吊桥钢丝绳两端怎么固定

跨海大桥使用的钢丝绳，为什么不会断裂？

跨海大桥使用的钢丝绳常年承受巨力，还被风吹雨淋，为什么不会断裂？他到底是怎么制造出来的？

首先我们来看一下钢丝绳的制作过程。一条完美的钢丝绳要经过钢丝成型和扭绳两部生产。钢丝的原料一般采用优质高碳钢，这些原料在进入生产线后，经过热处理、拉拔等生产工序后，为了提高钢丝性能，工人还会在钢丝表面涂上一层合金涂料，比如锌铝合金等。另外，在这个阶段，质检人员还会对钢丝的强度、韧性等各方面进行性能检测，检测合格的钢丝才可以进入钢丝绳的生产阶段。它的原理和拧麻绳相同，主要有拉丝、粘谷、集合绳三个工序，先将这些钢丝拉成统一的粗细，然后一一排列，通过分线盘、变形器等机器将钢丝拧成小古钢索，随后就进入了合绳阶段。

通常来说，一根钢丝绳由六股或以上的细钢索拧成，这些钢索经过变形器后会变成螺旋形，然后绞绳机会把这些钢索沿着绳心绞成一大股，通过压线瓦炸制后就形成了免致紧密的股绳。在合成的过程中，还会在绳索上涂一层防锈润滑油脂，以增加钢丝绳的使用寿命。钢丝绳生产出来后，还需要进行磷化处理，将钢丝绳浸泡在一定浓度的碳酸银溶液中，它的表面会形成一层防腐蚀的薄膜，经过这种处理的钢丝绳抗氧化能力、耐腐蚀性和强度都得到了提升。

在制作完成之后，钢丝绳还要经过力学性能、抗拉强度和抗疲劳性能，这是目前最常见的办法就是整绳破断拉力试验，用拉力机拉住绳索两端，在绳索断裂时确定他的破断拉力的大小，只有强度符合标准，才可以投入桥梁建设中。在桥梁设计时，每根钢丝绳的最大破断拉力及其能承受的最大重量都经过了精密的计算，因此，只要桥梁重量不超过钢丝绳己定的最大承重，它就不会断裂。

例如美国的金门大桥，1937年就建成了，至今已80多年了还在使用。当然，大桥上的这些钢丝绳的使用也是有讲究的，像钢丝绳竖着的这种叫悬索桥，斜着的叫斜拉桥，那两种桥又有什么差别呢？因为钢索方向不一样，桥梁受力结构有所不同。悬索桥以悬索主缆为主要承重构件，通过竖向钢索将桥面重量传到竹篮上，在由竹兰通过竹塔上的钢丝绳传到铆钉和主塔上，而斜拉桥已斜拉主缆为主要承重构件独揽，直接承受桥面荷载，再传到索塔上。

其次，两者的应用范围也不同。悬索桥的稳定更好，适合大风和地震区的需要，还可以建在比较湍急的水流上。南京长江第四大桥是中国首座三跨吊悬索大桥，在同大桥中居世界第三，被誉为中国的金门大桥儿。斜拉桥作为一种拉索体系，比悬索桥的跨越能力更好，跨径可达300到一千米，是大跨度桥梁的主要桥型。就像我国的苏通长江公路大桥，它也是世界跨径第一的斜拉桥。

桥的种类也是非常多，例如：钢架桥、悬索桥、斜拉桥、拱桥等。但是大家会不会有个疑问，就是在跨海、跨江的斜拉桥或悬索桥上的钢丝绳，为什么不会断呢？

1、选材

钢丝绳在很多方面与我们的生命都是相连着的，所以在选材方面，合格的钢丝材料才能进入工厂生产，经过表面热处理、拉拔等工序。目的是为了提高钢丝的最大作用，还会将一条条钢丝涂上合金材料，或者在表面镀锌等。

2、生产

分为三个基本工序：拉丝、捻股、合绳，这样才能做成一根完整的钢丝绳，小股合大股，大股再合成一条更粗的钢丝，这是必不可少的步骤。每条钢丝都要大小直接一样，最后将这些钢丝通过分盘器、压线瓦、变形器等设备完成合绳。

1、因为钢丝绳的使用的环境不同，所以在合绳的时候，都会在表面涂上一层润滑油脂，是为了加强钢丝绳的使用寿命。这也是为什么我们看到的钢丝绳表面都是黑黑的，摸上去黏糊糊的。

2、钢丝绳的材料进购的时候需要检测，出货的时候同样也要检测，就是确定钢丝绳能够承受多大的压力，断裂点是多少，只有到了标准，才能被允许在市面上售卖。

现在大家明白了，我们的跨海大桥上使用的钢丝绳，不会断就是这个原因，因为它完全能够承受桥梁重量以及自然力量的破坏。

我们平时在经过跨海大桥时，会发现它们由很多钢丝绳吊着，那么大的大桥，对比之下，那么细的钢丝绳吊着，显得挺单薄的，让人怀疑，再经过那么长的时间后，会不会断呢？有人说：既然修建大桥的项目人员敢用，牢固程度肯定是不用担心的，美国的金门大桥1937年就已经建成了，到现在80多年不还是照样在使用。那为什么不会断呢？

这不能怪专家，专家是根据数据分析问题，人家问了你这个有没有问题，你都说没问题，排除法。毕竟不是每个人都能到现场亲自排查的。

调查的专家们必须实事求是更要有虚心和耐心，任何事都马虎不得。更不要让桥的设计师蒙受一些不必要的质疑。各相关部都要重中之重引起重视，大桥是祖国的门面，也是中国最赚钱的桥。美国历史曾经出现过著名的钢索吊桥因一定风力产生振动与桥体特定结构的频率相吻合，而毁灭的事故，侧风与一定结构的桥体会产生特定流体现象，这类现象有电视专门节目播过。本次事件，钢索腐蚀也是必然现象，只是监管或维护是否及时的问题，少数钢索出现问题，在强度设计上绝对不会有任何不足，但可能影响大桥振动频率，再加上水马和特定风速，必然造成振动。

什么水马影响？指东瓜画葫芦。车流量远超设计能力，每日每时超负荷运行，钢索严重疲劳，个别索条出现了松驰，造成受力不均匀，才造成了抖动摇摆。要进行全面更换钢索才是根治之本。

主缆松弛是关键问题，吊索下沉，安现这个思路推断的话，桥箱下沉就成路面挤压状态，只有处理伸缩缝中间的杂质，清理好之后调整拉紧装置，使桥箱变短，没有了拱力，桥面舒展来了，就不会有波动力产生，也就控制住了波动效应。调查结论似乎没有两三天就出来，我看那些专家都是关在房间里面的，不知道有没有到实地去考察，请把那些给出结论的专家的名字公布出来，这么不负责任。

靠镀锌起不了防腐作用，钢绳熔炼过程中没有加入微量抗腐防锈元素，可能绳芯没有含油芯，海水汽化、空气含二氧化硫，远是钢缆质量问题，日本人讲了不买日本人钢绳（中国建不了大桥），日本人的钢缆贵很出奇，努力研究纲缆成份。

虎门大桥发生波浪形的上下抖动，专家说是“水马”影响风流所致，当时本人不敢苟同此说法。我不是桥梁专家，但目睹过一些桥梁病害或缺陷。人类对某个事物的认知是不断发展的，永远不会停留在一个时间点上，工程构筑物设计也是一样。很多先进桥梁设计是从西方引进的，有些可以直接“拿来”，有些就不适合中国国情了！比方说中国行车制是“右行制”，多车道“单室箱梁”的设计引起的病害明显可见。这次虎门大桥的钢箱梁波浪式抖动的原因，看似”水马”是诱因，根本原因应该是悬索或吊索。大桥已使用23年了，很难保证悬索和吊索中间的某些钢绞索还仍保持设计要求，由此引起的悬索几何坐标是否偏离了原设计值?

唯一百年不腐的防腐方式被中国高铁攻克了！中国高铁接触网金具及立柱（铁塔）全部采用渗锌防腐工艺，任何情况下可以保证100年。 各位专家可以借鉴一下。 但造成虎门大桥钢缆锈蚀的根本原因是施工作业人员工作不认真，不规范造成的。工作人员工作不认真首先是向他们的领导学的，总之最终原因是建设单位单价低了，施工单位单位没法，只能偷减工艺，导致提前锈蚀。

专业的事还是交给专业的人来做！悬索桥的钢缆腐蚀一直都是世界性难题！以技术相对比较先进的日本来说，它的悬索桥钢缆一样会腐蚀，它的应对方法就是两样，一是改进防腐涂层，二是除湿，在钢箱梁加装除湿机，在主缆上每120米装一台除湿装置，根据应用这种方法的桥梁（到目前只有20年）来看，效果很好，可以在桥梁全寿命期无需更换主缆。水份才是悬索桥腐蚀最大的因素。

中国近几年的产品防腐蚀性能大降，可能与这些年成本上升快，行业环境竞争力大，质量审核不严有关。但虎门大桥是九几年建的，那个时候的防腐性能绝对没有问题的。有问题的可能性还是维护的代替品不达标。这也是国情，你的汽车过了保修换配件，比原件绝对差多了。

桥梁按现有理论，设计是不会有问题的，但，实践是检验真理的唯一标准，在客观的变形量面前，是理论应当修正，而不是专家解释，一方面专家应拿出补救措施，解决已出现的变形过大问题，如排除水马，迅速维护，全面仔细检测，严控超负与超载，坚决降低车流量，在今后类似桥梁设计中，适当减少跨度，增加安全系数，多考虑太阳风暴，海水腐蚀，台风冲击，尤其长期使用，金属疲劳，局部应力集中在特定环境下的过度变形，从设计，材料，生产，施工，安装等等方面保障安全，安全是最大效益。让锅振悲剧勿现险情！

交通部专家组的分析仍然不足，没有证据证明，没有实验数据验证，说服力不强。我国桥梁工程的权威性大学是浙江大学和李国豪教授，还是要把问题搞清楚再说吧！不要急于开通！处理方案也得放一放！根本不是水马的问题。如果桥上出现拥堵，停满了车辆，是不是也会发生震颤呢？汽车更高更重，对风的阻挡作用远大于水马，是不是没有风，桥上车多的时候就会发生震颤呢？所以应该是桥的结构和吊索有问题。结构有损伤和吊索松动是大桥震颤的原因。

所有钢索的拉力值要调整好，拉线长度调好，甚至部分更换，伸缩缝结合处，拆开调整到位。全面查腐蚀，严重的立即更换，一般的做好更换计划，备料。 螺栓力矩检查。润滑及防腐检查保养。根据编号记录。

请国家有关领导多方面征求有关专家意见，包括网上非常好的关注留言，非常专业。还可以发文面向全世界广泛征求处理意见，然后研究决定处理意见，修复完工后再进行严格检查验收，然后再恢复通车。决不能草率决定通车。追责！追责！严重！

中国的基建能力在世界上都是名列前茅的，不管是铁路建设还是公路、桥梁方面的建设，我们中国制造从来就没有让人们失望过，为此很多国外的施工队都会向我们虚心学习，甚至有的国家还请我们过去帮忙修桥修路，例如英国、印尼、沙特、巴基斯坦等等，这也从侧面证明了我们中国制造的实力。就拿桥梁建设来说，中国这些年陆续开通了港珠澳大桥等著名的跨海大桥，当我们行驶在大桥上时，内心除了充满骄傲外，会不会疑惑大桥是如何建成的呢？尤其是连接大桥的钢丝绳，为什么钢丝绳那么细，却能撑得住成千上万吨的重量呢？

其实钢丝绳在施工队的专业术语中被称为钢绞线，这是悬索桥最显著的特征，钢绞线的作用非常强大，它起到了承受桥梁本身重量以及过往车辆重量的能力，很多大桥在建设时都会用到钢绞线，至于它为什么能承受住成千上万吨的重量，那就还要从它的制造过程来说起了。钢绞线其实是由无数个小钢丝合绳而成的，俗话说得好“一根筷子一折就断、十根筷子费劲吃奶的力也折不断”，大桥的钢绞线也是这个道理，无数个钢丝绑定在一起形成了强大的力量，那么这些钢丝绳又该如何选材呢？

首先钢丝必须是桥梁专用钢丝，合格的钢丝经过表面的热处理和拉拔之后才能进行下一步的操作，合格的钢丝还必须在表面涂上一层“油漆”它可能是镀锌或者是合金材料，作用就是让钢丝绳的韧性更强更坚固。当钢丝绳基本处理完毕之后，就可以进入到生产过程，钢丝需要经过拉丝、捻股、合绳这三道最重要的工序，小钢丝合成一股钢丝，小股钢丝再合成大股钢丝，最后再把它们放到分盘器中进行合绳，最终出来的成品就是钢绞线了。另外刚生产出来的钢绞线必须涂抹润滑油脂，这层油脂可以起到保护钢绞线的作用，并使其在恶劣的环境下长期使用，所以我们看到的大部分钢绞线看起来黑乎乎摸上去黏黏的。

最后投入到使用中的钢绞线抗拉能力非常强，完全能够承担得起大桥上千吨的重量，一般使用全钢丝绳承重的大桥也被称为预应力大桥，这种大桥具备很强的抗压能力，以及足够的韧性，所以使得这种大桥更能抵御地震台风等自然灾害，这一切的关键就是起到承重作用的“钢丝”。

最后校长总结一下，大桥上的“钢丝”之所以能够承重，那是因为它有一套非常完整的生产工序，最后的成品也被称为钢绞线，几十条钢绞线一起共同承担起大桥的重量。

悬索结构是由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构，主要应用于建筑工程和桥梁工程。其索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。悬索结构广泛用于桥梁结构,用于房屋建筑则适用于大跨度建筑物,如体育建筑(体育馆、游泳馆大运动场等)、工业车间、文化生活建筑( 陈列馆杂技厅、市场等)及特殊构筑物等。悬索结构能充分利用高强材料的抗拉性能，可以做到跨度大、自重小、材料省、易施工。中国是世界上最早应用悬索结构的国家之一，在古代就曾用竹、藤等材料做吊桥跨越深谷。明朝成化年间（1465～1487年）已用铁链建成霁虹桥。近代的悬索结构，除用于大跨度桥梁工程外，还在体育馆、飞机库、展览馆、仓库等大跨度屋盖结构中应用。主要在一个平面内受力的平面结构，多用于悬索桥和架空管道。按结构形式分为：单层悬索结构。可用做柔式悬索桥，也可用于屋盖，结构刚度较小，在可变荷载作用下变形较大，宜在索上铺设重屋面。加劲式单层悬索结构。通过在索下面若干吊杆吊有加劲桁架（或加劲梁），以增强结构的刚度。双层悬索结构。

其上索与下索曲率相反，并通过其间的受拉斜腹杆中施加预应力而具有较好的刚度。一种处于空间受力状态的结构，多用于大跨度屋盖结构中。按结构形式分为：圆形单层悬索结构。用于圆形平面的屋盖，其索按辐射状布置，整个屋面形成下凹的旋转曲面。各根索的外端固定于周边的钢筋混凝土圈梁上，内端固定于圆心附近的拉环上。当圆心处允许设柱时，可形成伞形悬索结构。圆形双层悬索结构。其外形与上述结构类似，只是有上下两层索，从而可以有不同布置形式的预应力拉杆以增强刚度。中国北京工人体育馆直径94米的比赛大厅屋盖即采用了这种结构形式。其圆心附近的拉环除承受环向拉力外，在竖直方向还承受压力。双向正交索网结构。由互相正交的两组索组成。下凹的一组为承重索,上凸的一组为稳定索,两组索形成负高斯曲率的曲面。对其中一组索施加预应力时，另一组索也同时获得预应力的效果。通过施加预应力，可使两组索在屋面荷载作用下始终贴紧，且获得良好的刚度。这种索网可用于椭圆平面、矩形平面、菱形平面或其他平面的屋盖。

中国的基础设施能力是世界上最好的之一。无论是铁路建设还是公路桥梁建设，我们中国制造从未让人失望。因此，许多外国施工队会虚心向我们学习。甚至一些国家过去也要求我们帮助修复桥梁和道路。事实上，钢丝绳在施工队伍的专业术语中被称为钢绞线，这是悬索桥最突出的特点。钢绞线起着非常强大的作用，它有能力承受桥梁本身的重量和过往车辆的重量。钢绞线将用于许多桥梁的建设。

首先，钢丝必须是桥梁专用钢丝。合格的钢丝经过表面热处理和拉拔后才能进行下一步操作。合格的钢丝还必须涂上一层“油漆”，可以是镀锌或合金材料。它的作用是使钢丝的韧性越来越强。钢丝绳基本加工完成后，就可以进入生产过程。钢丝需要经历三个最重要的过程:拉丝、绞线和合绳。小钢丝合成钢丝，小钢丝合成大钢丝。最后，将钢丝放入碟式分离机进行合绳。最终成品是钢绞线。

最终投入使用的钢绞线具有很强的抗拉能力，能够完全承受数千吨桥梁的重量。通常，承载所有钢丝绳的桥梁也被称为预应力桥梁。这座桥具有很强的抗压能力和足够的韧性，因此它可以抵御地震和台风等自然灾害。所有这一切的关键是起支撑作用的“钢丝”。

桥上的“钢丝”能够承受载荷的原因是因为它有一套非常完整的生产程序。最终产品也称为钢绞线。几十根钢绞线一起承受着这座桥的重量。

自锚式施工工艺

1、主塔施工

悬索桥一般主塔较高，塔身大多采用翻模法分段浇筑，在主塔连结板的部位要注意预留钢筋及模板支撑预埋件。对于索鞍孔道顶部的混凝土要在主缆架设完成后浇筑，以方便索鞍及缆索的施工。主塔的施工控制主要是垂直度监控，每段混凝土施工完毕后，在第二天早晨8：00至9：00间温度相对稳定时，利用全站仪对塔身垂直度进行监控，以便调整塔身混凝土施工，应避免在温度变化剧烈时段进行测试，同时随时观测混凝土质量，及时对混凝土配比进行调整。

2、鞍部施工

检查钢板顶面标高，符合设计要求后清理表面和四周的销孔，吊装就位，对齐销孔使底座与钢板销接。在底座表面进行涂油处理，安装索鞍主体。索鞍由索座、底板、索盖部分组成，索鞍整体吊装和就位困难；可用吊车或卷扬设备分块吊运组装。索鞍安装误差控制在横向轴线误差最大值3mm标高误差最大值3mm.吊装入座后，穿入销钉定位，要求鞍体底面与底座密贴，四周缝隙用黄油填实。

3、主梁浇筑

主梁混凝土的浇筑同普通桥一样，首先梁体标高的控制必须准确，要通过精确的计算预留支架的沉降变形；其次，梁体预埋件的预埋要求有较高的精度，特别是拉杆的预留孔道要有准确的位置及良好的垂直度，以保证在正常的张拉过程中拉杆始终位于孔道的正中心。主梁浇筑顺序应从两端对称向中间施工，防止偏载产生的支架偏移，施工时以水准仪观测支架沉降值，并详细记录。待成型后立即复测梁体线型，将实际线型与设计线型进行比较，及时反馈信息，以调整下一步施工。

4、索部施工

（1）主缆架设

根据结构特点，主缆架设可以采取在便桥或已浇筑桥面外侧直接展开，用卷扬机配合长臂汽车吊从主梁的侧面起吊安装就位。

缆索的支撑：为避免形成绞，将成圈索放在可以旋转的支架上。在桥面每4-5m，设置索托辊（或敷设草包等柔性材料。），以保证索纵向移动时不会与桥面直接摩擦造成索护套损坏。因锚端重量较大，在牵引过程中采用小车承载索锚端。

缆索的牵引：牵引采用卷扬机，为避免牵钢丝绳过长，索的纵向移动可分段进行，索的移动分三段，分别在二桥塔和索终点共设三台卷扬机。

缆索的起吊：在塔的两侧设置导向滑车，卷扬机固定在引桥桥面上主桥索塔附近，卷扬机配合放索器将索在桥面上展开。主要用吊车起吊，提升时避免索与桥塔侧面相摩擦。当索提升到塔尖时将索吊入索鞍。在主索安装时，在桥侧配置了3台吊机，即锚固区提升吊机、主索塔顶就位吊机和提升倒链。 当拉索锚固端牵引到位时，用锚固区提升吊机安装主索锚具，并一次锚固到设计位置，吊机起重力在5t以上；主索塔顶就位吊机是在两座塔的二侧安置提升高度大于25m时起重力大于45t的汽车吊，用于将主索直接吊上塔顶索鞍就位，在吊装过程中为避免索的损伤，索上吊点采用专用索夹保护；主索在提升到塔顶时，由于主跨的索段比较长，为确保吊机稳定，可在适当的时候用塔上提升倒链协助吊装。

（2）主缆调整

在制作过程中要在缆上进行准确标记。标记点包括锚固点、索夹、索鞍及跨中位置等。安装前按设计要求核对各项控制值，经设计单位同意后进行调整，按照调整后的控制值进行安装，调整一般在夜间温度比较稳定的时间进行。调整工作包括测定跨长、索鞍标高、索鞍预偏量、主索垂直度标高、索鞍位移量以及外界温度，然后计算出各控制点标高。

主缆的调整采用75t千斤顶在锚固区张拉。先调整主跨跨中缆的垂直标高，完成索鞍处固定。调整时应参照主缆上的标记以保证索的调整范围。主跨调整完毕后，边跨根据设计提供的索力将主缆张拉到位。

（3）索夹安装

为避免索夹的扭转，索夹在主索安装完成后进行。首先复核工厂所标示的索夹安装位置，确认后将该处的PE护套剥除。索夹安装采用工作篮作为工作平台，将工作篮安装在主缆上（或同普通悬索桥一样搭设猫道），承载安装人员在其上进行操作。索夹起吊采用汽吊，索夹安装的关键是螺栓的坚固，要分二次进行）索夹安装就位时用扳手预紧，然后用扭力扳手第一次坚固，吊杆索力加载完毕后用扭力扳手第二次紧固。索夹安装顺序是中跨从跨中向塔顶进行，边跨从锚固点附近向塔顶进行。

（4）吊杆安装及加载

吊杆在索夹安装完成后立即安装。小型吊杆采用人工安装，大型吊杆采用吊车配合安装。

由于自锚式悬索桥在荷载的作用下呈现出明显的几何非线性，因此吊杆的加载是一个复杂的过程。主缆相对于主梁而言刚度很小。如果吊杆一次直接锚固到位，无论是张拉设备的行程或者张拉力都很难控制而全桥吊杆同时张拉调整在经济上是不可行的。为了解决这个问题，就必须根据主梁和主缆的刚度、自重采用计算机模拟的办法，得出最佳加载程序。并在施工过程中，通过观测，对张拉力加以修正。

吊索张拉自塔柱和锚头处开始使用8台千斤顶对称张拉。吊索底端冷铸锚具，其锚杯铸有内外螺纹，内螺纹用于连接张拉时的连接杆以便千斤顶作用，外螺纹用螺母连接后将吊杆固定于锚垫板上。由于主缆在自重状态标高较高，导致吊杆在加载之前下锚头处于主梁梁体之内，因此在张拉时需配备临时工作撑脚和连接杆。

第一次张拉施加1/4的设计力将每一根吊杆临时锁定！第二次顺序与第一次相同，按设计力张拉完，然后检测每一根吊杆的实际荷载，最后根据设计力具体对每一根吊杆进行微调。在吊索的张拉过程中，塔顶与鞍座一起发生位移！塔根承受弯矩！这样有可能产生塔根应力超限的危险，为了不让塔根应力超限！张拉一定程度后，根据实际观测及计算分析！进行索鞍顶推，使塔顶回到原来无水平位移时的状态，如此反复后！将每根吊索的张拉力调整至设计值。施工过程的控制对于自锚式混凝土悬索桥每一道工序的施工均非常重要，尤其在索部施工过程中每一阶段每一根吊索的索力都要及时准确的反馈。吊索张拉时千斤顶的油表读数是一个直观反映，另外利用智能信号采集处理分析仪通过对吊索的振动测出其所受的拉力，两种方法互相检验，确保张拉时每一根吊索的索力与设计相吻合。