71：BS EN 1993-1-11-2006中文版（钢结构设计——受拉构件设计）

英国标准英国标准 BS EN 1993-1-11:2006 欧洲规范欧洲规范 3钢结构设计钢结构设计 第第 1-11 部分：受拉构件设计部分：受拉构件设计 欧洲规范 EN 1993-1-11：2006 与英国标准具有同等地位 ICS 91.010.30; 91.080.10; 93.040 BS EN 1993-1-11:2 ISBN 0 580 49668 6 英国版前言英国版前言 本英国标准由 BSI 出版，为 EN 1993-1-11：2006 在英国的执行版。 受技术委员会B/525（建筑和土木工程结构）委托，英国加入小组委员 会B/525/8（结构用钢材），参与规范的编制工作。 如有要求，可向秘书索取 B/525/31 机构名单。 欧洲规范的结构按照主要材料可分为几个部分：水泥、钢材、钢筋混 凝土、木材、砖石和铝材。本规范为特殊设计所需的所有相关部分设定了 共同的撤销日期 （DOW） 。 与此有冲突的国家标准将在共存期结束后撤销， 即在本欧洲规范的全部内容公布之后撤销。在欧洲标准出版之后，允许有 一个国家修正期，在此期间发布国家版附录，接着是最多为期 3 年的共存 期。 在共存期内， 鼓励各成员国调整其国家标准中的规定， 以便最迟在 2010 年 3 月前撤销与欧洲标准不一致的的国家规则。 对于本欧洲规范中允许各 国自行进行选择的部分规范性内容，将在规范的文本中给出范围和可能的 选择，并说明其具备作为国家确定参数（NDP）的资格。若在欧洲规范中 有多种 NDP，则 NDP 可以是一个具体的系数值、一个特定的级别或类别、 一种特殊的方法或特殊应用的规则。为使 EN 1993-1-4 在英国得到应用， NDP 将刊登在英国版附录里，并在咨询公众之后的适当时候将其归入此英 国标准中。 本出版物并非旨在囊括合同中所有的必需条款。使用者须负责将其正 确运用。 符合英国标准并不表示可免除其法律责任。符合英国标准并不表示可免除其法律责任。 出版后发布的修订出版后发布的修订 修订编号 日期 备注 欧洲标准欧洲标准 EN 1993-1-11 2006年10月 ICS 91.010.30; 91.080.10; 93.040 代替 ENV 1993-2:1997 英文版 2 欧洲规范欧洲规范 3-钢结构设计钢结构设计-第第 1-11 部分：受拉构件设计部分：受拉构件设计 Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 1-11: Calcul des structures cbles ou lments tendus Eurocode 3 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-11: Bemessung und Konstruktion von Tragwerken mit Zuggliedern aus Stahl 该欧洲标准于2006年1月13日经CEN（欧洲标准化委员会）批准。 CEN成员均须遵守CEN/CENELEC内部条例，其条款规定了此欧洲标准在不做任何变更的前提 下即具备各国国家标准地位的条件。若要索取有关国家标准的最新目录和参考书目，可向管理中心 或任何CEN成员国提出申请。 本欧洲标准有三种官方版本（英文版、法文版和德文版） 。任何由CEN成员国负责翻译成本国 语言的其他语言版本欧洲标准在通知CEN管理中心之后具有与正式版本相同的地位。 CEN成员为各国国家标准机构，包括奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬 兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、 荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。 3 4 目录目录 页码页码 前言前言 6 1. 概述概述 7 1.1 范围 7 1.2 规范性引用文件 8 1.3 术语和定义 9 1.4 符号 11 2. 设计依据设计依据 12 2.1 概述 12 2.2 要求 12 2.3 作用 13 2.4 设计情形和分项系数 15 3. 材料材料 16 3.1 钢和钢丝的强度 16 3.2 弹性模量 16 3.3 热膨胀系数 18 3.4 B 组受拉构件的切割长度 . 18 3.5 长度和制造公差 19 3.6 摩擦系数 19 4. 钢丝、钢索和钢绞线的耐久性钢丝、钢索和钢绞线的耐久性 19 4.1 概述 19 4.2 单根钢丝的防腐 19 4.3 B 组受拉构件的内部防腐 . 20 4.4 B 组受拉构件的外部防腐 . 20 4.5 C 组受拉构件的防腐 . 20 4.6 连接处防腐 21 5. 结构分析结构分析 21 5.1 概述 21 5.2 瞬时施工阶段 21 5.3 使用期间的永久设计情形 22 5.4 变形的非线性作用 22 6. 承载能力极限状态承载能力极限状态 23 6.1 拉杆系统 23 5 6.2 预应力钢筋和 B/C 组构件 23 6.3 转向鞍 25 6.4 夹具 28 7. 正常使用极限状态正常使用极限状态 30 7.1 使用标准 30 7.2 应力极限 30 8. 索振动索振动 31 8.1 概述 31 8.2 索振动的限制措施 32 8.3 风险评估 32 9. 疲劳疲劳 33 9.1 概述 33 9.2 波动轴向荷载 33 附录附录 A 提示性附录提示性附录 受拉构件的产品要求受拉构件的产品要求 35 A.1 范围 35 A.2 基本要求 35 A.3 材料 36 A.4 测试要求 36 附录附录 B 提示性附录提示性附录 运输、储存和搬运运输、储存和搬运 39 附录附录 C 提示性附录提示性附录 术语表术语表 40 C.1 A 组产品 40 C.2 B 组产品 . 40 C.3 钢丝缆末端接头 42 C.4 C 组产品 . 44 6 前言前言 本文件 （EN 1993-1-11， 欧洲规范 3： 钢结构设计： 第 1-11 部分： 受拉构件设计） 由 CEN/TC250 “欧洲结构规范”技术委员会编制，其秘书处由英国标准协会管理。CEN/TC250 对所有结构欧洲 规范负责。 通过相同文本的出版或确认， 最迟在 2007 年 4 月前， 本欧洲标准应具有与国家标准同等的地 位，而与之相冲突的国家标准应最迟于 2010 年 3 月前被废除。 本文件取代 ENV 1993-2。 根据 CEN/CENELEC 内部条例，下列国家的国家标准机构必须执行此欧洲标准：奥地利、比 利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、 意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文 尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。 EN 1993-1-11的英国版附录的英国版附录 本标准提供了替代程序、数值、分类建议、以及各国须自行作出选择的说明。因此，执行EN 1993-1-11的国家级标准应有一个包含全部国家确定参数的国家版附录，用于各有关国家将进行的 建筑和土木工程设计。 通过EN 1993-1-11中的下列条款，允许各国自行进行选择： 2.3.6（1） 2.3.6（2） 2.4.1（1） 3.1（1） 4.4（2） 4.5（4） 5.2（3） 5.3（2） 6.2（2） 6.3.2（1） 6.3.4（1） 6.4.1（1）P 7.2（2） A.4.5.1（1） A.4.5.2（1） B（6） 7 1. 概述概述 1.1 范围范围 (1) prEN1993-1-11给出了有关钢制受拉构件的设计规则，由于这些构件连接在结构上，因此， 可以调整并更换此类构件，见表1.1。 注：注：由于可能要求调整和更换，因此，此类受拉构件通常为交付至现场并安装到结构上的 预制产品。本部分内容不包括那些无法调整和更换的受拉构件（如悬索桥或体外后张 预应力桥梁的悬空绞索）。但是，可以适用本标准的相关规定。 (2) 本标准还给出了有关确定预制受拉构件技术要求的规则，以评估其安全性、适用性和耐久 性。 表表1.1：受拉构件分组：受拉构件分组 分组分组 主要受拉构件主要受拉构件 构件构件 A 杆（钢筋） 拉杆（钢筋）体系，预应力钢筋 B 圆形钢丝 螺旋钢绞线索 圆形钢丝和 Z 形钢丝 全封闭盘式钢绞线索 圆形钢丝和钢绞线钢丝 钢绞线缆 C 圆形钢丝 平行钢绞线（PWS） 圆形钢丝 平行钢丝束 7 股钢丝（预应力筋） 平行钢绞线束 注注1：A组产品通常有一个实心圆截面，该截面通过钢索连接至端部。主要用途如下： 房顶、墙和梁的支撑 屋顶、塔门支撑 钢木桁架和钢结构、空间框架的张拉系统 注注2： B组产品由钢丝组成，钢丝锚固在套管中或其它末端位置，并且钢丝直径主要在 5mm到160mm范围内，见EN 12385-2。 螺旋钢绞线索主要用途如下： 天线、烟筒、桅杆和桥梁的拉索 轻质结构的承载索和边缘索 悬索桥的主钢索或吊索 8 索网中以及木、钢桁架中的稳定索 楼梯扶栏、阳台、桥栏和护栏的扶索 全封闭式盘索的制作直径在20mm到180mm范围内，其主要用途如下： 用于桥梁施工中的拉索、主索和吊索 钢绞线桁架中的吊索和稳定索 索网中的边缘索 塔站、桅杆和天线的拉索 结构钢绞线索主要用途如下： 桅杆和天线的拉索 悬索桥的主索 拉索之间的减振/空间拉索 膜结构的边缘索 扶栏、阳台、桥梁和护栏的扶索 注注3：C组产品需要单独和组合形式的锚固和和适当的防护。 平行钢丝束主要用作悬索桥的拉索和主索以及体外预应力筋。 平行钢绞线组主要用作组合桥和钢桥的拉索。 (4) 本部分所述的B组和C组末端类型如下： 金属和树脂套管，见EN 13411-4 灌浆套管 金属箍和金属箍保护，见EN 13411-3 模铸套管和配件 U形螺栓钢丝索夹具，见EN 13411-5 钢束的楔形锚具，对于钢丝为冷成型的圆头，对于钢筋为螺母 注：注：术语见附录C。 1.2 规范性引用文件规范性引用文件 (1) 通过标注或不标注日期的形式，本欧洲标准采纳了其他出版物的一些规定。在本文件中 的相应地方引用了这些规范性引用文件，并随后列出了所引用的出版物。对于标有日期 的出版物，只有在以修订形式纳入后，这些出版物的修订内容才适用于本欧洲标准。对 于没有标注日期的出版物，所引用出版物的最新版本适用。 9 EN 10138 预应力钢材 第1部分 一般要求 第2部分 钢丝 第3部分 钢铰线 第4部分 钢筋 EN 10244 钢丝和钢丝制品 钢丝上的有色金属涂层 第1部分 一般要求 第2部分 锌和锌合金涂层 第3部分 铝涂层 EN 10264 钢丝和钢丝制品钢索用钢丝 第1部分 一般要求 第2部分 一般用途的冷拔非合金钢索用钢丝 第3部分 用于高拉作用的冷拔和冷成型的非合金钢丝 第4部分 不锈钢丝 EN 12385 钢绞线索-安全应用 第1部分 一般要求 第2部分 定义、命名和分类 第3部分 使用和维护 第4部分 一般起吊用钢绞线索 第10部分 一般结构用螺旋索 EN 13411 钢丝索末端安全应用 第3部分 金属箍和金属保护 第4部分 金属和树脂套管 第5部分 U形螺栓钢丝索夹具 1.3 术语和定义术语和定义 (1) 就本标准而言，适用以下术语和定义。 10 1.3.1 钢绞线钢绞线 是钢索的组成元件，通常由围绕中心按同一方向或相反方向呈螺旋形缠绕一层或多层的相应形 状和尺寸的钢丝组成。 1.3.2 钢绞线索钢绞线索 由几根钢绞线组成，围绕芯部（单层索）或中心（抗旋转或平行封闭索）呈螺旋形缠绕一层或 多层。 1.3.3 螺旋索螺旋索 至少由两层钢丝组成，呈螺旋形分布在钢丝中心上。 1.3.4 螺旋钢绞线索螺旋钢绞线索 仅带有圆形钢丝的螺旋索。 1.3.5 全封闭式盘索全封闭式盘索 带有Z型全封闭式钢丝外层的螺旋索。 1.3.6 填充系数填充系数 f 一根钢索内所有钢丝标称金属横截面面积之和 （A） 与基于标称直径 （d） 的钢索外接面积 （Au） 之间的比值。 1.3.7 缠绕损失系数缠绕损失系数 k 钢索制作过程中的折减系数，包括在断裂力系数K中。 1.3.8 断裂力系数（断裂力系数（K） 用于确定钢索最小断裂力的经验系数，可以按下列公式计算： 4 fk K = 11 式中： f 指钢索的填充系数 k 指缠绕损失系数 注：注： 有关常用钢索分类与制作的K系数，参见EN 12385中的相关内容。 1.3.9 最小断裂力（最小断裂力（Fmin） 可以按下列公式计算最小断裂力： 2 min 1000 r d R K FkN= 式中： d 指钢索直径，单位：mm K 指断裂力系数 Rr 指钢索等级，单位：N/mm 1.3.10 钢索等级（钢索等级（Rr） 数字形式的断裂力规定等级（如1770 N/mm、1960 N/mm）。 注：注： 钢索等级不必对应于钢索中钢丝抗拉强度等级。 1.3.11 单位重量（单位重量（w） 基于金属横截面（Am）的钢索自重和考虑了钢材密度和防腐系统的单位长度。 1.3.12 钢索钢索 结构中的主要受拉构件（如桥梁拉索），由钢索、钢绞线或平行的钢丝束或钢绞线束组成。 1.4 符号符号 (1) 就本标准而言，适用EN 1993-1-1的1.6和EN 1993-1-9的1.6中的符号。 (2) 对于第一次出现的其他符号，应给出定义。 注：注： 符号可能会有多种含义。 12 2. 设计依据设计依据 2.1 概述概述 (1) 受拉构件的设计应与EN 1990中的规则保持一致。 (2) 应适用本标准中给出的受拉构件补充规定。 (3) 为了提高耐久性，可以采用下列暴露等级： 2.1：暴露等级：暴露等级 疲劳作用疲劳作用 腐蚀作用腐蚀作用 外部不暴露外部不暴露 外部暴露外部暴露 无明显疲劳作用 等级 1 等级 2 主要为轴向疲劳作用 等级 3 等级 4 轴向和侧向疲劳作用 （风 1.5 ukk Rd RR FF F = （6.2） 式中： Fuk 指断裂强度的特征值 Fk 指表6.1中给出的受拉构件允许强度的特征值 R 指分项系数 注注1： Fuk对应于极限抗拉强度的特征值。 24 表表6.1：受拉构件的允许强度：受拉构件的允许强度 组组 相关标准相关标准 允许强度允许强度Fk A EN 10138-1 F0.1k *） B EN 10264 F0.2k C EN 10138-1 F0.1k *） 有关预应力钢筋，参见EN 1993-1-1和EN 1993-1-4 注注2： Fk检验可以确保构件在作用达到设计值后能够保持弹性。对于构件（如全封闭盘 索），如果 1.50 uk k F F ，则无需进行检验。 注注3： 通过交付测试，可以证明测试值符合Fuke 和Fke满足下列要求： FukeFuk， FkeFk， 见EN 12385第1部分。 注注4： 可以在国家附录中规定分项系数R。 该值取决于在钢索末端是否采取了措施来减小 钢索旋转弯矩，见7.1（4）。推荐使用表6.2中的R值。 表表 6.2：R推荐值推荐值 将锚固处弯曲应力降至最低的措施 R 是 0.90 否 1.00 (3) 对于预应力钢筋和C组受拉构件，应按下列公式确定断裂强度的特征值： Fuk=Amfuk （6.3） 式中： Am 指金属横截面面积，见2.3.1 fuk 指符合相关标准的拉杆、索丝或钢绞线的抗拉强度特征值 (4) 对于B组受拉构件，应按下列公式计算Fuk： Fuk=Fminke （6.4） 其中，可以根据EN 12385-2如下确定Fmin： 25 2 min 1000 r Kd R FkN= （6.5） 式中： K 指考虑了缠绕损失的最小断裂力系数 D 指钢索的标称直径，单位：mm Rr 指钢索等级，单位：N/mm ke 指表6.3中给出的某些类型末端的损失系数 注：注： EN 12385-2给出了有关所有钢索的K、d、Rr值。 表表 6.3：损失系数：损失系数 ke 末端类型末端类型 损失系数损失系数ke 金属填充套管 1.0 树脂填充套管 1.0 金属箍加固环 0.9 陷型套管 0.9 U型螺栓夹具 0.8*） *） 对于U型螺栓夹具，可能减小预加荷载。 6.3 转向鞍转向鞍 6.3.1 几何条件几何条件 (1) 如果转向鞍比例符合图6.1（2）和（3）中的要求，则在设计时可以忽略由钢丝弯曲引起的 应力。 26 1 钢绞线/钢索 2 转向鞍 L2 两个理论切点之间的钢绞线/钢索长度T1（在最不利组合特征荷载和悬链线 作用下） L2 其他包覆长度 图图 6.1：转向鞍上钢绞线：转向鞍上钢绞线/钢索的衬垫钢索的衬垫 注：注： 遵循上述（1）中的要求将导致钢绞线和钢索的断裂阻力降低，但不超过3%。 (2) 转向鞍半径r1应不小于30d或r1400中的较大值： 式中： 指钢丝直径 d 指钢索直径 d 指接触宽度 (3) 如果至少60%直径上的钢索衬垫涂镀有最小厚度为1mm的软质金属或锌层，则r1值可以减 至20d。 (4) 在经过测试检查情况下，可以将更小的半径用于螺旋索。 注：注： 针对某些荷载情况，应确定T1和T2的位置，同时考虑到支承和钢索的移动情况。 6.3.2 转向鞍上钢索的滑动转向鞍上钢索的滑动 (1) 为防止滑动，应满足下列要求： 27 .1 2 max M frEd Ed F e F （6.6） 式中： FEd1和FEd2 分别指钢索任一边上的最大力和最小力的设计值 指钢索与转向鞍之间的摩擦系数 a 指钢索穿过转向鞍时的弧度 YM,Fr 指摩擦分项系数 注：注： 可以在国家附录中规定分项系数MFr。推荐使用MFr= 1.65。 (2) 如不符合上述（1）要求，应配备夹具，以施加附加径向夹紧力Fr ，以下式表示： . 1 2 M fr r Ed Mfr Ed kF F e F （6.7） 式中： k 通常为2.0，这种情况下，在转向鞍导槽与夹具之间形成完全摩擦，并且Fr不超过 索的夹紧阻力，见6.3.3，否则k = 1.0 M，fr 指摩擦阻力的分项系数 (3) 在确定预载螺栓的Fr时，应考虑下列效应： a) 长期徐变； b) 在张力增大时直径变小； c) 钢索的压紧/下弯或成椭圆形； d) 外力导致夹紧螺栓预载减小； e) 温差。 6.3.3 横向压力横向压力 (1) 由径向夹紧力Fr引起的横向压力qEd应限制如下： 1 Ed Rd q q （6.8） 式中： 28 1 2 r Ed F q d L =且0.6dd /d（见图6.1b）中的d/）； , Rk Rd M bed q q = qRk指横向压力限值，通过测试确定 M bed 指分项系数 注：注： 对于计算qRd，不需考虑FEd1压力，因为6.3.1中已给出了规定。 (2) 如果没有进行测试，则应从表6.4中获得横向压力的限值qRk。 注注1： 将qRk限值与M bed = 1.00一起使用应导致钢索断裂强度的折减，但不超过3%。 表表6.4：限值：限值qRk 钢索类型钢索类型 qRk N/mm 钢夹具和转向鞍钢夹具和转向鞍 带垫夹具和转向鞍带垫夹具和转向鞍 全封闭盘索 40 100 螺旋钢绞线索 25 60 注：注： 带垫夹具应有一层最小厚度为1mm的软金属或锌保护层。 6.3.4 转向鞍设计转向鞍设计 (1) 转向鞍设计钢索力应为钢索断裂特征强度Fuk的k倍。 注：注： 可以在国家附录中规定系数k。推荐值为k = 1.10。 6.4 夹具夹具 6.4.1 夹具滑动夹具滑动 (1)P 如果夹具将纵向力传递至钢索并且部件（见图6.2）不会被机械连接起来，则应如下检验， 以防止滑动： () . Edr EdII M fr FF F + （6.9） 式中： 29 F Ed| | 指平行于钢索的外部设计荷载构件 F Ed 指垂直于钢索的外部设计荷载构件 Fr 指可能如0（3）所述降低的径向夹紧力 指摩擦系数 M fr 指摩擦分项系数 注注1： 可以在国家附录中规定分项系数M fr。推荐值为M fr = 1.65。 注注2： 可以按照将外部作用力施加于夹具的方式增大或减小Fr。 6.4.2 横向压力横向压力 (1) 由施加FEd或FEd + Fr中的较大者产生的横向压力应符合6.3.3中的要求。 6.4.3 夹具的设计夹具的设计 (1) 夹具及其将构件（如吊架）连接至主缆上的附件的设计应确保理论作用力等于所夹紧辅助 构件允许作用力Fk的1.15倍，见图6.2。 1 预载螺栓孔 2 预载螺栓的预载力Fr 图图 6.2：夹具：夹具 注：注： Fk与承载能力极限状态无直接关联。通过Fk进行承载力设计。 30 7. 正常使用极限状态正常使用极限状态 7.1 使用标准使用标准 (1) 应考虑下列使用标准。 1. 变形或振动； 2. 弹性使用条件。 注注1： 变形或振动的限制可能会导致刚度取决于结构系统、 高强度受拉构件的尺寸和预 应力以及附属件的滑动阻力。 注注2： 保持弹性和耐久性的限制与使用荷载组合的应力最小和最大值有关。 (2) 可以采取相应的措施（如横向加载用氯丁橡胶衬垫）减小锚固区中的弯曲应力。 7.2 应力极限应力极限 (1) 出于以下方面的考虑，可以规定有关荷载特征组合的限制应力： 在施工阶段和使用阶段，将应力保持在相关设计情形的弹性范围内； 限制应变，以确保防腐措施（即保护层开裂、填料硬化、接缝开裂等）不会受到影响， 并符合疲劳设计中的不确定性； 线性和次线性结构作用反应的承载能力极限状态检验。 (2) 应力限值应与下述断裂强度有关： uk uk m F A = （7.1） 见公式（6.3）。 注注1： 可以在国家附录中规定应力限值fconst和fSLS。施工阶段的应力限制推荐值fconst见表7.1， 使用条件下的应力限制推荐值fSLS见表7.2。 表表 7.1：施工阶段原应力限值：施工阶段原应力限值 Fconst 安装阶段安装阶段 fconst 初始受拉构件安装后仅几个小时内 0.60 uk 其他受拉构件安装后 0.55 uk 注注2：可以按下列公式确定应力限值： 31 0.66 1.50 ukuk const RFRF f = （7.2） 其中，RF= 1.01.10 = 1.10，对于短期情形 RF = 1.01.20 = 1.20，对于长期情形 表表 7.2：使用条件下的限值：使用条件下的限值 fSLS 加载条件加载条件 fSLS 包括弯曲应力的疲劳设计*） 0.50 uk 不包括弯曲应力的疲劳设计 045 uk *） 可以通过采取相关措施降低弯曲应力，见7.1（4）。 注注3： 可以按下列公式确定应力限值： 0.66 1.50 ukuk SLS RFRF f = （7.3） RF =0.91.48 = 1.33，包括弯曲应力 RF =1.01.48 = 1.48，不包括弯曲应力 其中，1.501.48 FQ = 注注4：应力限值fSLS = 0.45uk用于测试，见附录A。 8. 钢索振动钢索振动 8.1 概述概述 (1) 对于暴露在外的钢索，应检查安装期间和安装之后的任何风力振动及其对安全的影响。 (2) 钢索上的空气动力可能来自以下方面： a) 抖振（来自气流中的紊流） b) 涡旋脱落（来自索后面尾流中的冯卡门涡流） c) 驰振（自激励） d) 尾流驰振（邻近索的流体弹性相互作用） e) 风、雨和钢索之间的相互作用 32 注：注： 由于对称性，驰振不可能出现在圆形横截面的钢索上。但当钢索的表面形状由于冰 或灰尘堆积而改变时，也可能出现驰振。c）、d）和e）作用力是钢索运动的一个函 数（反馈），并且会引起气动弹力不稳定，从而导致在临界风速时出现大幅度振动。 由于无法按足够的精确度模拟动力激励原理以进行可靠的预测，因此，应采取相关 措施限制无法预见的振动。 (3) 钢索振动也可能是由作用在结构其他部件上的动力引起的。 注：注： 这种现象通常被称为“参量激励”，并且在拉钢索和结构的固有频率交迭时，这种现 象是形成大幅度振动的原因。 8.2 钢索振动的限制措施钢索振动的限制措施 (1)应通过目检或其他方法监控在钢索支撑结构中由风雨作用引起的过度振动， 从而更准确地确 定其振幅、模态和频率。 (2) 在设计钢索结构时，应在安装前后采取控制振动的措施。 (3) 此类措施包括： a) 钢索表面修正（空气动力外形）； b) 减振装置； c) 稳定钢索（例如配有相应连接件的拉紧钢索）。 8.3 风险评估风险评估 (1) 应在设计中避免由风雨引起的钢索振动；这可能要求使用有纹理的拉索。 (2) 振动风险会随着拉索长度而增大。通常，较短的拉索（低于70m至80m）不会有风险，除 非是在特别不稳定的结构上（外形不佳且柔性的桥面）出现参量谐振。因此，较短钢索不 需要减振装置。 (3) 对于长于80m的拉索，安装减振装置时应采取措施确保临界阻尼比超过0.5%。背跨拉索上 可以不需要减振装置，因为跨距较短，锚具不会出现太大位移。 (4) 应在设计阶段通过认真研究结构和拉索的扭曲模式评估参量谐振风险，同时考虑在各模式 下角频率与锚固位移之间的比值。 (5) 应采取措施避免共振，即拉索的激励频率在结构频率n或2n的20%范围内。若有必要， 可以使用稳定钢索来抵消拉索的模态角频率。 (6) 出于使用者的安全和舒适考虑，应通过反应标准来限制拉索振动的振幅，以便在15m/s的 中等风速下的拉索振动幅度不超过L/500，其中，L指钢索长度。 33 9. 疲劳疲劳 9.1 概述概述 (1) 应通过EN 1991中的疲劳作用和相应的细部结构分类来确定表2.1中暴露等级为3、 4或5的受 拉构件的抗疲劳性。 (2) 钢索系统的疲劳失效通常出现在锚具、转向鞍或夹具上。最好通过测试确定这些部位的结 构细部分类，该测试应能够代表所使用的实际配置，并且能够重现可能出现的任何挠曲效 应或横向应力。应依据EN 1990附录D进行测试评估。 9.2 波动轴向荷载波动轴向荷载 (1) 如果没有进行上述9.1（2）中的测试，则可以分别通过图9.1和表9.1获得疲劳强度曲线和细 部结构分类。 图图 9.1：受拉构件的疲劳强度曲线：受拉构件的疲劳强度曲线 表表 9.1：EN 1993-1-9 中的疲劳强度细部分类中的疲劳强度细部分类 组组 受拉构件受拉构件 细部分类细部分类c N/mm A 1 预应力钢筋 105 B 2 带金属或树脂接头的全封闭盘索 150 3 带金属或树脂接头的螺旋钢绞线 150 C 4 带环氧套管的平行钢绞线 160 5 平行钢绞线束 160 6 平行钢丝束 160 34 注：注： 表9.1中的细部分类是指表2.1中的暴露等级3和4。对于轴向和侧向疲劳作用（表2.1 中的暴露等级5），要求采取其他保护措施，从而将弯曲应力降至最低。 (2) 上述（1）中的分类只有在满足下列条件时才有效： a) 带套管的钢索符合附录A中的基本要求； b) 索、转向鞍和夹具的设计符合第6节中的要求； c) 需要防止钢索的大面积空气动力振动，见第8节； d) 需要采取有效的防腐措施，见第4节。 (3) 有关疲劳评估，参见EN 1993-1-9。 35 附录附录 A 提示性附录提示性附录 受拉构件的产品要求受拉构件的产品要求 A.1 范围范围 (1) 本附录给出了受拉构件的产品需求以及建筑和土木工程中使用的末端要求。 (2) 此类要求应依据预制受拉构件的特定使用条件，包括环境条件和荷载条件。 (3) 包括下列类型的预制受拉构件： A组：拉杆体系，钢筋； C组：平行钢丝束、钢筋束、平行钢绞线束。 A.2 基本要求基本要求 (1) 受拉构件应符合下列标准： 1. 钢索系统及其末端的强度和延性； 2. 由轴向荷载波动引起的抗疲劳性，弯曲应力，由悬链线效应引起的角偏差，风力作用 和安装缺陷； 3. 钢索系统的轴向和弯曲刚度的稳定性（例如通过保证预拉质量来满足） ； 4. 钢索和锚具的防腐； 5. 钢部件之间连接处的抗磨损性。 (2) 受拉构件末端和锚具的设计应符合下列条件： 1. 在屈服之前达到受拉构件的承载能力极限状态，否则可能出现锚具或支撑构件的其他 永久变形； 2. 其抗疲劳性超过构件； 3. 需要配备用来调整构件长度的设备，以符合预载要求、几何公差等； 4. 足够的锚具咬合度，以抵消制造和安装缺陷； 5. 受拉构件可以更换。 (3) 应按照上述要求进行下列活动： 选择合适的钢丝、钢绞线、钢筋和保护涂层； 结合强度、刚度、延性、耐久性和坚固性来选择制造、运输、搬运和安装形式； 末端精确配合质量控制，以确保在用受拉构件的正确对准。 36 (4) 作为质量管理系统的一个组成部分，应通过测试确定与上述要求的一致性。 A.3 材料材料 (1) 所使用的所有材料均应符合相关欧洲技术规范。 (2) 应通过测试证明防腐系统的适用性，包括填料和保护材料的耐久性。 注：注： 测试应证明以下方面： 防侵蚀剂性（化学品、应力腐蚀开裂、UV）； 水密性（钢索弯曲时的挠曲性和耐久性）； 颜色耐久性（若要求）。 A.4 测试要求测试要求 A.4.1 概述概述 (1) 有关钢丝、钢绞线、钢筋和完整受拉构件的下列测试应确保其性能符合要求。 (2) 应通过静态拉伸测试确定Fke和Fuke（见6.2）。若有要求（例如切割长度（见3.4）和结构分 析（见5），则测试应符合结构中钢索的预计应力剖面，以测得所有相关数据。 (3) 为了确定疲劳强度曲线，若有要求，则应在sup = 0.45uk（见7.2（2）条件下按不同的F 值进行典型次数的轴向测试，见表A.4.1。 注：注： 应在荷载控制条件下和非扩展控制条件下进行疲劳测试。 表表A.4.1：疲劳测试要求：疲劳测试要求 测试类型测试类型 破裂测试前的疲劳荷载破裂测试前的疲劳荷载 1 轴向测试 （类型3和4） sup = 0.45uk 与表9.1中给出的c保持一致 = 0 n = 2106次循环 2 轴向和弯曲测试 （分类5） sup = 0.45uk 与表9.1中给出的c保持一致 = 0-10毫弧度 （0-0.7度） n = 2106次循环 37 (4) 如果受拉构件承受疲劳荷载并且根据9.2（2）要求检验了抗疲劳性，则应针对各直径构件 至少进行一次测试。 在sup = 0.45uk和= 1.25c （见表9.1） 的轴向测试中， 应检查在2106 次循环之后的断裂钢丝数量是否小于总数的2%。 在疲劳测试过程中， 不得在锚固材料或锚 固构件中出现失效现象。不得在拉杆中出现失效现象。 (5) 如果套管中索入口处的圆角半径小于30d（见图6.1），则应进行（2）和（3）中所述的测 试，并且受控于圆角半径。 (6) 在疲劳荷载之后， 应将试样加载至断裂状态， 并且最小抗拉力应等于索实际抗拉强度的92% 或索最小极限抗拉强度的95%，以较大者为准。在这种荷载条件下的应变应不小于1.5%。 (7) 根据EN 10138的疲劳测试应在单个受拉构件的样品上的钢绞线、钢丝或钢筋上进行。 A.4.2 主要受拉构件主要受拉构件 A.4.2.1 钢丝钢丝 (1) 应在经批准的试验机中进行镀锌或锌合金钢丝测试。 A.4.2.2 钢绞线钢绞线 (1) 应根据EN 10138进行抗拉强度测试、0.1%允许强度测试和伸长率测试。 A.4.2.3 钢筋钢筋 (1) 应根据EN 10138进行抗拉强度测试、0.1%允许强度测试和伸长率测试。 A.4.3 钢铰线和完整索钢铰线和完整索 (1) 如果使用了不同尺寸的同一类型钢绞线或钢索，则应至少进行3次典型测试。应通过将所 有承载构件连接到钢索进行索测试，应按照与在结构中相同的方式施加测试荷载。 A.4.4 摩擦系数摩擦系数 (1) 如果通过测试确定钢绞线与转向鞍以及夹具等之间的摩擦系数，则应考虑到下列情况： 钢绞线直径上的轴向荷载效应； 由横向预荷载引起的徐变（在填料和锌涂层上）。 (2) 在测试结果评估过程中，应考虑到一个事实，即摩擦可能产生有利影响，也可能产生不利 影响，视所考虑的效应而定。 38 A.4.5 防腐措施防腐措施 A.4.5.1 防水防水 (1) 应通过“加速老化”检验索系统的耐久性，在“加速老化”过程中，可以模拟轴向加载循 环、弯曲和温度。应对钢索整个下端（包括锚固装置、撑管等）的典型部分进行该项测试。 注：注： 可以在国家附录中给出具体的测试说明。 A.4.5.2 防腐屏障防腐屏障 注：注： 可以在国家附录中给出具体的测试说明，例如盐雾测试。 39 附录附录 B 提示性附录提示性附录 运输、储存和搬运运输、储存和搬运 (1) 应以盘卷形式提供螺旋钢绞线和全封闭盘索。 (2) 为使外层钢丝处于层内，卷轴最小直径应不小于全封闭盘索直径的30倍，不小于螺旋钢绞 线索直径的24倍，不小于钢绞线索直径的16倍。 注：注： 最小直径取决于保护体系、储存时间和温度。在低于5条件下打开卷材时，应特别 小心。 (3) 如果索以卷材形式存放，则各卷应适当通风（不直接接触地面），以防止由于潮湿而引起 白锈。 (4) 在安装时，应小心搬运索。要求配备转台，以便在水平方向上打开卷材。 (5) 钢索不应： 在钢索安装之前拆除其附件； 弯曲半径小于30钢索直径； 被拉过锐缘； 既不缠绕也不展开（注意钢索标记线）。 (6) 应监控并检查受拉构件在其使用寿命内是否偏离于设计条件，以及是否存在腐蚀和损坏。 注：注： 可以在国家附录中给出具体的监控和检查说明。 40 附录附录 C 提示性附录提示性附录 术语表术语表 注注：参见EN 12385第2部分。 C.1 A 组产品组产品 拉杆系统拉杆系统 C.2 B 组产品组产品 螺旋钢铰线索螺旋钢铰线索 构造 119 137 161 191 直径ds mm 3至14 6至36 20至40 30至52 钢绞线数 1 1 1 1 每根钢绞线的 钢丝数 19 37 61 91 每根钢绞线的 外部钢丝数 12 18 24 30 标称金属面积 系数C 0.6 0.59 0.58 0.58 断裂力系数K 0.525 0.52 0.51 0.51 41 钢绞线索钢绞线索 构造 619 - CF 619 - CWS 636WS - CF 636 WS- CWR 直径 ds mm 6至40 6至40 6至40 6至40 钢绞 线数 6 6 6 6 每根 钢绞 线的 钢丝 数 18 18 36 36 每根 钢绞 线的 外部 钢丝 数 12 12 14 14 标称 金属 面积 系数 C 0.357 0.414 0.393 0.455 断裂 力系 数K 0.307 0.332 0.329 0.355 42 全封闭盘索全封闭盘索 构造 1层Z形钢丝 2层Z形钢丝 3层Z形钢丝 直径ds mm 20至40 25至50 40至180 ds公差 +5% +5% +5% 标称金属面积系数C 0.636 0.660 0.700 断裂力系数K 0.585 0.607 0.643 注：注：符合 EN 12385-2 的标称金属面积系数和断裂力系数。 C.3 钢丝缆末端接头钢丝缆末端接头 钢绞线末端接头符合钢绞线末端接头符合 EN 13411-4 的金属或树脂套管的金属或树脂套管 开口式粗锌套管 圆柱形套管 带有内螺纹和拉杆 的圆锥形套管 43 带有外螺纹和螺母 的圆柱形套管 带内/外螺纹和螺母 的圆柱形套管 带内螺纹和螺母