杂物清除干净，对支架、模板、钢筋和预埋件进行全面检查，同时对吊车、拌合站、罐车、发电机和振捣棒等机械设备进行检查，确保万无一失。

2、混凝土浇筑应对称纵向中心线，先中心，后两侧对称浇筑。混凝土分层厚度为30cm，浇注过程中，随时检查混凝土的坍落度。

3、混凝土振捣采用插入式振动棒，移动间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍，作用半径约为振动棒半径的8~9倍。

4、振动棒振捣时与侧模保持5~10cm的距离，避免振捣棒接触模板和预应力管道等。振捣上层混凝土时，振捣棒要插入下层混凝土10cm左右。对每一振动部位振捣至混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面平坦、泛浆为止，避免漏振或过振，每一处振完后应徐徐提出振动棒。

5、在混凝土浇筑过程中安排专人跟踪检查支架和模板的情况，模板若出现漏浆现象，要用海绵条进行填塞。在浇筑混凝土前，在L/2，L/4截面位置的底模板下挂垂线，每截面分左边、左中、中线、右中、右边设五道垂线。垂线下系钢筋棍，在地面对应位置埋设钢筋棍，在两根钢筋棍交错位置划上标记线，以此来观测混凝土浇筑过程中底板沉降情况，若发生异常情况，立即停止浇筑混凝土，查明原因后再继续施工。

6、第一次浇筑混凝土，浇注至腹板顶部时，做好施工缝。混凝土高度略高出设计腹板顶部1cm左右，将顶面的水泥浆和松散砼凿除掉，露出坚硬的混凝土粗糙面，用水冲洗干净。

7、第二次浇筑箱梁顶板混凝土时，在L/2,L/4墩顶等断面处，从内侧向外侧间距5m布设钢筋棍，将钢筋棍焊在顶层钢筋上，使顶端标高为顶板标高，以此办法来控制顶板砼浇筑标高及横坡度。混凝土经振实整平后进行真空吸水。真空吸水时间（min）为板厚（cm）的1~1.5倍，为10~15min，以剩余水灰比来检验真空吸水效果。真空吸水机开机后真空度逐渐增加，当达到要求的真空度（500~600mm汞柱）开始正常出水后，真空度要保持均匀。结束吸水工作前，真空度逐渐减弱，防止在混凝土内部留下出水通路，影响混凝土的密实度。

真空吸水完毕后，用提浆棍滚压，使其表面出浆，便于抹面。提浆棍滚压后，紧跟着人工抹面，抹面时要架设木板，不得踩砼面，以免影响平整度。待抹面后约半小时左右，采用抹光机再次进行抹面整平，最后再人工进行收浆抹面。

混凝土收浆抹面后进行人工拉毛，采用钢丝刷横桥向拉毛，深度控制在1~2mm。要掌握好拉毛时间，早了带浆严重，影响平整度，晚了则拉毛深度不够，一般凭经验掌握，在砼表面用手指压时有轻微硬感时拉毛为宜。分两次进行抹面。第一次抹面对混凝土进行找平，在混凝土接近终凝、表面无泌水时，进行二次抹面收光。然后横桥向进行拉毛处理。

8、在浇筑箱梁顶板预留孔混凝土前，应清除箱内杂物，避免堵塞底板排水孔。主梁顶面预留孔四壁凿毛，填筑预留孔混凝土要振捣密实。

9、混凝土养生采用土工布覆盖洒水养生，保证混凝土表面始终处于湿润状态，养生时间不少于7天。用于控制张拉、落架的混凝土强度试块放置在箱梁室内，同条件进行养生。养生期内，桥面严禁堆放材料。

Ⅷ、预应力工程

预应力工程作为现浇箱梁的重中之重，从预留孔道的布设、锚垫板的安装、锚下砼的振捣以及张拉和压浆操作均不容忽视。一旦某一环节出现问题，就会造成质量问题。

预应力工程分孔道成型、下料编束、穿索、张拉和压浆五个步骤：

1、孔道成型

预应力管道成型采用金属波纹管，金属波纹管在使用前要逐根检查，不得使用有锈包裹及沾有油污，泥土或有撞击、压痕，裂口的波纹管。金属波纹管在安放时，根据管道座标值，安设计图纸要求设置定位筋，并用绑丝绑扎牢固，曲线部分采用U型定位环与定位筋绑扎，卡牢波纹管。在波纹管接头部位及其与锚垫板喇叭接头处，用宽胶带粘绕紧密，保证其密封，不漏浆。

锚头安装时，应使锚头入槽，不得随意放置。限位板安装过程中注意钢绞线与孔洞一一对应，防止错位，造成张拉过程中钢绞线断丝，限位板槽的深浅合适，防止过浅钢绞线刻痕厉害，过深造成夹片外露较长或错位。

2、下料编束

首先检查钢绞线质量是否符合设计要求，保证钢绞线表面无裂纹毛刺，机械损伤，氧化铁皮或油迹。钢绞线下料长度经计算确定，L=(两锚头间的设计长度)+2(锚具厚度+限位板厚度+千斤顶长度+预留长度)。钢绞线切割用砂轮机切割后编成束，编束时保持每根钢绞线之间平行，不缠绕，每隔1—1.5m绑扎一道铅丝，铅丝扣向里，绑好的钢绞线束编号挂牌堆放，离开地面，以保持干燥，并遮盖防止雨淋。

3、穿束

箱梁钢绞线采用钢套牵引法，穿束时钢绞线头缠胶带，防止钢绞线头被挂住。

4、张拉

① 张拉设备的选型：

张拉设备为2台350吨千斤顶和两台ZB4-500油泵，为了保证张拉工作安全可靠和准确性，所选用设备的额定张拉力要大于所张拉预应力筋的张拉力。预应力筋的张拉力计算如下：

Ny=N×δk×Ag×1/1000

式中：Ny——预应力筋的张拉力；

N——同时张拉的预应力筋的根数；

δk——预应力筋的张拉控制应力；

Ag——单根钢绞线的截面积。

本施工段预应力张拉需用最大张拉力为：

Ny=15×1370×182×1/1000=374(t)

现场采用2台400吨千斤顶进行同步张拉，通过上式计算可知，能够满足现场生产的需要。

根据规范及张拉应力的要求，采用油压表的量程为0~100Mpa，精度为1.5级，其读数盘的直径要求大于150mm。

② 设备的校验：

油压千斤顶的作用力一般用油压表来测定和控制，为了正确控制张拉力，因此需对油压表和千斤顶进行标定。首先在计量局对油压表进行检验，测试合格后，方可用于施工中。然后选用大吨位的砝码加载万能试验机进行加载试验，对千斤顶和油泵组成的系统进行标定，标定合格后方可用于施工中。

③ 张拉施工人员安排：

组成张拉班，技术负责人2人，司泵2人，记录2人，千斤顶操作2人，各负其责，张拉前对张拉班进行技术培训，使明白设备性能、操作规程和安全要领等方面的知识。

④ 预应力筋张拉

预应力筋按技术规范和设计图纸进行张拉,张拉程序为0→初应力→δk (持荷2min 锚固)。张拉时，边张拉边测量伸长值，采用应力、应变双控制，实际伸长值与理论伸长值相比误差控制在±6%以内，如发现伸长值异常则暂停张拉并通知监理工程师，张拉现场记录及时整理，并报监理工程师，并按监理工程师批示的措施进行处理。各批钢束张拉时为对称张拉。

张拉过程中统一指挥，两端张拉速度尽可一致。出现的响动或异常现象立即停止施工，进行检查，查明原因后再行张拉。

钢绞线理论伸长值△L计算

△L=PpL/(ApEp)

式中：Pp——张拉力（N）；

L——预应力筋的长度（mm）；

Ap——预应力筋的截面面积（mm2）；

Ep——预应力筋的弹性模量（N/ mm2）。

预应力筋张拉的实际伸长值△L，按照下式计算：

△L=△L1+△L2

△L1——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值；

△L2——初应力以下的推算伸长值，可采用相邻级的伸长值。

由于千斤顶等设备未到位，无法计算L值，待设备就位后再计算△L值。

5、孔道压浆

压浆前为使孔道压浆流畅，并使浆液与孔壁结合良好，压浆前用高压水冲冼孔道，然后用无油脂压缩空气吹干。采用真空灌浆工艺及时灌浆，压浆时采用边拌和边压浆的方式连续进行，直至出口冒出新鲜水泥浆，其稠度与压注的浆注相同时即可停止。压浆施工完毕后，立即进行封锚混凝土施工。

Ⅸ、卸架

预应力工程施工完毕后，开始进行卸架，卸架时应按先跨中后两边的顺序均匀拆除，严禁野蛮施工，卸架后的支架应堆放整齐，以方便以后的施工。

三、质量保证措施

1、质量目标：严格执行交通部现行《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）及招标文件投标书中有关规定并满足设计要求，争创优质工程。

2、开工前，首先对测量放样数据作好纪录。

3、对于关键的预应力工程实行专人负责，专人管理。

4、施工前，施工技术负责人组织技术人员和施工管理人员仔细阅读设计文件，了解设计意图，明确施工技术重点、难点，进行技术交底。

5、施工过程中严格执行自检、互检、专职检的三检制度，且内部监理行使否决权。

6、实行工序交接制度，关键工序班组检查合格，经内部监理工程师检查，确认符合要求后，填写好检查记录，然后请监理工程师复核鉴定，才能进行下道工序施工。

四、进度保证措施

1、确保施工质量，只有质量有保证，施工进度才能有保证；

2、成立现浇箱梁生产项目领导责任区，由项目经理负责，加强对箱梁施工的宏观管理。

3、各负其责，责任到人，建立施工质量、进度奖罚制度；

4、钢筋、砂石料和水泥等原材料备料充足，避免出现等料误工情况的发生；

5、对拌合站、吊车及发电机等机械设备及时检查，保证机械设备始终处于良好工作状态；

6、加强对施工人员培训工作，使之能快速、熟练掌握操作要领，保证工序衔接紧密。

五、安全、文明施工保证措施

1、严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定。

2、箱梁梁施工前，安保部对现场工作人员进行安全技术交底。

3、封闭338省道时，满堂支架两侧10m处堆放砂袋，并安排专人指挥交通。

4、钢绞线张拉时，两端设警戒标志，专人看护，闲杂人员不得靠近，确保张拉安全。

5、施工人员必须配戴安全帽和安全带，支架上方搭设栏杆和安全网。

6、机械操作必须遵守规程安全操作，不得违章作业。

7、施工现场要整齐规范，各种警示牌和施工铭牌树立齐全。

箱梁支架受力计算书

K135+199.445分离立交桥箱梁支架受力计算取右幅箱梁支架进行受力计算。

一、荷载计算

1、箱梁荷载：箱梁钢筋砼自重：G=777m3×26KN/m3=20202KN

偏安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：

F1=G×r÷S=20202KN×1.2÷（12.4m×72m）=27.153KN/m2

2、施工荷载：取F2=2.5KN/m2

3、振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0KN/m2

4、箱梁芯模：取F4=1.5KN/m2

5、竹胶板：取F5=0.1KN/m2

6、方木：取F6=7.5KN/m3

二、底模强度计算

箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=15mm，竹胶板方木背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板。

1、模板力学性能

（1）弹性模量E=0.1×105MPa。

（2）截面惯性矩：I=bh3/12=30×1.53/12=8.44cm4

（3）截面抵抗矩：W= bh2/6=30×1.52/6=11.25cm3

（4）截面积：A=bh=30×1.5=45cm2

2、模板受力计算

（1）底模板均布荷载：F= F1+F2+F3+F4=27.153+2.5+2.0+1.5=33.153KN/m2

q=F×b=33.153×0.3=9.946KN/m

（2）跨中最大弯矩：M=qL2/8=9.946×0.32/8=0.112 KNm

（3）弯拉应力：σ=M/W=0.112×103/11.25×10-6=9.9MPa＜［σ］=11MPa

竹胶板板弯拉应力满足要求。

（4）挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为：

f=0.677qL4/100EI

=(0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)

=0.65mm＜L/400=0.75mm

竹胶板挠度满足要求。

综上，竹胶板受力满足要求。

三、横梁强度计算

横梁为10×10cm方木，跨径为0.9m，中对中间距为0.4m。

截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3

截面惯性矩：I= bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4

作用在横梁上的均布荷载为：

q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.4=(33.153+0.1)×0.4=13.3KN/m

跨中最大弯矩：M=qL2/8=13.3×0.92/8=1.35KNm

落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa

1、横梁弯拉应力：σ=M/W=1.35×103/1.67×10-4=8.08MPa＜［σ］=14.5MPa

横梁弯拉应力满足要求。

2、横梁挠度：f=5qL4/384EI

=(5×13.3×0.94)/(384×11×106×8.33×10-6)

=1.24mm＜L/400=2.25mm

横梁弯拉应力满足要求。

综上，横梁强度满足要求。

四、纵梁强度计算

纵梁为10×15cm方木，跨径为0.9m，间距为0.9m。

截面抵抗矩：W=bh2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4m3

截面惯性矩：I=bh3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5m4

0.9m长纵梁上承担3根横梁重量为：0.1×0.1×0.6×7.5×3=0.135KN

横梁施加在纵梁上的均布荷载为：0.135÷0.9=0.15KN/m

作用在纵梁上的均布荷载为：

q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.9+0.15=33.253×0.9+0.15=30.078KN/m

跨中最大弯矩：M=qL2/8=30.078×0.92/8=3.045KNm

落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，弹性模量E=11×103MPa

1、纵梁弯拉应力：σ=M/W=3.045×103/3.75×10-4=8.12MPa＜［σ］=14.5MPa

纵梁弯拉应力满足要求。

2、纵梁挠度：f=5qL4/384EI

=(5×30.078×0.94)/(384×11×106×2.81×10-5)

=0.83mm＜L/400=2.25mm

纵梁弯拉应力满足要求。

综上，纵梁强度满足要求。

摘要:研究目的:索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,其主要应用桥型范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、

系杆拱桥等,索的构造也相应分为缆索、拉索及吊索等多种类型,根据桥梁索结构所处的环境条件,相应对其

提出了很高的防腐性能要求。

研究结论: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

锌和环氧喷涂处理。

关键词:桥梁工程索结构应用腐蚀特点防腐措施热浸镀锌环氧喷涂

随着我国桥梁建造水平的提高,在对桥梁与运输

服务的综合效益、与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,悬索、斜拉等桥型结构的应用日趋普遍,对索

结构的防腐处理提出了新的要求与课题。

1　索结构在桥梁等工程中的应用特点

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,同时部分有类似功能

要求的构件也可采用圆钢等(如小跨度吊桥的吊杆

等),索结构在桥梁工程中的主要应用桥型结构范围

是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,其中包括悬索桥

的主缆索和吊索、斜拉桥的斜拉索、拱桥及系杆拱桥的

吊索、水平拉索(明索)等,对于一些桥梁结构的特殊

处理(包括施工过程中的临时受力需要)及旧桥加固

等有时需采用体外索的处理形式,也属索结构在桥梁

工程中的应用范围。

另外,也有一些诸如预应力锚索等也在包括桥梁

等很多工程中得到日益广泛的应用,特别在水电、高挡

墙路基、桥梁以及其它各种加固工程等应用十分广泛,

对保证工程安全、有效控制工程投资发挥了重要作用,

尽管有些严格从结构特点上判断不属于索结构,但从

防腐处理考虑则很多具有类似的技术要求。对不稳定

的岩(土)体采用预应力锚索体系进行整体加固已成

为目前基本选择和常规做法,工艺上也具备愈加成熟

的特点,在道路工程设计施工中也常常面临高路基工

程,从满足受力要求、节省工程量、节约占地需求、降低

工程投资、改善外观效果等方面考虑,自立互锚(或半

自立锚固)混凝土挡土墙也应用较多,山区地形条件

更是如此,桥梁工程中也有较多应用工程实例,以切实

保证结构安全及设计合理,如在万州长江二桥的锚碇

结构设计中,根据工程地质条件,为保证结构安全及有

效控制工程量,锚碇前端采用了预应力岩锚体系。

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,而随

着材料科学的不断发展,用于索结构的主要材料钢丝、

钢绞线、钢丝绳等材料强度不断发展、规格系列越发齐

全、防护水平显著提高,同时设计计算分析水平及施工

操作水平也迅猛提高,以上各种条件变化为索结构在

桥梁工程中日益广泛的应用创造了良好条件。根据腐

蚀条件及长期使用经验,对包括桥梁用各类索结构的

防腐处理引起工程界愈加高度的重视,成为衡量桥梁

工程设计施工质量、保证结构耐久性关键控制因素之

一,结合有关防腐处理研究部门及相关生产厂家的共

同努力,其防腐处理的工艺及技术水平也有了很大提

高,除对索结构的基本材料钢丝、钢绞线等本身外表面

必须进行必要的防腐处理,通常采用热镀锌或环氧涂

层防护等处理措施,还需对成型后的缆索或索股等采

用其它防护处理措施,为切实保证其有效防护使用年

限要求、提高整个工程的使用性能条件提供良好保证。

对由平行钢丝或钢绞线构成的各种拉索、吊索等

构造,其成型规格尺寸通常不是很大,一般外表面采用

热挤PE进行防护,应在工厂进行专业化施工,同时PE

材料也具备较好的现场修补条件,热挤PE有单层或

双层构造,外层有多种色彩选择,可以满足防护及景观

效果等多方面要求悬索桥主缆在成桥后需对其采取

综合防护处理,有较高技术要求对于由钢丝绳构成的

索结构通常可采用涂装或油脂防护此外,对索结构的

锚固与其它构造的衔接处理也高度重视,采取了一系

列工艺改进措施。

2　桥梁索结构应用中存在的主要问题

由于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,用于桥梁工

程时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。

在以往国内外桥梁工程设计施工中,尽管针对索的防

护重要性有一定认识,通常也都采取了相应的防护处

理措施,但由于受当时防护处理技术水平、认识水平及

重视程度不够的制约影响,因而由于对索的防护处理

不力、影响工程正常使用及需要进行返工处理的工程

实例很多,而进行相应事故的处理投资费用很高,且费

工费时,对正常交通一般也会造成很大影响,个别严重

的还会造成工程报废,所造成的影响及损失更大,从结

构特点及以往工程实例特点分析,其中斜拉桥出现的

问题更多一些,由此造成了很大的直接及间接损失,拱

桥的吊索也很容易发生类似问题。

针对悬索桥结构而言,对其主缆的防护历来十分

重视,通常除对材料本身进行必要的防护处理外,对成

型后的缆索外表面通常还会采取一系列其它防护处理

措施(结构封闭及涂装处理),使之缆索处于相对封闭

状态,同时主缆的受力特点也决定了其受力条件较为

均匀,应力幅度变化相对不大,两端连接锚头基本采用

工艺成熟的热铸锚工艺,材料性能匹配较好,通常不会

出现腐蚀局部薄弱环节,基于以上特点,悬索桥由于主

缆防护处理不利出现重大工程事故的不多,因而就主

缆防护存在一定的重视不够或认识不足之处,在较长

一段时间就此方面的技术发展进步相对不大,但并不

表明其缆索的的防护处理就不存在技术问题。由于大

跨度悬索桥对主缆索进行了封闭处理,进行相应检查

较为困难,有些问题不能及时发现和暴露出来,但近年

来美国、日本等国家对以往修建的大跨度悬索桥主缆

索进行的相关检查(拆除外表面涂装及缠丝后)中发

现,其主缆钢丝的锈蚀现象较为严重和普遍,主要原因

是虽然对钢丝自身及缆索外表面进行了相关的防护处

理,但外表面防护处理仍难以完全避免外部水汽浸入,

防护涂层的龟裂及索鞍、索夹等防水薄弱环节的存在

是主要原因,而水汽一旦浸入则很难顺利排出,由此形

成主缆内部湿度很大,严重恶化了其腐蚀环境,造成钢

丝锈蚀,因而近年来除该改进缠丝材料构造及工艺、采

取进一步的封闭措施外,还考虑采用必要的除湿设备,

当然工程投资会有所增加,但考虑长期使用目的仍是

必要的。我国进行现代意义的大跨度悬索桥建设时间

不长,各桥梁工程对主缆也尚未进行相关检查,有些可

能出现的问题也尚未暴露出来,但借鉴国外经验,对主

缆防护采取各种加强措施仍是十分必要的。

国内外桥梁工程由于对索的防护处理不利造成较

大影响及损失的主要工程实例有:德国汉堡的Kohl-

brand Estruary桥,由于斜拉索腐蚀严重,建成的第三

年就更换了全部的斜拉索,耗资达6 000万美元,是原

来斜拉索造价的4倍委内瑞拉的Maracibo桥,建于

1958~1960年间,受当时技术水平制约,其斜拉索没

有进行镀锌处理,采用一般的涂漆防护,经过不断的风

雨侵蚀,斜拉索锚头处的锚箱罩盖率先损坏,进而使得

斜拉索与上锚箱的接口处发生锈蚀,且相当一部分锈

蚀十分严重, 1979年发生个别斜拉索断裂,因此决定

对全桥斜拉索进行更换,全部进行镀锌处理,并采用了

含有铅质的酚醛树脂糊膏进行表面防护,且换索后拉

索根数增加一倍我国广州海印大桥于1988年年底建

成, 1995年起陆续发生索股断裂及松断事故,调查表

明产生的主要原因是管道压浆工艺未能保证拉索顶部

灌注饱满,造成拉索直接与空气接触进而发生锈断,为

防止事故的进一步发生,被迫进行全桥换索工程,耗资

大量资金及时间2001年11月7日,宜宾南门大桥

(拱桥)倒塌,事故调查发现拉索已经发生严重生锈

此外,国内外还有许多斜拉桥建成后陆续进行了局部

换索或其它处理。美国在1903年建世界上第一座现

代化长跨度悬索桥W illiamsburg桥,受当时技术水平

和造价制约,没有对钢丝进行镀锌处理而采用一般防

护,建成后仅7年就发现钢丝锈蚀断裂, 1922年对缆

索补缠镀锌钢丝,但1934年又发现主缆内有水从锚碇

处流出,虽陆续采取了多种处理方案,但都没有能够阻

止锈蚀发展, 1992年开始被迫进行为期3年的主缆维

护工作,耗资7 300万美元。

3　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。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,另外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1 860MPa,而2 000MPa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,同时,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

1 600~1 700MPa。

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,造成钢丝自身腐蚀的主要原因包

括应力腐蚀及疲劳腐蚀:应力腐蚀是材料在一定环境

中由于外加或本身残余的应力,加之腐蚀的作用,导致

金属的早期破裂现象,金属的应力腐蚀破裂主要是对

应力腐蚀较为敏感的合金上发生,纯金属很少产生,合

金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破

裂有很大影响,处于较高应力状态情况下,包括材料内

部各种残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在

内,且基本为拉应力影响,可以引起应力腐蚀破裂,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

现疲劳腐蚀是钢铁在交变应力作用和腐蚀介质的共

同作用下产生的一种腐蚀现象,同时也是在桥梁工程

的索结构中发生较为普遍、概率较大的腐蚀现象,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。

桥梁工程设计施工过程中,针对索结构的应用,从

保证其使用安全考虑通常都留有相对较大的安全系

数,不同的索结构及材料类型对相应的安全系数有具

体要求,尽管如此,各种索结构通常仍是在较高的应力

状态下工作的,虽然对于工作疲劳应当没有影响,但是

在高应力状态下,腐蚀介质和应力的相互发生作用,如

果不进行合理有效的防护处理,其腐蚀是非常容易发

生的,腐蚀发生将会大大影响钢丝的受力性能,同时从

桥梁工程的构造特点考虑,索结构与其它构造的衔接

部位通常也是最易受腐蚀的薄弱的地方,同时悬索桥

的主缆索在锚碇范围是通过散索鞍后散开在锚室内进

行锚固,而锚碇为地下结构,无论采用何种锚碇构造,

锚室内的空气湿度通常都很大,对包括缆索及各种连

接构件的防腐都十分不利,目前,在锚碇洞室内通常还

需设置排水及除湿设备,以改善洞室内的腐蚀环境条

件。1967年12月,美国西弗吉尼亚州和俄亥俄州之

间的俄亥俄大桥突然倒塌,事故调查的结果就是因为

应力腐蚀和腐蚀疲劳产生的裂缝所致。

一、七彩桥

因为它弯弯的桥身就像一个美丽的彩虹，所以因此而得名。像彩虹一样美丽，显得若隐若现，热天能变凉爽 ，冷天能出热风，还有两层，一层走人，一层开车。这座桥桥面两侧有冰雕刻成的栏杆，这种冰雕永远也溶化不了，比金刚石强硬。

二、防腐木木桥

性能优点有以下几点：

1、防腐木，天然、环保、安全。

2、防腐木可以防腐、防蛀、防霉、防白蚁的危害。

3、防腐木提高了木材的稳定性，对于野外园林的布局更有保护作用。

4、防腐木上容易上色和刷料，可以根据不同的要求，展现出来不同美得感受。

古典中的桥

清明上河图的桥是贯木拱廊桥。横跨汴河上的是一座规模宏大的木质拱桥，它结构精巧，形式优美。宛如飞虹，故名虹桥。 展阅《清明上河图》，我们可以看到一造型优美的木顶拱桥。

据专家研究，《清明上河图》的虹桥为中国十大古桥之一，是著名的木拱桥，如建于1050年，为当时北宋京城的水陆交通运转畅通发挥出了巨大的作用，后毁于战火。

重建的这座虹桥1998年建成，桥跨径25米，高5米，跨度比为1：5，桥的两边设有四根望柱和四根9米高的立柱，顶部有一圆盘，上面泊立白鹤鸟，随风转动，对照下面的十字交仪木就知道白鹤所指的方向，这是古代的风向标。

摘要:研究目的:索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,其主要应用桥型范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、

系杆拱桥等,索的构造也相应分为缆索、拉索及吊索等多种类型,根据桥梁索结构所处的环境条件,相应对其

提出了很高的防腐性能要求。

研究结论: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

锌和环氧喷涂处理。

关键词:桥梁工程索结构应用腐蚀特点防腐措施热浸镀锌环氧喷涂

随着我国桥梁建造水平的提高,在对桥梁与运输

服务的综合效益、与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,悬索、斜拉等桥型结构的应用日趋普遍,对索

结构的防腐处理提出了新的要求与课题。

1　索结构在桥梁等工程中的应用特点

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,同时部分有类似功能

要求的构件也可采用圆钢等(如小跨度吊桥的吊杆

等),索结构在桥梁工程中的主要应用桥型结构范围

是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,其中包括悬索桥

的主缆索和吊索、斜拉桥的斜拉索、拱桥及系杆拱桥的

吊索、水平拉索(明索)等,对于一些桥梁结构的特殊

处理(包括施工过程中的临时受力需要)及旧桥加固

等有时需采用体外索的处理形式,也属索结构在桥梁

工程中的应用范围。

另外,也有一些诸如预应力锚索等也在包括桥梁

等很多工程中得到日益广泛的应用,特别在水电、高挡

墙路基、桥梁以及其它各种加固工程等应用十分广泛,

对保证工程安全、有效控制工程投资发挥了重要作用,

尽管有些严格从结构特点上判断不属于索结构,但从

防腐处理考虑则很多具有类似的技术要求。对不稳定

的岩(土)体采用预应力锚索体系进行整体加固已成

为目前基本选择和常规做法,工艺上也具备愈加成熟

的特点,在道路工程设计施工中也常常面临高路基工

程,从满足受力要求、节省工程量、节约占地需求、降低

工程投资、改善外观效果等方面考虑,自立互锚(或半

自立锚固)混凝土挡土墙也应用较多,山区地形条件

更是如此,桥梁工程中也有较多应用工程实例,以切实

保证结构安全及设计合理,如在万州长江二桥的锚碇

结构设计中,根据工程地质条件,为保证结构安全及有

效控制工程量,锚碇前端采用了预应力岩锚体系。

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,而随

着材料科学的不断发展,用于索结构的主要材料钢丝、

钢绞线、钢丝绳等材料强度不断发展、规格系列越发齐

全、防护水平显著提高,同时设计计算分析水平及施工

操作水平也迅猛提高,以上各种条件变化为索结构在

桥梁工程中日益广泛的应用创造了良好条件。根据腐

蚀条件及长期使用经验,对包括桥梁用各类索结构的

防腐处理引起工程界愈加高度的重视,成为衡量桥梁

工程设计施工质量、保证结构耐久性关键控制因素之

一,结合有关防腐处理研究部门及相关生产厂家的共

同努力,其防腐处理的工艺及技术水平也有了很大提

高,除对索结构的基本材料钢丝、钢绞线等本身外表面

必须进行必要的防腐处理,通常采用热镀锌或环氧涂

层防护等处理措施,还需对成型后的缆索或索股等采

用其它防护处理措施,为切实保证其有效防护使用年

限要求、提高整个工程的使用性能条件提供良好保证。

对由平行钢丝或钢绞线构成的各种拉索、吊索等

构造,其成型规格尺寸通常不是很大,一般外表面采用

热挤PE进行防护,应在工厂进行专业化施工,同时PE

材料也具备较好的现场修补条件,热挤PE有单层或

双层构造,外层有多种色彩选择,可以满足防护及景观

效果等多方面要求悬索桥主缆在成桥后需对其采取

综合防护处理,有较高技术要求对于由钢丝绳构成的

索结构通常可采用涂装或油脂防护此外,对索结构的

锚固与其它构造的衔接处理也高度重视,采取了一系

列工艺改进措施。

2　桥梁索结构应用中存在的主要问题

由于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,用于桥梁工

程时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。

在以往国内外桥梁工程设计施工中,尽管针对索的防

护重要性有一定认识,通常也都采取了相应的防护处

理措施,但由于受当时防护处理技术水平、认识水平及

重视程度不够的制约影响,因而由于对索的防护处理

不力、影响工程正常使用及需要进行返工处理的工程

实例很多,而进行相应事故的处理投资费用很高,且费

工费时,对正常交通一般也会造成很大影响,个别严重

的还会造成工程报废,所造成的影响及损失更大,从结

构特点及以往工程实例特点分析,其中斜拉桥出现的

问题更多一些,由此造成了很大的直接及间接损失,拱

桥的吊索也很容易发生类似问题。

针对悬索桥结构而言,对其主缆的防护历来十分

重视,通常除对材料本身进行必要的防护处理外,对成

型后的缆索外表面通常还会采取一系列其它防护处理

措施(结构封闭及涂装处理),使之缆索处于相对封闭

状态,同时主缆的受力特点也决定了其受力条件较为

均匀,应力幅度变化相对不大,两端连接锚头基本采用

工艺成熟的热铸锚工艺,材料性能匹配较好,通常不会

出现腐蚀局部薄弱环节,基于以上特点,悬索桥由于主

缆防护处理不利出现重大工程事故的不多,因而就主

缆防护存在一定的重视不够或认识不足之处,在较长

一段时间就此方面的技术发展进步相对不大,但并不

表明其缆索的的防护处理就不存在技术问题。由于大

跨度悬索桥对主缆索进行了封闭处理,进行相应检查

较为困难,有些问题不能及时发现和暴露出来,但近年

来美国、日本等国家对以往修建的大跨度悬索桥主缆

索进行的相关检查(拆除外表面涂装及缠丝后)中发

现,其主缆钢丝的锈蚀现象较为严重和普遍,主要原因

是虽然对钢丝自身及缆索外表面进行了相关的防护处

理,但外表面防护处理仍难以完全避免外部水汽浸入,

防护涂层的龟裂及索鞍、索夹等防水薄弱环节的存在

是主要原因,而水汽一旦浸入则很难顺利排出,由此形

成主缆内部湿度很大,严重恶化了其腐蚀环境,造成钢

丝锈蚀,因而近年来除该改进缠丝材料构造及工艺、采

取进一步的封闭措施外,还考虑采用必要的除湿设备,

当然工程投资会有所增加,但考虑长期使用目的仍是

必要的。我国进行现代意义的大跨度悬索桥建设时间

不长,各桥梁工程对主缆也尚未进行相关检查,有些可

能出现的问题也尚未暴露出来,但借鉴国外经验,对主

缆防护采取各种加强措施仍是十分必要的。

国内外桥梁工程由于对索的防护处理不利造成较

大影响及损失的主要工程实例有:德国汉堡的Kohl-

brand Estruary桥,由于斜拉索腐蚀严重,建成的第三

年就更换了全部的斜拉索,耗资达6 000万美元,是原

来斜拉索造价的4倍委内瑞拉的Maracibo桥,建于

1958~1960年间,受当时技术水平制约,其斜拉索没

有进行镀锌处理,采用一般的涂漆防护,经过不断的风

雨侵蚀,斜拉索锚头处的锚箱罩盖率先损坏,进而使得

斜拉索与上锚箱的接口处发生锈蚀,且相当一部分锈

蚀十分严重, 1979年发生个别斜拉索断裂,因此决定

对全桥斜拉索进行更换,全部进行镀锌处理,并采用了

含有铅质的酚醛树脂糊膏进行表面防护,且换索后拉

索根数增加一倍我国广州海印大桥于1988年年底建

成, 1995年起陆续发生索股断裂及松断事故,调查表

明产生的主要原因是管道压浆工艺未能保证拉索顶部

灌注饱满,造成拉索直接与空气接触进而发生锈断,为

防止事故的进一步发生,被迫进行全桥换索工程,耗资

大量资金及时间2001年11月7日,宜宾南门大桥

(拱桥)倒塌,事故调查发现拉索已经发生严重生锈

此外,国内外还有许多斜拉桥建成后陆续进行了局部

换索或其它处理。美国在1903年建世界上第一座现

代化长跨度悬索桥W illiamsburg桥,受当时技术水平

和造价制约,没有对钢丝进行镀锌处理而采用一般防

护,建成后仅7年就发现钢丝锈蚀断裂, 1922年对缆

索补缠镀锌钢丝,但1934年又发现主缆内有水从锚碇

处流出,虽陆续采取了多种处理方案,但都没有能够阻

止锈蚀发展, 1992年开始被迫进行为期3年的主缆维

护工作,耗资7 300万美元。

3　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。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,另外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1 860MPa,而2 000MPa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,同时,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

1 600~1 700MPa。

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,造成钢丝自身腐蚀的主要原因包

括应力腐蚀及疲劳腐蚀:应力腐蚀是材料在一定环境

中由于外加或本身残余的应力,加之腐蚀的作用,导致

金属的早期破裂现象,金属的应力腐蚀破裂主要是对

应力腐蚀较为敏感的合金上发生,纯金属很少产生,合

金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破

裂有很大影响,处于较高应力状态情况下,包括材料内

部各种残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在

内,且基本为拉应力影响,可以引起应力腐蚀破裂,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

现疲劳腐蚀是钢铁在交变应力作用和腐蚀介质的共

同作用下产生的一种腐蚀现象,同时也是在桥梁工程

的索结构中发生较为普遍、概率较大的腐蚀现象,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。

桥梁工程设计施工过程中,针对索结构的应用,从

保证其使用安全考虑通常都留有相对较大的安全系

数,不同的索结构及材料类型对相应的安全系数有具

体要求,尽管如此,各种索结构通常仍是在较高的应力

状态下工作的,虽然对于工作疲劳应当没有影响,但是

在高应力状态下,腐蚀介质和应力的相互发生作用,如

果不进行合理有效的防护处理,其腐蚀是非常容易发

生的,腐蚀发生将会大大影响钢丝的受力性能,同时从

桥梁工程的构造特点考虑,索结构与其它构造的衔接

部位通常也是最易受腐蚀的薄弱的地方,同时悬索桥

的主缆索在锚碇范围是通过散索鞍后散开在锚室内进

行锚固,而锚碇为地下结构,无论采用何种锚碇构造,

锚室内的空气湿度通常都很大,对包括缆索及各种连

接构件的防腐都十分不利,目前,在锚碇洞室内通常还

需设置排水及除湿设备,以改善洞室内的腐蚀环境条

件。1967年12月,美国西弗吉尼亚州和俄亥俄州之

间的俄亥俄大桥突然倒塌,事故调查的结果就是因为

应力腐蚀和腐蚀疲劳产生的裂缝所致。

4　钢丝的热浸镀锌处理

热浸镀锌工艺在桥梁工程中得到了广泛应用,尤

其是在各类索结构的防腐处理中应用更是极为普遍,

是目前对钢丝防腐处理的常规工艺方法,对钢丝进行

热浸镀锌可以有效防止或减小索结构在制造、运输、架

设以及使用过程中的锈蚀,结合其它合理的防腐处理

措施,切实保障其耐蚀要求,进而为整个工程的安全长

期使用提供良好条件。热浸镀锌工艺已有较长的发展

历程,用于钢丝防护主要是随着现代悬索桥的建设而

得到发展并逐步扩大其应用范围,美国是世纪上建造

现代悬索桥最早的国家,在20世纪30年代就开始在

悬索桥上使用主缆及吊索系统用镀锌钢丝,比如世界

闻名的金门大桥,而一些没有使用镀锌钢丝的桥梁多

因应力腐蚀或腐蚀疲劳而不得不后期进行换索加固。

热浸镀锌即是把钢铁浸入温度达440~465℃或

者更高温度的熔化锌中进行处理的过程,铁基体与熔

锌反应,形成铁-锌合金层覆盖在整个工件表面,镀锌

表面有一定的韧性,可耐很大的摩擦及冲击,同时与基

体有着良好的结合,钢丝热浸镀锌的基本工艺流程为:

除油→水洗→酸洗→水冲洗→熔剂处理→烘干→热镀

锌→后处理→收线→成品。热浸镀锌的镀层厚度通常

在50~250μm,对于钢丝要求其锌层重量控制在300

g/m2以上,同时对附着力按有关要求进行严格的检查

控制,镀锌质量保证主要的控制因素包括表面基材处

理效果、助熔方式、镀锌时间、引出方式、引出后的处理

(锌层均匀性及表面效果)等。

5　环氧树脂涂层处理

5. 1　基本材料特点及应用条件

环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚基丙烷在碱作用

下缩聚而成的高聚物,含有极性高而不易水解的脂肪

基和醚键,涂膜的耐化学性好,其结构是刚性的苯环和

柔性的烃链交替排列,物理机械性能良好,同时其固化

时体积收缩率低,可避免由于内应力的产生影响附着

力,由于环氧树脂属热固性树脂,其固化后形成的三维

交联的主体结构会导致其很少有分子键滑动,因而使

用中需增加其韧性指标,通常可采用胺类固化剂,有机

多元胺在常温条件下能与环氧树脂交联固化,所形成

的涂膜具有良好的附着力及硬度指标,同时具有耐脂

肪烃溶剂性、耐稀酸(碱)性和耐盐水性,防腐性能十

分理想。

当需要防护处理的金属结构等处于较为特殊的使

用环境条件(如埋于地下土层当中等),根据其腐蚀特

点及对防腐材料的性能特点要求,可针对配方作进一

步改进以满足相关的使用要求。由于煤焦沥青含有环

烃结构,如酚或塞酚之类具有很好的抗腐蚀细菌功能,

同时具有很好的水下不渗透性,因此,在环氧树脂防腐

体系里加入煤焦沥青可使其具有一般环氧树脂所不具

有的特性,可以有效提高涂层在土壤中的抗水渗透性

及抗细菌腐蚀性能等,其涂料配方由环氧树脂、溶剂、

固化剂、填料等组成。

根据实际使用环境条件的不同,钢铁等金属材料

的腐蚀过程及腐蚀类型较为复杂多样,主要为化学腐

蚀及电化学腐蚀等,为保证其使用耐久性及结构安全,

必须进行防腐处理,对涂膜的基本质量要求包括涂膜

厚度的合理选择、附着力、耐皂化性能、化学耐久性、耐

冲击性等。采用环氧树脂涂层防护处理对工艺设备的

要求很高,其应用于桥梁等工程的防护处理在美国、日

本等国家发展起步较早,国内近年来也发展很快,由于

需进行专业化生产的特点,已有部分生产厂家引进了

必要的技术和设备,通过消化吸收具备了相应的生产

能力。目前在桥梁等工程上应用最多的是环氧喷涂钢

绞线(简称SC钢绞线),由于工艺处理复杂,技术要求

高,因而其造价相对较高,但由于其优良的防腐性能条

件和技术优势使之具备广阔的发展应用前景,主要应

用于斜拉索、吊索、桥梁体外索加固、岩(土)体加固及

一些地下工程等对防腐性能要求很高的工程,也可用

于常规工程,用于桥梁等工程后防腐年限大幅度提高,

结构安全更有保障,同时可以有效避免或减少后期损

失,如斜拉桥曾较多地发生断索等工程事故需要进行

更换处理,其换索施工不仅对正常交通造成很大影响,

而且所需费用十分昂贵,各种损失巨大。

5. 2　SC钢绞线主要技术特点

随着高强度预应力钢绞线在包括桥梁等许多工程

中日趋广泛的应用,特别是根据各类索结构的构造形

式、应用环境特征、腐蚀特点,同时考虑在保证工程整

体寿命及结构安全方面的重要作用,对其防腐效果及

耐久性提出了越来越高的要求,防腐处理技术的相应

发展是其关键,为从根本上有效解决钢绞线的防腐耐

久性问题,环氧树脂涂层预应力钢绞线(英文名称Sur-

passCoa.t Strand,故简称SC钢绞线)技术得到了很快

的发展及应用,从涂装操作特点考虑属粉末涂装法,常

用的粉末涂装主要有流动浸渍法和静电喷涂法, SC钢

绞线系采用高压静电喷涂法将环氧树脂粉末喷射于钢

绞线各根钢丝上,然后加热熔融、固化、冷却,从而在组

成钢绞线的各根钢丝外表面形成一层致密的环氧涂

膜,为实现这一目标,喷涂前需将钢绞线各根钢丝暂时

打散,喷涂后再将其复扭成型。

以前对钢绞线的防腐处理通常采用镀锌钢绞线、

外表面整体进行树脂填充及涂装环氧层、普通钢绞线

外侧设热挤PE防护层等处理方法,而SC钢绞线则是

对组成钢绞线的各根钢丝外表面都进行环氧涂膜处

理,要求环氧涂膜层有良好的致密性及厚度均匀,因此

称之为全涂装钢绞线。SC钢绞线系与其它防腐处理

类型的钢绞线的主要区别是由于所用的防腐材料与工

艺上的不同,从而造成其防腐效果及钢绞线机械性能

方面的较大差异,一般钢丝或钢绞线经镀锌处理后,由

于镀锌过程对钢丝表面不可避免地产生一定损伤,因

而机械性能均有所下降,体现在设计中的影响主要是

强度指标需要降低,另外,镀锌钢绞线表面锌层被刮伤

后,刮伤处会产生阴极电化学反应,从而加快腐蚀的发

生,其它防腐处理方式也存在一定的薄弱之处,包括防

腐效果、物理特性变化、锚具要求、与混凝土的附着效

果、对施工操作的影响等方面, SC钢绞线主要技术特

点如下:

5.2.1　对构成钢绞线的各根钢丝都进行了充分的表

面材质调整,各根钢丝一边旋转一边进行涂装处理,与

其它涂装法比较,其膜层厚度较薄(平均120 ~

180μm)且均匀,同时致密性好,耐磨性强,可靠性高,

具有良好的耐离子渗透、耐化学品、耐电压、耐紫外线

辐射、耐疲劳性能等基本特点,综合防腐效果十分理

想,应用前景广阔。

5.2.2　与涂装前的普通钢绞线相比, SC钢绞线的强

度及柔软性没有降低,同时,由于涂装处理时的温度不

高,不会出现镀锌处理造成的强度损失较大的特点,其

强度指标与不涂装钢绞线基本没有区别,松弛率也可

保证,十分有利于设计施工控制。

5.2.3　普通钢绞线即使出厂不久,局部仍易产生锈蚀

或浮锈,而在存放时间较长、保护措施不利条件下或由

于施工养护等方面的原因,极易发生较为严重的腐蚀

现象,甚至导致报废,而SC钢绞线在制造时需在打散

情况下对各钢丝进行表面防腐处理,成型后不会出现

防腐蚀薄弱部位,不会发生锈蚀现象,合理的操作可充

分保证其涂膜质量。

涂装处理后的SC钢绞线较原基材外径变化很

小,目前所用的常规锚具、夹片仍可适用,无需另行采

用专用锚具,有利于方便施工、合理控制投资。

由于膜层厚度相对较薄, SC钢绞线的涂装材料用

量较少,有条件作到价格更为合理,现场施工通常不会

另行增加费用,目前主要在于出厂价格相对较高,其主

要原因在于对设备、技术及操作工艺要求很高等方面

因素,同时国内能够生产的厂家也有限,随着普及率的

不断提高及各方面条件的不断改善,其价格也会相应

降低。

6　结论

(1)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,同时,随着设计施工技术

及材料工艺不断发展,其应用范围日益扩大,在工程建

设中发挥着极为重要的作用,特别在大型工程建设中

具有难以替代的作用。

(2)为保证制造质量及精度要求,降低现场工作

量及难度,进行工厂化生产制造是主要应用发展方向,

应根据工程特点进行合理选择,包括合理的锚固连接

构造。

(3)根据材料自身及使用环境特点,为保证工程

长期安全使用,避免或减少各种损失,对索结构的防腐

必须高度重视,采取相应工程处理措施。

(4)对索结构的防腐应采取综合工程措施,随着

技术进步及认识程度的不断提高,在此方面已取得很

大发展。除对索体材料自身进行必要的镀锌、环氧喷

涂等措施外,对成型后的索体结构进行热挤PE及其

它防护处理措施,可取得良好防腐效果。

参考文献:

[1]　中华人民共和国交通部.公路悬索桥设计规范(报批稿)

[S].

[2]　JTJ 027—96,公路斜拉桥设计规范(试行)[S].

[3]　GB/T 21073—2007,环氧涂层七丝预应力钢绞线[S].

[4]　唐清华,郑史雄.斜拉桥与悬索桥的防腐[ J].四川建

筑, 2005(1): 125-126.