重复使用钢丝绳用做悬索桥施工猫道承重索的检测

重复使用钢丝绳用做悬索桥施工　猫道承重索的检测　周　畅　，金仓　，吴建强　（１．江苏省长江公路大桥建设指挥部，江苏泰州２２５３２１；２．中交第二公路工程局第二工程有限公司，西安７１０１１９）　［摘要］　猫道是悬索桥上部结构施工最重要的高空作业通道和场地，其线形、结构安全、抗风稳定性将影响　整个上部构造施工各个主要分项工序的质量、进度和施工安全。猫道承重索是猫道结构的主要受力体，通常　采用捻制的钢丝绳制作，在泰州大桥上部结构施工中，对于重复利用的猫道承重索钢丝绳，参照国内相关规　范制订了完善的检验方案，对确保施工猫道的结构安全、降低施工成本，具有良好效果，对国内猫道钢丝绳的　重复使用具有积极的借鉴意义。　［关键词］　悬索桥；猫道；承重索；重复使用　［中图分类号］　Ｕ４４３　［文献标识码］　Ａ［文章编号］　１００９—１７４２（２０１２）０５—００３３—０４　１前言　泰州大桥主桥采用主跨２　ｘ　１　０８０　ｌ＇ｌｑ三塔两跨连　续钢箱梁悬索桥，为世界首创。猫道是悬索桥上部结　构各分项工程施工最重要的高空作业通道和场地，其　要针对重载反复收放的，而针对悬索桥施工猫道这样　受恒载为主的标准尚未出台。随着大跨径悬索桥这　种桥型在国内被广泛使用，每座桥全部采用新绳也不　可能　Ｊ。因此参照国内相关规范制订了完善的检　验方案，进行了包含外观、面积减少（锈蚀、磨损、断　丝）、性能３个方面的全面检测，对大型临时结构的材　贯穿整个悬索桥上部结构安装工程始终。猫道的线　形、结构安全、抗风稳定性将影响到整个上部构造施　工各个主要分项工序的质量、进度和施工安全。　泰州大桥施工猫道承重索，为原润扬大桥和西　堠门大桥施工中使用过的西５４　ｍｍ（６×３６ＳＷ＋　ＩＷＲ）钢芯Ａ类镀锌钢丝绳，破断拉力２　０３０　ｋＮ。猫　道承重索作为猫道结构的主要受力体，对施工猫道　的结构安全起着决定性作用。对旧钢丝绳的重复使　用，目前国内的检验和报废标准主要有《煤矿重要　料的重复使用和保证工程施工安全起到了积极作用。　２外观检查及维护　２．１外观检查项目　外观检查的主要目的是检查旧钢丝绳明显的损　伤，主要依靠目测，主要参考《起重机用钢丝绳检验　和报废实用规范》（ＧＢ／Ｔ　５９７２－－２００６）进行。　对于具有下列情况之一的钢丝绳予以报废：　ａ．主要是整股钢丝绳断裂；ｂ．钢丝绳扭结严重；　ｃ．绳芯外露、绳芯损坏；ｄ．局部外层钢丝伸长呈笼形　用途在用钢丝绳性能测定方法及判定规则》（ＭＴ　７１７—１９９７），《钢丝绳（缆）在线无损定检测方法和　判定规则》（ＭＴ　９７０－－２００５），《起重机用钢丝绳检验　状态；ｅ．腐蚀、磨损和断丝数符合报废条件；ｆ．变形、　外观呈波浪形、笼形畸变、绳股挤出、钢丝挤出、绳径　局部增大或减小、部分被压扁、整根钢丝绳绳芯被挤　出，钢丝绳表面腐蚀凭视觉观察显著；ｇ．断丝局部聚　和报废实用规范》（ＧＢ／Ｔ　５９７２－－２００６／ＩＳＯ　４３０９），　《重要用途钢丝绳》（ＧＢ　８９１８－－２００６），《架空索道用　钢丝绳检验和报废规范》（ＧＢ　９０７５－－１９８８），均为主　［收稿日期］２０１２—０３—１５　［基金项目］交通行业联合科技攻关项目（２００８—３５３—３３２—１７０）　［作者简介］周畅（１９７７一），男，江苏扬州市人，高级工程师，研究方向为桥梁工程；Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｃｈａｎｇ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｅｏｍ　２０１２年第１４卷第５期３３　集或断丝数符合报废条件；ｈ．由于电弧作用或受热　过度而引起的损坏；ｉ．其他符合报废条件。　２．２外观检测方法　对用做猫道承重索的重复使用钢丝绳必须逐根　展开进行外观检查，并记录检查结果。外观检查应　在白天进行，安排两人以上从钢丝绳两侧同时观察，　收放索装置间距应不小于２０　ｍ，以便于观察。外观　目检时的速度不得超过０．５　ｍ／ｓ，检查结果应作记　钢丝挤出、钢径局部增大或减小、钢丝绳部分被　压扁如图１所示。　嚣露鳕　黧隧　（ａ）钢丝挤出　录并妥善保管。利用专用放索装置（具备放索和收　索功能），通过逐段展开猫道承重索钢丝绳进行检　查，详情见图２，图中钢丝绳外观检查和无损检测同　时进行。　２．３钢丝绳的维护保养　（ｂ）部分被压扁　融　（ｃ）钢径局部增灭　豹嘲　圈嘲（ｄ）钢轻局部减小　　图１钢丝绳变形与缺陷　Ｆｉｇ．１　Ｗｉｒｅ　ｒｏｐｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｆｅｃｔ　外观检测合格、满足使用要求的钢丝绳，在检查　过程中对钢丝局部轻微锈蚀部位除锈后，补涂富锌　漆。做好完好状态、长度参数等标记。　（ａ）平面图　（ｂ）立面图　图２钢丝绳外观检查和无损检测示意图　Ｆｉｇ．２　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇｒａｍ　ｆｏｒ　ｖｉｓｕａｌ　ｃｈｅｃｋ　ａｎｄ　ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ｛ＮＤＴ）ｆｏｒ　ｗｉｒｅ　ｒｏｐｅ　３钢丝绳的无损检测　对钢丝绳的使用和报废情况的检验表明，内部　损伤是许多钢丝绳失效的首要原因，通常的外部检　验可能发现不了内部损坏的程度，甚至到了迫近断　如下：ａ．对所有经过卷外观测检查合格的猫道架设　钢丝绳，采用钢丝绳电脑探伤仪进行无损检测，检查　其内部断丝及磨损断面缩小情况；ｂ．检测仪器名称：　钢丝绳电脑探伤仪；ｃ．仪器型号：ＧＮＤＴ—ＣＳ６０；　ｄ．钢丝绳判断标准：《索道用钢丝绳检验和报废规　裂的危险地步也是如此。通常的方法是用两个夹钳　以一定的间隔距离牢固地夹到钢丝绳上，朝着与钢　范》（ＧＢ／Ｔ　９０７５－－２００８）　。　检测结果：经对１２０根６×３６ＳＷ＋ＩＷＲ一５４一Ａ　丝绳捻向相反的方向对夹钳施加一个力，使外层绳　股散开并脱离绳芯，进行内部检测。该方法不可能　对钢丝绳全长都作内部检验，可靠性存在疑问。　泰州大桥施工猫道长约３　０５０　ｍ，全部承重索总　长约６１　０００　ｍ，检测数量大。对于面积减少（内外　钢芯绳进行无损定量安全检测，钢丝绳整体状况良　好，断面损失在０．３９％一２．８６％，其磨损、断丝均　未超标，检验合格，可继续使用。　４钢丝绳的破断试验和拆股试验　为确保使用安全，对钢丝绳进行力学性能试验。　依据中华人民共和国煤炭行业标准《煤矿重要用途　在用钢丝绳性能测定方法及判定规则》（ＭＴ　７１７—　１９９７），对“在用绳定期检验的技术要求”中规定：　部磨损，内部的锈蚀、断丝）采用常规方法不但检查　工程量大，而且存在漏检的可能性。参考《钢丝绳　（缆）在线无损定检测方法和判定规则》（ＭＴ　９７０—　２００５），采用无损探伤技术进行检测　Ｊ。检测情况　３４中国工程科学　“定期检验只做钢丝破断拉力和反复弯曲两种试　验”，委托有资质的钢丝绳专业检测中心对钢丝绳　取样进行试验，共完成８组试验，结果如下。　４．１整绳破断试验结果　８　大于１　９６０　ＭＰａ，符合规范规定，性能满足要求。　４．３拆股钢丝反复弯曲试验结果　拆股钢丝的反复弯曲试验按《金属材料线材反　２　２　¨　复弯曲试验方法》（ＧＢ／Ｔ　２３８－－２００２）规定的方法进　Ｓ　Ｉ一　Ｓ　　Ｓ　江一　肥一　Ｉ　）　按照《钢丝绳破断拉伸试验方法》（ＧＢ／Ｔ　行，试验结果见表３　Ｊ。　＾ｌ　８３５８－－２００６）规定进行破断试验，结果见表１　Ｌ６　Ｊ。　表１钢丝绳整绳破断拉力试验结果　Ｔａｂｌｅ　１　Ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｗｈｏｌｅ　ｗｉｒｅ　ｒｏｐｅ　ｂｒｅａｋｉｎｇ　ｐｕｌｌｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　ｔｅｓｔ　编号　实测值／ｋＮ　２　２　２　２　２　∞　７　６　９　１　３　５　５　７　叭　注：结构规格为６　Ｘ　３６ＷＳ＋１ＷＲ一　５４　ｍｍ，强度为１　９６０　ＭＰａ　钢丝绳的最小破断荷载为２　００７　ｋＮ，最大破断　荷载为２　０４６　ｋＮ，与公称破断拉力２　０３０　ｋＮ相比偏　差在２％以内，说明钢丝绳性能保持完好。　４．２拆股钢丝强度试验结果　钢丝的破断拉力检验按照《金属材料室温拉伸　试验方法》（ＧＢ／Ｔ　２２８－－２００２）规定的方法进行，试　验结果见表２　。　表２拆股钢丝强度试验结果　Ｔａｂｌｅ　２　Ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｗｉｒｅ　ｓｔｒａｎｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｔｅｓｔ　ＭＰａ　注：结构规格为６　Ｘ　３６ＷＳ＋１ｗＲ一　４　ｍｍ，强度为１　９６０　ＭＰａ　根据《重要用途钢丝绳》（ＧＢ　８９１８－－２００６）规　定，拆股钢丝强度低值为公称抗拉强度，表２数据均　表３拆股钢丝反复弯曲　Ｔａｂｌｅ　３　Ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｗｉｒｅ　ｓｔｒａｎｄ　次／１８０。　　２　２　∞　∞　注：结构规格为６　ｘ　３６ＷＳ＋１ｗＲ一（ｂ５４　ｍｍ，强度为１　９６０　ＭＰａ　根据《重要用途钢丝绳》（ＧＢ　８９１８－－２００６）规　定，对于强度等级１　９６０　ＭＰａ、Ａ级镀锌钢丝绳，拆股　钢丝反复弯曲（次／ｌ８Ｏ。），　１．８７　ｉｉｌｍ、担．５５　ＩＴｌｍ最　小值为９次，　２．４５　ｍｍ、６３．０　ｍｍ最小值为ｌ０次　（不同直径钢丝试验弯芯半径不同），满足规范要　求。另外，依据中华人民共和国煤炭行业标准《煤　矿重要用途在用钢丝绳性能测定方法及判定规则》　（ＭＴ　７１７一ｌ９９７），对矿井提升用钢丝绳定期检查　（旧绳）的规定，“用做升降物料的光面和镀锌绳，钢　丝的反复弯曲次数应不低于新绳允许弯曲次数的　８０％”，同样满足规范要求。　５总体检验情况　在对外观检查中发现主要损坏方式为折弯、锈　蚀和磨损断丝三种情况。分析原因主要是在猫道拆　除、吊装运输和保存过程中造成的折弯，拖拉中形成　的磨损断丝，磨损后出现的锈蚀等。因此，针对猫道　承重索钢丝绳的使用和保存，在工程施工和运输中　应特别注意防止折弯、压扁、局部磨损。工程完工钢　丝绳上盘前，应对局部锈蚀部位进行除锈，涂富锌　漆，以利于再次使用。　无损检测和拆股力学试验总体情况比较良好，均　接近于新钢丝绳的性能指标，主要原因是猫道钢丝绳　２０１２年第１４卷第５期３５　２Ｅ要承受静力荷载，动载引起的荷载变化幅度较小，较　起重和索道中的反复弯曲、磨损工况要良好的多。　原有猫道承重索共１２０根合计约６７　０００　ｍ，泰　州大桥施工实际使用１００根合计约６１　０００　ｍ，针对　检验合格的钢丝绳进行优化组合配置，不足部分剔　除，局部损坏折弯段钢丝绳重新浇筑锚头后使用，工　程应用情况良好。　参考文献　［１］　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准　化管理委员会．ＧＢ　８９１８－－２００６重要用途钢丝绳［ｓ］．北京：中　国标准出版社，２００６．　［２］　中华人民共和国煤炭工业部．ＭＴ　７１７～１９９７煤矿重要用途在　用钢丝绳性能测定方法及判定规则［ｓ］．北京：中国煤炭工业　出版社，１９９８．　［３］　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准　６　结语　泰州大桥上部结构施工中，考虑施工的经济性　和节能环保，对于重复利用的猫道承重索钢丝绳，在　国内还没有适用的检验和报废标准的情况下，为确　保施工猫道的结构安全，积极探索通过多项检测手　段，对旧钢丝绳的重复使用进行了全面检测，使旧材　料的重复使用有据可依，同时打消安全顾虑，降低了　施工投入。总结的重复使用钢丝绳用做悬索桥施工　猫道承重索的检测方法和指标，对国内桥梁施工中　化管理委员会．ＧＢ／Ｔ　５９７２－－２００６起重机用钢丝绳检验和报废　实用规范［ｓ］．北京：中国标准出版社，２００６．　［４］　中华人民共和国国家发展和改革委员会．ＭＴ　９７０－－２００５钢丝　绳（缆）在线无损定检测方法和判定规则［ｓ］．北京：中国煤炭　工业出版社，２００６．　［５］　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准　化管理委员会．ＧＢ／Ｔ　９０７５－－２００８索道用钢丝绳检验和报废　规范［ｓ　Ｊ．北京：中国标准出版社，２００６．　［６］　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准　化管理委员会．ＧＢ／Ｔ　８３５８－－２００６钢丝绳破断拉伸试验方法　［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２００６．　［７］　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ／Ｔ　２２８—　２００２金属材料室温拉伸试验方法［ｓ］北京：中国标准出版　社，２００２．　规范化使用旧材料具有积极的借鉴意义，可供今后　类似工程参考。　［８］　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ／Ｔ　２３８～　２００２金属材料线材反复弯曲试验方法［ｓ］．北京：中国标准出　版社，２００４．　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｗｉｒｅ　ｒｏｐｅｓ　ｕｓｅｄ　ｒｅｐｅａｔｅｄｌｙ　ａｓ　ｃａｔ－ｗａｌｋ　ｌｏａｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｂｌｅｓ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅ　Ｚｈｏｕ　Ｃｈａｎｇ　，Ｊｉｎ　Ｃａｎｆ，ｗｕ　Ｊｉａｎｑｉａｎ　（１．Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏｍｍａｎｄｉｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｔａｉｚｈｏｕ，　Ｊｉａｎｇｓｕ　２２５３２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣＣＣ—ＳＨＢ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ　７１０１１９，Ｃｈｉｎａ）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　ｃａｔ－ｗａｌｋ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐａｓｓａｇｅ　ａｎｄ　ｐｌａｃｅ　ｆｏｒ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ａｔ　ｈｉｇｈ　ａｌｔｉｔｕｄｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｐｒｏｆｉｌｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ａｎｔｉ—ｗｉｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉ—　ｔｙ，ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｗｏｒｋ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ａｌｌ　ｍａｉｎ　ｗｏｒｋ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｂｌｅｓ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｌｏａｄ—ｂｅａｒｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｉｎ　ｃａｔ—ｗａｌｋ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｕｓｕａｌｌｙ　ｍａｄｅ　ｏｆ　ｔｗｉｓｔｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｗｉｒｅｓ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｔａｉｚｈｏｕ　Ｂｒｉｄｇｅ，ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃａｔ—ｗａｌｋ　ｌｏａｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｂｌｅ　ｗｉｒｅ　ｒｏｐｅｓ　ｆｏｒ　ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｕｓｅ，ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ｉｓ　ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｓｐｅｃｉｉｃａｔｉｏｎ　ｉｆｎ　Ｃｈｉｎａ，ｗｉｔｈ　ｇｏｏｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｅｎ—　ｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｃａｔ—ｗａｌｋ　ａｎｄ　ｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ，ａｎｄ　ｔｈｉｓ　ｉｓ　ｏｆ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｓｉｇｎｉｉ—　ｆｃａｎｏｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｃａｔ—ｗａｌｋ　ｗｉｒｅ　ｒｏｐｅｓ　ｉｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅ；ｃａｔ—ｗａｌｋ；ｌｏａｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｂｌｅ；ｒｅｐｅａｔｅｄ　ｕｓｅ　３６中国工程科学