《公路懸索橋空中紡線法設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南》

ICS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHTS×××××-2023

公路懸索橋空中紡線法設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

指南

TechnicalGuidelinesforDesignandConstructionofCable

SystemofSuspensionBridgebyAirSpinningMethod

（征求意見稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實(shí)施

中國公路學(xué)會發(fā)布

公路懸索橋空中紡線法設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南

1總則

1.0.1為規(guī)范采用AS法架設(shè)主纜懸索橋纜索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工，按照安全、耐久、實(shí)用、環(huán)

保、經(jīng)濟(jì)和美觀的原則，制定本指南。

1.0.2本指南適用于采用AS法架設(shè)主纜的新建懸索橋纜索系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工。

1.0.3本指南采用以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。

1.0.4設(shè)計(jì)與施工應(yīng)考慮運(yùn)營、管理與養(yǎng)護(hù)的可實(shí)施性。

1.0.5公路懸索橋空中紡線法設(shè)計(jì)與施工技術(shù)除應(yīng)符合本指南外，尚應(yīng)符合有關(guān)法律、法規(guī)

及國家、行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1

2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1空中紡線法air-spinningmethod（AS法）

利用牽引機(jī)械設(shè)備往返拽拉索股鋼絲，在現(xiàn)場制作平行鋼絲索股的主纜架設(shè)方法。

2.1.2股靴strandshoe

空中紡線法施工的懸索橋中用于連接主纜索股與錨固系統(tǒng)的構(gòu)件。

2.1.3鋼絲連接套筒splice

空中紡線法中用于鋼絲機(jī)械連接的構(gòu)件。

2.1.4紡絲張力air-spinningtension

在紡絲過程中主纜鋼絲的控制張力。

2.1.5高張力法high-tensionmethod

主纜鋼絲的紡絲張力為空纜鋼絲張力，也稱為自由懸掛鋼絲法（Freehangingmethod），

每完成一個(gè)紡絲行程，需進(jìn)行鋼絲垂度調(diào)整。

2.1.6低張力法high-tensionmethod

主纜鋼絲的紡線張力降低到空纜線形鋼絲的50%，其余自重通過鋼絲形狀保持器傳遞

給貓道。

2.1.7恒張力控制法controlledtensionwireadjustmentmethod

主纜鋼絲的紡絲張力控制為空纜線形鋼絲張力的80%～85%，紡絲輪往復(fù)架設(shè)的鋼絲張

力恒定，不需要對單根鋼絲進(jìn)行垂度（張力）調(diào)整，也稱為等強(qiáng)度AS法。

2.1.8紡絲輪spinningwheel

索股紡絲過程中的鋼絲牽拉裝置，由多個(gè)動滑輪及與牽引索連接的定位架組成，作用

是將牽引索動力傳遞給紡線鋼絲，通過往復(fù)牽拉實(shí)現(xiàn)鋼絲的架設(shè)。

2.1.9死絲deadwire

在紡絲過程中，連接在錨固端且直接落在索股中的位于紡絲輪下方鋼絲稱之為死絲。

2

2.1.10活絲livewire

位于紡絲輪上方從絲盤引出并隨著紡絲輪前行的鋼絲稱之為活絲，其速度是紡絲輪的

2倍。

2.1.11索股成型器cableformer

位于貓道上保證索股按照設(shè)計(jì)位置排列的裝置，并通過其承擔(dān)除過紡絲張力的主纜鋼

絲恒載并且傳遞給貓道。對于高張力法，索股成型器可與施工貓道不發(fā)生連接。

2.1.12基準(zhǔn)絲standardwire

經(jīng)過準(zhǔn)確測量制作，與第一層索股空纜線形相同、作為索股成型器定位基準(zhǔn)的鋼絲。

2.2符號

fd—鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,MPa；

fdd—鋼絲的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,MPa；

fk—主纜鋼絲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,MPa；

R—主纜鋼絲材料抗拉強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)；

0—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；

f—懸索橋主纜垂度,m；

fvd—股靴材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,MPa；

d—主纜鋼絲應(yīng)力設(shè)計(jì)值,MPa；

b―主纜鋼絲二次彎曲應(yīng)力,MPa；

dw—主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑,mm；

R—股靴索槽底部半徑,mm；

E—主纜鋼絲彈性模量,MPa；

S―索股無應(yīng)力長度，mm

L―懸索橋主跨跨度，m

―表面粗糙度；

Ra

―緊纜后主纜橫徑與豎徑之差與設(shè)計(jì)直徑之比；

Rs

3

dt―連接套筒外徑，mm；

lt―連接套筒長度，mm。

4

3材料

3.1高強(qiáng)度鋼絲及鋼絲繩

3.1.1主纜索股所用的高強(qiáng)度鋼絲宜采用熱鍍鋅或熱鍍鋅鋁合金鋼絲，技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)

行《橋梁纜索用熱鍍鋅或鋅鋁合金鋼絲》（GB／T17101）的規(guī)定。

條文說明

主纜用高強(qiáng)度鋼絲在大氣中極易銹蝕，對線材進(jìn)行熱鍍鋅作為主纜第一道防護(hù)是保證其

耐久性的關(guān)鍵。隨著材料科學(xué)的不斷進(jìn)步，新的防腐措施和新材料也不斷涌現(xiàn)，本指南推薦

采用熱鍍鋅或鋅鋁合金鋼絲，也不排斥選用其他可靠的防腐方式。在南沙大橋中，主纜鋼絲

采用了高強(qiáng)度鍍鋅鋁鋼絲，進(jìn)一步提高了鋼絲的防腐性能。

3.1.2熱鍍鋅或鋅鋁合金高強(qiáng)度鋼絲主纜的彈性模量計(jì)算取值宜為1.90×105～2.10×

105MPa。

3.1.3熱鍍鋅或鋅鋁合金高強(qiáng)度鋼絲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fdd應(yīng)按其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk除以鋼

絲抗拉強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)R確定，鋼絲材料抗拉強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)符合表3.1.3的規(guī)定。

表3.1.3高強(qiáng)度鋼絲抗拉強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)

抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）主纜

1670

1770

18601.85

1960

2060

注：表列鋼絲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系為Ⅱ級松弛鋼絲的數(shù)值；當(dāng)采用Ⅰ級松弛鋼絲時(shí)，按表得出的抗拉強(qiáng)度

設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.9。

條文說明

本條摘自《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）第3.2.6條，增加了強(qiáng)度等級

為1860MPa、1960MPa、2060Mpa三個(gè)強(qiáng)度等級的高強(qiáng)度鋼絲。1860MPa級別的鋼絲在《公

路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD64-2015）和《橋梁纜索用熱鍍鋅或鋅鋁合金鋼絲》（GB

／T17101-2019）均有相關(guān)的規(guī)定。而且，采用更高強(qiáng)度的鋼絲有利于減少主纜的鋼絲根數(shù)，

南沙大橋（虎門二橋）的泥洲水道橋的主纜采用了1960MPa高強(qiáng)度鍍鋅鋁鋼絲、深中通道伶

仃洋航道橋的主纜采用了2060MPa高強(qiáng)度鍍鋅鋁鎂鋼絲。

主纜的材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)與《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）、《公路鋼

結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD64-2015）保持一致。

5

3.2結(jié)構(gòu)用鋼材

3.2.1熱鍍鋅高強(qiáng)度鋼絲連接套筒采用45鋼碳素結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理（淬火+回火）處理，

其力學(xué)性能和化學(xué)成分應(yīng)符合《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB699）的規(guī)定。

3.2.2股靴宜采用ZG230-450、ZG230-450H、ZG270-500、ZG270-480H、ZG20Mn等鑄

鋼，其技術(shù)條件不應(yīng)低于現(xiàn)行《一般工程用鑄造碳鋼件》（GB/T11352）、《焊接結(jié)構(gòu)用鑄

鋼件》（GB/T7659）、《一般工程與結(jié)構(gòu)用低合金鑄鋼件》（GB/T14408）、《大型低合

金鑄鋼件》（JB/T6402）的規(guī)定。

條文說明

股靴材料一般采用鑄鋼件，我國的《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）中規(guī)

定散索套、索夾本體材料宜采用ZG20Mn、ZG35SiMnMo，索鞍宜采用ZG275-485H、

ZG270-500、ZG310-570，但對股靴的鋼材牌號沒有明確規(guī)定。韓國光陽大橋的股靴采用SC450

鑄鋼，與日本的牌號相同。英標(biāo)BS3100中采用A1牌號材料，日本本州四國連絡(luò)橋上部結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及解說（1989.4）中規(guī)定股靴采用SC46、SC499（JISG5101）牌號。各國不同牌

號的股靴材料的化學(xué)成份見表3.2.1-1，力學(xué)指標(biāo)見表3.2.1-2。

表3.2.1-1國內(nèi)外股靴材料的化學(xué)成份

牌號CSiMnSPNiCrCuMoV其它

ZG230-4500.300.600.900.0350.0350.400.350.400.200.05

ZG270-5000.400.600.900.0350.0350.400.350.400.200.05

0.16

0.601.00≤≤≤

ZG20Mn～---1.0

0.80-1.300.0300.0300.40

0.22

0.321.10

ZG35Si1.10≤≤≤0.20

～～--

MnMo~1.400.0300.0300.30~0.30

0.401.40

A10.250.600.900.0500.0500.400.300.300.15-0.8

SC450≤雙方雙方≤≤

日本0.35商定商定0.0400.040

AASHTO

≤≤≤

M103M≤0.8≤0.7

0.350.0350.035

Grade250

表3.2.1-2國內(nèi)外股靴材料的力學(xué)指標(biāo)

屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度伸長率斷面收縮率沖擊吸收功沖擊吸收功

牌號

MPaRm/MPaAs(%)Z(%)AKV/JAKU/J

ZG230-45023045022322535

ZG270-50027050018252227

ZG20Mn285495183039

ZG35SiMnMo395640122024

A1（英國）2304302227

6

SC450（日本）230430223127

AASHTOM103M

2504852230

Grade250

從鑄鋼材料的化學(xué)成份及力學(xué)指標(biāo)看，ZG20Mn、ZG230-450與國外常用的股靴材料相

近，而ZG230-450更為接近，在索股拉力較大時(shí)也可以采用ZG20Mn、ZG270-480H、

ZG270-500。

3.2.3索鞍、索夾、索股與錨固系統(tǒng)連接構(gòu)造的拉桿宜采用40CrNiMoA、40Cr、35CrMo等

合金結(jié)構(gòu)鋼，其技術(shù)條件不應(yīng)低于現(xiàn)行《合金結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T3077）的規(guī)定。

條文說明

本條與《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）第3.3.3條基本相同，其強(qiáng)度度

更高，為了適應(yīng)AS法架設(shè)主纜時(shí)索股的鋼絲數(shù)多，單股索股拉力較大，為減小拉桿的直徑，

可選用強(qiáng)度更高的合金結(jié)構(gòu)鋼，如34Cr2Ni2Mo、42CrMo，但應(yīng)滿足不同環(huán)境條件下沖擊韌

性等力學(xué)性能的要求。

3.2.4鑄鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和物理性能指標(biāo)按規(guī)范《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65）的

規(guī)定取用。

7

4設(shè)計(jì)

4.1總體設(shè)計(jì)

4.1.1懸索橋總體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合橋跨布置、建設(shè)條件、結(jié)構(gòu)體系等情況，對纜索系統(tǒng)進(jìn)

行綜合設(shè)計(jì)。根據(jù)運(yùn)輸條件、施工便利性和經(jīng)濟(jì)性等確定主纜架設(shè)方法。

除本指南規(guī)定外，AS法架設(shè)主纜懸索橋纜索系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》

（JTG/TD65）基本相同。

條文說明

建設(shè)條件一般包括地形、地質(zhì)、地震、氣象、水文、通航、防洪等，地形條件影響到運(yùn)

輸條件，當(dāng)運(yùn)輸條件較差，預(yù)制平行鋼絲索股難以運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場時(shí)，可采用空中紡線（AS）法

架設(shè)主纜。

4.1.2纜索系統(tǒng)包括主纜、主索鞍、散索鞍、索夾、吊索、錨固系統(tǒng)及防護(hù)系統(tǒng)等。

4.1.3根據(jù)橋跨總體布置，纜索系統(tǒng)有1個(gè)主跨的單跨吊、雙跨吊、三跨吊等布置型式，

也有2個(gè)及以上的多主跨布置型式。懸索橋纜索系統(tǒng)不同形式如圖4.1.3所示。

BD

C

AE

a)單跨吊懸索橋

BD

C

AE

b)雙跨吊懸索橋

BD

C

AE

c)三跨吊懸索橋

BDD1

1

CC1

AE

d)多主跨懸索橋

圖4.1.3懸索橋纜索系統(tǒng)布置示意圖

條文說明

纜索系統(tǒng)布置型式取決于橋梁的總體布置，主纜的支承點(diǎn)主要設(shè)置在錨碇（散索鞍及錨

固系統(tǒng)）、索塔處，如圖4.1.3中A、B、D、E點(diǎn)。有時(shí)，為了減小加勁梁的水平位移、塔

頂?shù)目v向位移等，在主纜跨中設(shè)置中心索夾（中央扣），使主纜的縱向變形得到一定約束。

中心索夾可以是柔性的，也可以采用剛性的。

4.1.4確定主纜的垂跨比時(shí)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和全橋結(jié)構(gòu)剛度，宜在1/9～1/11的范圍內(nèi)選

擇。

條文說明

8

本條規(guī)定與《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）第5.2.4條基本相同。主纜

垂跨比是纜索體系總體設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，減小垂跨比可減小索塔高度和吊索長度，同

時(shí)也增加橋梁的整體剛度，但是將導(dǎo)致主纜拉力增大和錨碇規(guī)模的增加。因此，在總體設(shè)計(jì)

時(shí)，應(yīng)通過綜合的分析比較合理確定主纜的垂跨比。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)外已建成多數(shù)大跨徑懸索

橋，不論是采用PPWS法還是AS法，主纜的垂跨比一般在1/9～1/11之間。

4.1.5主纜橫向布置應(yīng)綜合抗風(fēng)、加勁梁寬度的要求確定，并應(yīng)滿足施工機(jī)具對主纜與加

勁梁之間的空間要求。一般情況下采用雙主纜，也可根據(jù)具體情況采用三主纜或者更多主纜

組成的布置形式。雙主纜的中心間距與主跨跨徑之比宜大于1/60。

條文說明

本條規(guī)定與《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）第5.2.5條基本相同。施工

機(jī)具主要是吊裝加勁梁的吊具和主纜纏絲機(jī)等。

4.1.6吊索間距應(yīng)綜合考慮材料用量、加勁梁運(yùn)輸架設(shè)條件以及加勁梁、吊索、索夾的受

力情況等確定。

4.1.7吊索在順橋向宜采用豎直布置方式。

4.1.8可根據(jù)需要在跨中設(shè)置中央扣。地震烈度較高時(shí)，可采用柔性中央扣。

條文說明

4.1.6~4.1.8與《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）第5.2.7~5.2.9條相同。

4.2錨碇

4.2.1采用AS法架設(shè)主纜的錨碇除了應(yīng)符合現(xiàn)行《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65）

中對構(gòu)造及結(jié)構(gòu)計(jì)算的相關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)滿足下列要求：

1錨碇錨固系統(tǒng)及錨固面尺寸應(yīng)根據(jù)索股拉力設(shè)計(jì)值進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2錨碇錨固系統(tǒng)拉桿與錨固墊板垂直，并與索股角度應(yīng)保持一致。

條文說明

AS法架設(shè)主纜懸索橋錨碇設(shè)計(jì)與PPWS法架設(shè)主纜懸索橋錨碇設(shè)計(jì)原則是一致的，由

于AS法索股拉力設(shè)計(jì)值大許多，而且索股拉力是通過股靴和拉桿傳遞到錨固系統(tǒng)，在前錨

面尺寸、錨固系統(tǒng)構(gòu)造等方面有一定區(qū)別。

4.2.2預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求：

1前錨面槽口構(gòu)造應(yīng)滿足拉桿螺母安裝空間要求，在主纜索股架設(shè)完成后在前錨面

深槽內(nèi)宜回填與錨碇同標(biāo)號無收縮或低收縮水泥砂漿。

9

2應(yīng)設(shè)置足夠剛度的定位支架，以保證錨固系統(tǒng)的精確定位。

3前錨面上錨固點(diǎn)間距應(yīng)考慮千斤頂布置及操作空間要求。

4前錨墊板尺寸應(yīng)滿足錨固預(yù)應(yīng)力筋和連接拉桿的布置要求。

5錨固系統(tǒng)前后錨面下應(yīng)采取布置局部鋼筋網(wǎng)或提高錨下混凝土等級等措施，滿足

局部承壓的要求。

條文說明

由于前錨面為滿足拉桿螺母安裝空間要求，錨固板下深槽削弱了前錨面混凝土局部承壓

能力，采用預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)時(shí)，在施工階段，錨碇前錨面要求施加的預(yù)拉力值不應(yīng)低于主纜

索股設(shè)計(jì)拉力的1.2倍，故應(yīng)驗(yàn)算前錨面混凝土局部承壓受力情況。

4.2.3預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)滿足下列要求：

1應(yīng)采用三維有限元方法計(jì)算錨固系統(tǒng)錨面的承載能力。前錨墊板錨下局部應(yīng)力計(jì)

算時(shí)應(yīng)扣除預(yù)應(yīng)力管道面積和凹槽面積。

2單個(gè)股靴需采用多個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行錨固時(shí)，單個(gè)錨墊板上不同鋼束張拉力不均勻

誤差可按10%計(jì)入。

3前錨墊板應(yīng)進(jìn)行承壓和抗剪驗(yàn)算。

4.2.4型鋼拉桿錨固系統(tǒng)構(gòu)造應(yīng)符合現(xiàn)行《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65）中的相

關(guān)規(guī)定。

4.2.5型鋼拉桿錨固系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)滿足下列要求：

1計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入索股方向與錨桿軸線的偏差及雙束錨桿兩側(cè)拉力差的影響。鋼錨梁翼

緣面直接承壓的混凝土應(yīng)進(jìn)行局部承壓驗(yàn)算。

2型鋼拉桿的承載力應(yīng)滿足公式（4.2.5）的要求：

0dfd（4.2.5）

式中：0—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；

d—型鋼拉桿應(yīng)力設(shè)計(jì)值，MPa；

fd—型鋼拉桿的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按現(xiàn)行《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD64）的規(guī)

定取值。

10

4.3主纜

4.3.1采用AS法架設(shè)主纜時(shí)，主纜鋼絲宜按下列要求布置：

1主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑dw宜在5.0~7.0mm之間。

2每根索股的鋼絲根數(shù)一般在220～560絲之間，宜為紡絲輪單程紡絲根數(shù)的偶數(shù)倍。

3每根索股在紡絲完成后應(yīng)先整形為圓形，再將垂度調(diào)整到空纜線形狀態(tài)。

條文說明

在荷載確定的情況下，組成索股的鋼絲根數(shù)決定了索股的股數(shù)，對錨固系統(tǒng)的布置和錨

碇（或錨塞體）的規(guī)模有一定的影響，AS法組成索股的鋼絲數(shù)一般在220～560絲，一般情

況下，鋼絲直徑大、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度高時(shí)，每股的鋼絲根數(shù)取小值。

表4.3.1列舉國內(nèi)外部分懸索橋主纜鋼絲布置。每股鋼絲根數(shù)增多，紡絲工效提高，同時(shí)

對錨固拉桿和錨固系統(tǒng)的承載力要求提高。

表4.3.1國內(nèi)外部分懸索橋主纜鋼絲布置

橋梁名稱跨徑（m）每股絲數(shù)/股數(shù)鋼絲強(qiáng)度(MPa)絲徑（mm）建成時(shí)間

青馬大橋1377368/915.381997

美國華盛頓橋1067434/614.971962

金門大橋1281452/614.871937

維拉扎諾海峽橋1298.4428/614.971938

福斯公路橋1005.8314/374.971939

塞文橋987.55439/194.971966

恒伯爾橋1410404/3751981

土耳其博斯普魯斯一橋1074548/1951973

土耳其博斯普魯斯二橋1090504/325.381988

法國坦卡維爾橋606169/564.71967

日本下津井橋940552/445.371988

瑞典霍加庫斯騰橋1210304/3715705.271997

丹麥大貝爾特橋1624504/3715705.381998

韓國光陽大橋1545400/3218605.352012

挪威格蘭德大橋1145328/1917705.38后改為PPWS

日本豐島大橋540240/715707.022009

陽寶山大橋650336/3718605.352022

4.3.2主纜應(yīng)通過緊纜工序確保設(shè)計(jì)孔隙率，緊纜后宜每隔1m左右設(shè)置鍍鋅扁鋼帶臨時(shí)

捆扎主纜。主纜設(shè)計(jì)空隙率可按表4.3.2-1的規(guī)定選用。

表4.3.2-1主纜設(shè)計(jì)孔隙率

部位一般截面V（%）索夾內(nèi)截面Vc（%）

11

設(shè)計(jì)空隙率19～2217～19

條文說明

根據(jù)國內(nèi)外AS法架設(shè)主纜懸索橋?qū)嶋H工程，AS法孔隙率在19%~22%，比PPWS施工

主纜的孔隙率18%~20%要大2個(gè)百分點(diǎn)左右；《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）：

PPWS法一般部位18%~20%，索夾內(nèi)16%～18%；AS法一般部位19～22%，索夾內(nèi)17～

20%。本指南采用了《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65-05-2015）的規(guī)定值。

表4.3.2-2國內(nèi)外部分懸索橋主纜空隙率

成橋?qū)崪y值（%）

橋名國別主纜直徑(mm)施工方法

一般部位索夾部位

喬治·華盛頓橋美國914.4AS22.721.2

金門大橋美國909.3AS19.417.4

福斯公路轎英國596AS21.718.9

豐島大橋日本322AS20.619.7

下津井瀨戶大橋日本930AS19.919

香港青馬大橋中國1099AS2018

大貝耳特海峽東橋丹麥827AS2119

光陽大橋韓國677AS2018

陽寶山大橋中國646AS20.318.8

4.3.3采用AS法架設(shè)主纜時(shí)，索股一般為圓形，索股沿長度方向每隔2～4m應(yīng)設(shè)置一道

定型捆扎帶，各索股的定型捆扎帶應(yīng)錯(cuò)開布置。索股可采用如圖4.3.3所示形式排列。

37

363435373536312930322930

32302931333233342728

2829303127252324262825232426

2725232426282526272122

2122232421191718202219171820

211917161820221819201516

1415161715131112141613111214

141210111315111213910

86577891097568107568

945634

312423312412

1

a)水平六邊形b)豎直六邊形c)矩形d)矩形+梅花形

圖4.3.3主纜索股排列形式

條文說明

為便于緊纜后將主纜壓成圓形，在架設(shè)索股時(shí)通常按照正六邊形排列。早期架設(shè)的懸索

橋采用圖4.3.3a的形式（如美國的華盛頓橋及維拉扎諾橋），索鞍內(nèi)隔板為水平布置。從美

國金門橋開始普遍采用4.3.3b的形式，豎直六角形布置有以下優(yōu)點(diǎn)：①索鞍內(nèi)的永久隔板為

豎直布置，這樣可使主纜架設(shè)時(shí)的斷面與索股在索鞍內(nèi)的排列保持一致，便于索股成型；②

便于架設(shè)索股時(shí)在各豎列之間插入臨時(shí)分隔片，使索股保持規(guī)整的形狀及便于索股間通風(fēng)。

圖4.3.3c采用矩形排列布置，如韓國光陽大橋，博斯布魯斯二橋等，這種方式在水平及豎直

方向均可插入分隔板。圖4.3.3d采用矩形+梅花形排列布置也是可行的，如陽寶山大橋，實(shí)

踐證明c、d的排列方式并不會給緊纜帶來額外的難度。

12

4.3.4應(yīng)根據(jù)紡絲輪規(guī)格對每根索股的鋼絲進(jìn)行編號區(qū)分，給出股靴、鞍槽內(nèi)鋼絲布置方式，

且對紡絲輪不同絲槽的鋼絲采用不同顏色加以區(qū)分。

4.3.5鋼絲接長應(yīng)采用連接套筒或其它可靠的連接方法。鋼絲接頭裝置應(yīng)滿足下列要求：

1鋼絲接頭的抗拉承載能力不低于鋼絲抗拉承載能力。

2鋼絲接頭裝置端部應(yīng)做錐形，內(nèi)腔出口位置應(yīng)倒圓處理。

條文說明

國外施工規(guī)范規(guī)定應(yīng)從所完成的接長構(gòu)造之中取2%作為試件進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)中所測

得的強(qiáng)度不得低于原鋼絲強(qiáng)度的0.95。結(jié)合依托工程貴黃高速陽寶山特大橋建設(shè)實(shí)踐，以及

大量的鋼絲接頭靜載、疲勞試驗(yàn)結(jié)果顯示，現(xiàn)有技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)鋼絲連接套筒連接位置抗

拉承載能力（或破斷荷載）不低于高強(qiáng)鋼絲抗拉承載力（或破斷荷載）。

4.3.6宜盡量減少索股中的鋼絲接頭數(shù)量，索股中鋼絲接頭宜均勻地沿主纜全長布置，并滿

足下列要求：

1相鄰兩接頭沿主纜軸線方向間距不得小于3m。

2相鄰索股外層鋼絲的接頭須錯(cuò)開至少1m。

3索股同一截面上的接頭數(shù)不得多于1個(gè)。

4股靴、鞍槽及兩側(cè)5m范圍內(nèi)不得有鋼絲接頭。

5索夾及距索夾邊緣1m范圍內(nèi)主纜的外層鋼絲不得有接頭。

4.4連接構(gòu)造

4.4.1索股與錨固系統(tǒng)的連接構(gòu)造包括股靴和拉桿，其構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求：

1股靴一般設(shè)置兩個(gè)索槽，對稱布置。

2股靴索槽表面宜進(jìn)行噴鋅處理，厚度不應(yīng)小于200μm。

3拉桿批量生產(chǎn)前，應(yīng)先進(jìn)行拉桿的破斷試驗(yàn)，以檢驗(yàn)拉桿實(shí)際承載能力能否滿足設(shè)

計(jì)要求。

條文說明

主纜架設(shè)方法不同使得主纜與錨固系統(tǒng)之間的連接也略有不同，如圖4.4.1所示。PPWS

法的主纜通過其自身的錨頭將力傳遞到連接拉桿，再由拉桿傳遞到錨固系統(tǒng)；采用AS發(fā)架

設(shè)的主纜索股由無端頭鋼絲環(huán)繞而成，在錨固端纏繞在股靴上，通過股靴將索股拉力傳遞到

錨固在股靴上的連接拉桿上，再由鋼拉桿通過錨固墊板傳遞到預(yù)應(yīng)力鋼鉸線或鋼框架錨固系

統(tǒng)。股靴是主纜采用AS法架設(shè)的懸索橋中特殊構(gòu)件，將索股與錨固鋼拉桿連接起來，起到

13

連接和傳力的作用，在某種意義上，股靴的作用和PPWS法索股的錨頭具有相同的作用。

錨板

鋼拉桿

索股拉力

950

錨體混凝土索股

錨固墊板

索股

股靴索股拉力

鋼拉桿

950

錨體混凝土

錨固墊板

圖4.4.1AS法與PPWS法索股與錨固系統(tǒng)的連接構(gòu)造

4.4.2股靴索槽底部半徑宜滿足公式（4.4.2）的要求：

R70d（4.4.2）

w

式中：R—股靴索槽底部半徑,mm；

dw—主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑,mm。

錨靴立面錨靴側(cè)面大樣A

HB

h2Rhab1cb1a

第m層鋼絲

hh

拉桿孔ab1

索槽h

R

R60°

定位孔第1層鋼絲

b2

R

22

hh

R5

圖4.4.2股靴構(gòu)造示意

4.4.3股靴構(gòu)造應(yīng)滿足鋼絲嵌入和拉桿錨固的要求，為避免鋼絲劃傷股靴所有棱邊應(yīng)設(shè)置半

徑1~2mm圓角。

4.4.4股靴索槽尺寸應(yīng)滿足下列要求：

1索槽側(cè)壁與底面的夾角取60°。

14

2索槽底部的設(shè)計(jì)寬度b2按公式（4.4.4-1）計(jì)算。

3

b=n+?1(d+)（4.4.4-1）

213ww

式中：b2—股靴索槽底部的設(shè)計(jì)寬度,mm；

n1—股靴索槽內(nèi)從底部往上第一層高強(qiáng)鋼絲數(shù)量；

dw—主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑,mm；

w—主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑的允許正偏差,mm。

3索槽的設(shè)計(jì)深度度h按公式（4.4.4-2）計(jì)算。

33-2

h=m?d++h（4.4.4-2）

(wwr)

22

式中：h—股靴索槽底部的設(shè)計(jì)寬度,mm；

m—股靴索槽內(nèi)排列鋼絲的總層數(shù)；

h—索槽的富裕深度，應(yīng)不小于鋼絲直徑的1/3。

4索槽側(cè)壁頂面的厚度a不應(yīng)小于10mm。

條文說明

為使股靴受力均衡，一個(gè)股靴設(shè)置2個(gè)索槽，對稱布置。鋼絲在索槽內(nèi)呈梅花形式布置，

故此索槽側(cè)壁的傾斜角度（與側(cè)面的夾角）取為30°。一般情況下m、nwt接近且m不宜大

于nwt太多。

4.4.5索槽尺寸應(yīng)滿足索股鋼絲排列和受力的要求，主纜鋼絲的接觸壓應(yīng)力不應(yīng)大于

100MPa且或線壓力不大于500kN/m。

條文說明

根據(jù)歐洲規(guī)范BSEN1993-1-112006（Eurocode3—DesignofSteelStructuresPart1-11

DesignofStructureswithTensionComponents）的規(guī)定，主纜鋼絲的接觸壓應(yīng)力在不大于

100Mpa（或線壓力500kN/m，日本）的情況下，主纜的斷裂強(qiáng)度的減少不超過3%。

4.4.6股靴構(gòu)造應(yīng)設(shè)置定位孔和便于安裝的臨時(shí)定位構(gòu)造。

4.4.7股靴與錨固系統(tǒng)連接的拉桿構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求：

1拉桿長度確定應(yīng)考慮索股長度調(diào)整量。

15

2拉桿連接股靴一側(cè)宜根據(jù)需要設(shè)置連接構(gòu)造，用于接長索股調(diào)整用臨時(shí)拉桿。

3拉桿及螺母組件應(yīng)考慮紡絲過程中股靴受力變化的影響。

4.5主纜計(jì)算

4.5.1在永久荷載、汽車荷載、人群荷載、溫度作用效應(yīng)組合下，主纜鋼絲的應(yīng)力設(shè)計(jì)值應(yīng)

滿足公式（4.5.1）的要求。

（）

0dfdd4.5.1

式中：d—主纜鋼絲應(yīng)力設(shè)計(jì)值,MPa；

—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；

0

fk

fdd—主纜鋼絲的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,MPa，fdd=；

R

fk—主纜鋼絲抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,MPa；

R—主纜鋼絲材料抗拉強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)。

4.5.2主纜鋼絲在索鞍及股靴索槽處存在二次彎曲應(yīng)力。索槽底半徑滿足構(gòu)造要求時(shí)，可

不考慮鋼絲彎曲二次應(yīng)力對索股承載力的影響；索槽底半徑不滿足構(gòu)造要求，索股安全性驗(yàn)

算應(yīng)考慮主纜鋼絲彎曲二次應(yīng)力的影響。鋼絲二次彎曲應(yīng)力可按公式（4.5.2）計(jì)算。

d

w（4.5.2）

b=E

2R

式中：b―主纜鋼絲二次彎曲應(yīng)力,MPa；

dw—主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑,mm；

E—主纜鋼絲彈性模量,MPa；

R—股靴索槽底部半徑,mm。

條文說明

依托工程陽寶山特大橋開展了一根由80絲1860MPa，直徑為5.35mm的索股繞索槽半徑

400mm股靴的彎曲靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)得到索股破斷荷載為6690kN，該索股公稱破斷強(qiáng)度為

6687kN，索股破斷位置并未發(fā)生在股靴彎曲段。

16

4.6股靴計(jì)算

4.6.1股靴強(qiáng)度驗(yàn)算除應(yīng)符合本指南規(guī)定外，尚應(yīng)符合《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65）

和《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD64）的相關(guān)規(guī)定。

4.6.2股靴受力復(fù)雜，宜采用三維有限元法計(jì)算其承載能力。也可采用以下方法對圖4.6.2-1

中1-1、2-2、3-3和4-4斷面抗剪能力進(jìn)行驗(yàn)算。

1平行于股靴側(cè)面的1-1截面抗剪能力應(yīng)滿足公式（4.6.2-1）的要求。

0dfvd（4.6.2-1）

式中：d―計(jì)算截面1-1處剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值,按公式（4.6.2-2）計(jì)算；

Q

=d（4.6.2-2）

dA

Qd―計(jì)算截面1-1處剪力設(shè)計(jì)值,按公式（4.6.2-3）計(jì)算；

T

Q=d（4.6.2-3）

d2

Td―計(jì)算股靴對應(yīng)的索股拉力設(shè)計(jì)值,N；

A—計(jì)算截面1-1的面積,mm2；

fvd—股靴材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,MPa；

—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。

0

2垂直于股靴側(cè)面的2-2、3-3和4-4截面的抗剪能力應(yīng)滿足式4.6.2-1的要求，2-2、

3-3和4-4截面分別是鋼拉桿墊板的外側(cè)邊緣、螺桿孔的外側(cè)邊緣、拉桿中心所對應(yīng)的截面。

股靴索槽任意點(diǎn)位置索股徑向壓力按照公式（4.6.2-4）計(jì)算，索股切向摩阻力按照公式

（4.6.2-5）計(jì)算。

?

Fj()=Tce/R（4.6.2-4）

?

Fw()=Tce（4.6.2-5）

式中：Fj()―股靴索槽內(nèi)與股靴圓心連線水平夾角為的點(diǎn)處徑向線壓力，N/mm；

Fw()―股靴索槽內(nèi)與股靴圓心連線水平夾角為的點(diǎn)處線摩阻力，N/mm；

Tc―計(jì)算股靴一個(gè)索槽處鋼絲拉力設(shè)計(jì)值,按公式（4.6.2-6）計(jì)算；

17

T

T=d（4.6.2-6）

c4

―鋼絲與索槽底或側(cè)面摩擦系數(shù)，宜取0.15；

R—股靴索槽底部半徑,mm。

1234索股徑向壓力Fj

索股徑向壓力Fj

索股切向摩阻力Fw

索股切向摩阻力Fw

TcTc

1234

圖4.6.2-1股靴受力示意圖

3索槽外側(cè)壁應(yīng)滿足承受來自索股鋼絲側(cè)向壓力引起的抗彎和抗剪承載能力要求。

條文說明

索槽承受來自鋼絲徑向壓力，如圖4.6.2-2所示。其大小與徑向力有關(guān)。鋼絲對索槽側(cè)壁

的作用力垂直于側(cè)壁內(nèi)表面。將此力分解為垂直和平行于索槽底部的兩個(gè)分力，對側(cè)壁在底

部產(chǎn)生剪力、彎矩和壓力。

第n層

第1層

圖4.6.2-2股靴索槽側(cè)壁受力圖示

股靴承受來自索股的徑向壓力和接觸面間的摩擦力，同時(shí)承受來自鋼拉桿通過錨墊板傳

遞來的的環(huán)形面壓力，分析時(shí)忽略股靴的自重，則上述3類力形成平衡力系。索股通過股靴

索槽時(shí)，由于存在摩阻力，索股的拉力是變化的，同時(shí)由于鋼絲在拉力作用下的伸長，可以

認(rèn)為索股相對于索槽產(chǎn)生滑動。

18

4.7索鞍及索夾

4.7.1AS法索股鋼絲在索鞍承纜槽中布置應(yīng)該考慮施工時(shí)采用紡絲輪槽數(shù)的影響。

條文說明

AS法紡絲輪從早期單輪單槽發(fā)展到現(xiàn)在常用單輪四槽，AS法紡絲效率大大提高。第一

層鋼絲數(shù)量宜為紡絲輪槽數(shù)的整數(shù)倍。

4.7.2AS法架設(shè)主纜主索鞍和散索鞍承纜槽除應(yīng)按《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65）

規(guī)定布置以外，索鞍承纜槽設(shè)計(jì)寬度按照公式（4.7.2）計(jì)算，索鞍承纜槽中的索股高度hss按

《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD65）規(guī)定計(jì)算。

b=(nwt+0.5)(dw+w)（4.7.2）

式中：b―索鞍承纜槽設(shè)計(jì)寬度，mm；

nwt—索鞍承纜槽單排鋼絲數(shù)量,mm；

dw—主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑,mm；

w—主纜用高強(qiáng)鋼絲直徑的允許正偏差,mm。

條文說明

為減少AS法索股內(nèi)鋼絲交叉現(xiàn)象，承纜槽中每一層的鋼絲數(shù)量相同，故AS法承纜槽

寬度計(jì)算不同于PPWS法。