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钢缆的种类和用途
2019/10/07 21:04
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钢缆的种类和用途

钢缆种类

钢缆亦称钢索、钢绳,在军事工程中较常用"钢缆"品名,民间一般工地则习惯称之钢索。钢缆是由数条至数十条钢线(丝)或称素线,缠绕组织成一股(strand),再由数股缠绕成一条钢缆。

钢丝与每股间因缠绕方式不同,会表现出各种不同的特性。钢丝与钢丝间是以点状接触者称为交叉捻,呈面状接触者称为平行捻。交叉捻伸长率较低,平行捻耐磨损;以逆时针方向捻成者称为S捻,反之则为Z捻。不同的捻线方式是为因应不同环境所需,例如横向牵索在中段会承受到最大重力,当拉伸力度传导到中段前,交叉捻会在每一个捻结中大量吸收到下坠的重力,强化了钢缆的横向支撑。

复合式绞索
钢线采S捻结合后,再以相反方向的Z捻;缠绕成一股缆线,用6股合一心(6X7)方式扭结成一条钢索,这种称为"兰氏捻"的方式较为紧密,强度较一般钢缆为高。

以紧密度而言
紧密型(SEAL TYPE)︰分别用不同线径来做各层的缠绕时,可得较密贴的效果。
华氏型(WARRINGTON TYPE)︰同层间,以不同线径的钢丝缠绕,来达到密实效果者。
填充型(FILLER TYPE)︰将同层间较小线径的钢丝,改以纤维索(麻芯)填充。
*若将华氏型与紧密型合并,则成为「华氏紧密型」。

钢缆结构

钢丝大都经过热处理冷加工的方法,来达到较高强度。但钢缆表现出的却是柔韧且可弯曲性质。主要原因在于钢丝与钢丝间,以及每股间的伸缩滑动,所以钢丝数越多或股数越多者越柔软,但相对磨损也越快。滑动造成的摩擦会导致钢缆磨耗,再加上钢丝间与钢股间的缝隙,容易造成外界有害物质的渗入,所以钢丝与钢股间的润滑与保护就相当重要。

钢缆中间并非空心,而是纤维芯或称麻芯,作为各股线缠绕的中心。一般常见的钢缆外围缠绕的股线均为双数,目的在使组成的钢缆较接近圆形。麻芯除了保持各股的相对位置外,还充满了具润滑和保护作用的油脂。润滑方面一般是使用石蜡油(红色)或沥青(黑色)一类的物质。在钢缆弯曲或受力伸长时,这些油脂就会因挤压而向外渗出发挥保护作用。

负载强度

重负载经验公式︰
断裂负载=钢缆直径的平方/20

例如,20mm直径的钢缆,断裂负载=20*20/20=20吨 也就是大约可以承受到20吨的力量。但要注意的这只是断裂负载量,一般实务运用时还要再乘上0.5~0.8的安全系数。也就是说20mm直径的钢缆 ,一条正常吊挂负荷约 5 吨左右。
 
一条12mm的钢缆,可以负担的吊挂荷重大约为1.2吨。检测时,一条钢缆只要有5条钢丝断掉,这条钢缆就应该要废弃了。直径10mm的钢缆,以光标卡尺量测时,如果减缩成只有9.3mm的话,这条钢缆就不能再使用了。如有严重锈蚀或变形等情形更会产生较严重的安全顾虑。

不同钢缆的用途

钢缆结构包括了中芯、股数、细丝。
01、中芯麻线材富弹性可用以制作一般吊具。钢芯拉力强,可用在起重吊挂机台。
02、一般不及吨重的吊挂作业,例如洗窗机,使用4股钢缆是可以承载的。6股钢缆是一般情况最常用的。电梯起重至少要用到8股钢缆。
03、钢线细丝是组成每个股数的最小单位,细丝越多钢缆会相对较软,利于机台卷动,例如吊砖机、货柜天车等。

材质

钢索是由退火钢线制造,钢缆的整体叫做钢索,其中心的麻绳称为麻心,麻心周围的六股钢绳叫做钢股。有些特殊钢股的钢芯中心还有麻绳,此麻绳称为钢股麻心,组成钢股的钢线叫做钢丝或素线。钢缆心是合成钢股的中心位置,其材质普通有麻心、钢股心及钢丝绳心三种。

钢索材质包括了不锈钢(白铁)、镀锌、铸铁、披覆钢索( 钢索外包覆了 PVC , PE , NYLON等塑料材质)。

镀锌钢是在钢表面电镀或热浸镀上一层锌,藉由氧化还原电位的方式以锌来防止铁的锈蚀。镀层不会很致密,空气和水气在时间较长后渗入,仍会生锈。保养时需要刷漆或涂敷油脂。

台湾桥梁工程的管见

2019年10月1日,位于宜兰苏澳的「南方澳跨港大桥」忽然崩塌。该桥于1999年兴建完成,桥长140公尺,是亚洲第一座双叉式单拱桥,这种桥全世界只有两座,其中一座位于西班牙马德里市、另一座就是南方澳的这一座。

当日新闻一出现,我的直觉"是否吊索出了问题?",我非专业人员,但可用一般粗浅的结构方式和环境因素来看待原因。
首先我们先检视台湾断桥事件,30年来已有五件大型桥梁崩塌的惊人事实!

▲1986年11月,台北中兴大桥断裂。
原因︰基桩深度不足,桥墩遭到冲刷而裸露。

▲2000年8月,高屏大桥中段崩塌
原因︰一般认为是因桥墩被暴雨后的溪水冲毁。但据我先前的现地所见,其实是挖砂掏空了桥基,出事前,其中一座桥基已完全裸空,甚至整个桥墩是悬吊在河床上。

▲台中后丰大桥
原因︰2008年9月,桥墩被冲断。

▲双园大桥
原因︰2009年8月,被洪水冲毁而崩塌。

▲南方澳大桥
目前正在调查原因。
前四件的状况都出在桥墩或基桩,除了高屏桥崩塌前的情况;是我亲眼所见外,其它三件是否涉及河床采砂问题?较难置评。

至于最近南方澳的断桥事件,则让我心中浮起另一层的隐忧观感,近年来各地竞相引进世界最新式的建筑工法,有这个必要吗?或许少不了有点「标新立异,譁众取宠」的心态吧?政治人物可以藉此一举打响政绩和知名度,但相关技术都已成熟了吗?

在悬吊式桥梁中,双叉式单拱桥的稳定度风险;较之"斜张桥"又大了很多。台湾目前已有好几座斜张桥,斜张桥在计算预力上已够费事;钢索与钢梁或桥塔的连接构造比较复杂;施工中高空作业较多,技术要求较桥墩支撑的桥梁严格很多。

单拱桥的整体强度差,抗风稳定性也欠佳。需要极大的两端锚锭,费用更高,难度更大。当初南方澳决定采行单拱桥方式兴建;个人认为本就是个严重的错误!悬吊式桥梁大多是使用在地形和高度有障碍之处,例如高山河谷,所需桥墩或桥塔立面过高,施工太困难,所需费用过高,才不得已采用悬吊方式。

单拱桥的所有支撑来源都由悬吊的钢缆完全承载,桥面下的两端又没有角拱可以分担支撑。南方澳在海边,海风对钢材的腐蚀性特别显著,钢缆如果不是防锈材质,在保养功夫上是非常费事的。海边风大对悬吊式桥梁本就是常在的威胁,桥两头常有车辆来往,当初设计时不知是否有将车流量预估进去?重型载重车根本就不宜在这种桥梁上行驶,桥下缺乏另外支撑,那些悬垂的钢缆怎能承受得住?如果检测保养再马虎行事,不出状况都难!

目前几乎所有新闻都指向"检测保养"的疏漏,个人以为,从当初兴建的观点到采用的材质恐怕都是问题?!检讨问题须从关键处去找出症结。至于有些人拿伦敦大桥的使用资历,来和南方澳大桥比较,两者无论从技术面或结构面看;都完全风马牛不相干,当个笑话看就行了。

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回响(9) :
9楼. 玉米苹果
2019/10/31 17:51

   错了就是错了, 扭曲与硬拗

   肯定是 完全不足取的

   因为, "行为" 说明了 "态度与内在真正的想法"

   勇于面对与承担...拍脸(清醒一下)

   就 "根本" 而言, 人们终究会明白 ~

   才是 "真正的解药" !

想要投机取巧、混水摸鱼的人,本来就不会打算要"勇于面对和承担"。 yusheng2019/11/01 16:39回覆
8楼. ynn600
2019/10/26 09:35

记得很久以前你在一篇大作前写著: 小胆者免入--大约就是这个意思.

而之前倒是读过你这类文章, 气氛诡异紧张, 所以我很听劝, 不再看这类文字.

可你写这类特多, 常来看看又只好离开, 这下你知道我不是胆大包天型的了.

换点别的写? 因为你写得很趣味由特色, 也好让我来分享一下? ^-^

谢谢 !

ynn

长篇的内文也不是每一章都有诡异内容,最近这篇"呼拉山的障眼劫",只有完结篇会有有较血腥的内容。我得要把长篇完成才有时间写别的题材。 yusheng2019/11/01 16:39回覆
7楼. BJ周
2019/10/19 22:31

这就是为什么有些人反核四

他们不是反核能

是反对台湾人盖核能

只怕还没发生地震

核四厂自己先塌裂了

两难! yusheng2019/10/22 22:55回覆
6楼. 芊汩/花东之旅 ^^
2019/10/12 10:18
巴特大哥的脑子空间无限大,就像您的背景宇宙图一样
令人叹为观止,赞叹又欣佩
发文的速度比我眼睛还快,好棒呢!赞啦
凡走过必留下痕迹,换过好几个昵称,居然有人还记得以前的,也好,格友可凭记忆自选。
以"平行时空"理论说,我们现在看到的一些景物,在另一个时空里可能早就已被完成。同理,也许另一个时空里有个人的灵感,刚巧频道相接,就被我撷取过来了。最近幻彩图的灵感正在逐渐消失,仍绘成了一张幻彩背景的裸女图,待我写累了再换图垫档。Fox想 yusheng2019/10/13 00:13回覆
5楼. 月光边境
2019/10/10 14:21

大哥您怎么什么都懂

放任您只在UDN发文真是浪费人才

烂命一条!从小吃穿一干事就得要自己打理。成年后为柴米油盐;又不得不多学著点好谋生。
人没老时不喜欢去求人,自己能做ˇ的事;尽量自己动手做。
现在老了,事事都得求人,只剩下一点力气,三不五时在UDN哎哎叫。 yusheng2019/10/10 17:36回覆
4楼. *Susan*
2019/10/09 22:46

这篇就像研究报告  如实道出了弊端   

台湾的记者 有大哥一半的精神 台湾就有救了!

20年前,编辑在定稿前都会要求记者,要写揭弊文;就必须写出关键点和可证数据。
后来,广告也可插入新闻内播放或编排,新闻生态开始大变,媒体一致"向钱看"。
由于记者可以在外拉广告,为媒体生财,记者掌握主导权后,就让记者去随意发挥,进而形成今天可以不负责的"空头新闻风"。 yusheng2019/10/10 01:07回覆
3楼. 意樵~
2019/10/08 22:46
祸首是政治酬庸

一般大型公共建物,寿命最短也是50年起跳,而那座桥才20年,我不能接受,倒塌的起因在于第6根缆绳断裂才引发连锁效应,桥是谁设计的!?

20年前是谁主政发包,已不是重点,重点是后面的检查和维护。

这事是港务局的主要工作。为什么3年前已提出维护,没人做检修!!

现在人命都损伤了,才在追究!!追究有个鬼用~桥断了,人都死了!!

国家交在这帮人手里!!未来的工安仍是岌岌可危!!

冯纪游
(2014及2016年都委托宜兰的技术学院检测,均指出本文所示的问题;2017年吴宏谋任港务局长(高雄气爆及普悠玛都是他主管的)未再检测,更未依前两次的报告整修过。人谋不臧....但反正错都是别人的,自己官愈做愈大。


尘!! 细细的飘飞每个地方 ~ 缘!! 淡淡的游移无所不在~
有桥墩或桥塔的大桥,还不致因一条钢索断裂就立即倒塌,应会有一段摇晃不稳的前置期。
这种依赖单拱悬吊的桥,只要一条钢索断裂,整个桥面的支撑就会失去牵引,而造成全面崩塌。
所以,从桥梁架设方式的选择,到定期维修都是问题。要安全就必须重建,而且不宜再使用这种工法。 yusheng2019/10/09 11:58回覆
阿谋果然是鬼见愁啊! yusheng2019/10/09 11:58回覆
2楼. 宁静姐
2019/10/08 15:11
写的太好了
赞啦
台湾的许多"人祸"大多数是「不敬业」及「不专业」造成的
用这篇文章去比对现场情况,应不难找出问题出在哪里里。反对党要检讨执政党弊病,自己就须先做足功课。 yusheng2019/10/08 21:25回覆
1楼. 浮生
2019/10/07 22:47
台湾社会最大的问题就是缺乏深究到底的决心,特别是政府部门受致于党同伐异,长期以来,都不肯老老实实地面对问题,解决问题,这才是大麻烦啊!
在民主国家,重大弊端通常都是被反对党给挖出来。台湾现在的反对党都忙著在挖自己的糗态。 yusheng2019/10/07 22:55回覆
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