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鋼纜的種類和用途
2019/10/07 21:04
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鋼纜的種類和用途

鋼纜種類

鋼纜亦稱鋼索、鋼繩,在軍事工程中較常用"鋼纜"品名,民間一般工地則習慣稱之鋼索。鋼纜是由數條至數十條鋼線(絲)或稱素線,纏繞組織成一股(strand),再由數股纏繞成一條鋼纜。

鋼絲與每股間因纏繞方式不同,會表現出各種不同的特性。鋼絲與鋼絲間是以點狀接觸者稱為交叉撚,呈面狀接觸者稱為平行撚。交叉撚伸長率較低,平行撚耐磨損;以逆時針方向撚成者稱為S撚,反之則為Z撚。不同的撚線方式是為因應不同環境所需,例如橫向牽索在中段會承受到最大重力,當拉伸力度傳導到中段前,交叉撚會在每一個撚結中大量吸收到下墜的重力,強化了鋼纜的橫向支撐。

複合式絞索
鋼線採S撚結合後,再以相反方向的Z撚;纏繞成一股纜線,用6股合一心(6X7)方式扭結成一條鋼索,這種稱為"蘭氏撚"的方式較為緊密,強度較一般鋼纜為高。

以緊密度而言
緊密型(SEAL TYPE)︰分別用不同線徑來做各層的纏繞時,可得較密貼的效果。
華氏型(WARRINGTON TYPE)︰同層間,以不同線徑的鋼絲纏繞,來達到密實效果者。
填充型(FILLER TYPE)︰將同層間較小線徑的鋼絲,改以纖維索(麻芯)填充。
*若將華氏型與緊密型合併,則成為「華氏緊密型」。

鋼纜結構

鋼絲大都經過熱處理冷加工的方法,來達到較高強度。但鋼纜表現出的卻是柔韌且可彎曲性質。主要原因在於鋼絲與鋼絲間,以及每股間的伸縮滑動,所以鋼絲數越多或股數越多者越柔軟,但相對磨損也越快。滑動造成的摩擦會導致鋼纜磨耗,再加上鋼絲間與鋼股間的縫隙,容易造成外界有害物質的滲入,所以鋼絲與鋼股間的潤滑與保護就相當重要。

鋼纜中間並非空心,而是纖維芯或稱麻芯,作為各股線纏繞的中心。一般常見的鋼纜外圍纏繞的股線均為雙數,目的在使組成的鋼纜較接近圓形。麻芯除了保持各股的相對位置外,還充滿了具潤滑和保護作用的油脂。潤滑方面一般是使用石蠟油(紅色)或瀝青(黑色)一類的物質。在鋼纜彎曲或受力伸長時,這些油脂就會因擠壓而向外滲出發揮保護作用。

負載強度

重負載經驗公式︰
斷裂負載=鋼纜直徑的平方/20

例如,20mm直徑的鋼纜,斷裂負載=20*20/20=20噸 也就是大約可以承受到20噸的力量。但要注意的這只是斷裂負載量,一般實務運用時還要再乘上0.5~0.8的安全係數。也就是說20mm直徑的鋼纜 ,一條正常吊掛負荷約 5 噸左右。
 
一條12mm的鋼纜,可以負擔的吊掛荷重大約為1.2噸。檢測時,一條鋼纜只要有5條鋼絲斷掉,這條鋼纜就應該要廢棄了。直徑10mm的鋼纜,以游標卡尺量測時,如果減縮成只有9.3mm的話,這條鋼纜就不能再使用了。如有嚴重鏽蝕或變形等情形更會產生較嚴重的安全顧慮。

不同鋼纜的用途

鋼纜結構包括了中芯、股數、細絲。
01、中芯麻線材富彈性可用以製作一般吊具。鋼芯拉力強,可用在起重吊掛機台。
02、一般不及噸重的吊掛作業,例如洗窗機,使用4股鋼纜是可以承載的。6股鋼纜是一般情況最常用的。電梯起重至少要用到8股鋼纜。
03、鋼線細絲是組成每個股數的最小單位,細絲越多鋼纜會相對較軟,利於機台捲動,例如吊磚機、貨櫃天車等。

材質

鋼索是由退火鋼線製造,鋼纜的整體叫做鋼索,其中心的麻繩稱為麻心,麻心周圍的六股鋼繩叫做鋼股。有些特殊鋼股的鋼芯中心還有麻繩,此麻繩稱為鋼股麻心,組成鋼股的鋼線叫做鋼絲或素線。鋼纜心是合成鋼股的中心位置,其材質普通有麻心、鋼股心及鋼絲繩心三種。

鋼索材質包括了不鏽鋼(白鐵)、鍍鋅、鑄鐵、披覆鋼索( 鋼索外包覆了 PVC , PE , NYLON等塑料材質)。

鍍鋅鋼是在鋼表面電鍍或熱浸鍍上一層鋅,藉由氧化還原電位的方式以鋅來防止鐵的銹蝕。鍍層不會很緻密,空氣和水氣在時間較長後滲入,仍會生鏽。保養時需要刷漆或塗敷油脂。

台灣橋樑工程的管見

2019年10月1日,位於宜蘭蘇澳的「南方澳跨港大橋」忽然崩塌。該橋於1999年興建完成,橋長140公尺,是亞洲第一座雙叉式單拱橋,這種橋全世界只有兩座,其中一座位於西班牙馬德里市、另一座就是南方澳的這一座。

當日新聞一出現,我的直覺"是否吊索出了問題?",我非專業人員,但可用一般粗淺的結構方式和環境因素來看待原因。
首先我們先檢視台灣斷橋事件,30年來已有五件大型橋梁崩塌的驚人事實!

▲1986年11月,台北中興大橋斷裂。
原因︰基樁深度不足,橋墩遭到沖刷而裸露。

▲2000年8月,高屏大橋中段崩塌
原因︰一般認為是因橋墩被暴雨後的溪水沖毀。但據我先前的現地所見,其實是挖砂掏空了橋基,出事前,其中一座橋基已完全裸空,甚至整個橋墩是懸吊在河床上。

▲台中后豐大橋
原因︰2008年9月,橋墩被沖斷。

▲雙園大橋
原因︰2009年8月,被洪水沖毀而崩塌。

▲南方澳大橋
目前正在調查原因。
前四件的狀況都出在橋墩或基樁,除了高屏橋崩塌前的情況;是我親眼所見外,其他三件是否涉及河床採砂問題?較難置評。

至於最近南方澳的斷橋事件,則讓我心中浮起另一層的隱憂觀感,近年來各地競相引進世界最新式的建築工法,有這個必要嗎?或許少不了有點「標新立異,譁眾取寵」的心態吧?政治人物可以藉此一舉打響政績和知名度,但相關技術都已成熟了嗎?

在懸吊式橋梁中,雙叉式單拱橋的穩定度風險;較之"斜張橋"又大了很多。台灣目前已有好幾座斜張橋,斜張橋在計算預力上已夠費事;鋼索與鋼樑或橋塔的連接構造比較複雜;施工中高空作業較多,技術要求較橋墩支撐的橋樑嚴格很多。

單拱橋的整體強度差,抗風穩定性也欠佳。需要極大的兩端錨錠,費用更高,難度更大。當初南方澳決定採行單拱橋方式興建;個人認為本就是個嚴重的錯誤!懸吊式橋樑大多是使用在地形和高度有障礙之處,例如高山河谷,所需橋墩或橋塔立面過高,施工太困難,所需費用過高,才不得已採用懸吊方式。

單拱橋的所有支撐來源都由懸吊的鋼纜完全承載,橋面下的兩端又沒有角拱可以分擔支撐。南方澳在海邊,海風對鋼材的腐蝕性特別顯著,鋼纜如果不是防鏽材質,在保養功夫上是非常費事的。海邊風大對懸吊式橋梁本就是常在的威脅,橋兩頭常有車輛來往,當初設計時不知是否有將車流量預估進去?重型載重車根本就不宜在這種橋梁上行駛,橋下缺乏另外支撐,那些懸垂的鋼纜怎能承受得住?如果檢測保養再馬虎行事,不出狀況都難!

目前幾乎所有新聞都指向"檢測保養"的疏漏,個人以為,從當初興建的觀點到採用的材質恐怕都是問題?!檢討問題須從關鍵處去找出癥結。至於有些人拿倫敦大橋的使用資歷,來和南方澳大橋比較,兩者無論從技術面或結構面看;都完全風馬牛不相干,當個笑話看就行了。

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7樓. BJ周
2019/10/19 22:31

這就是為什麼有些人反核四

他們不是反核能

是反對台灣人蓋核能

只怕還沒發生地震

核四廠自己先塌裂了

6樓. 千汩/(暫離)
2019/10/12 10:18
巴特大哥的腦子空間無限大,就像您的背景宇宙圖一樣
令人嘆為觀止,讚嘆又欣佩
發文的速度比我眼睛還快,好棒呢!讚啦
凡走過必留下痕跡,換過好幾個暱稱,居然有人還記得以前的,也好,格友可憑記憶自選。
以"平行時空"理論說,我們現在看到的一些景物,在另一個時空裡可能早就已被完成。同理,也許另一個時空裡有個人的靈感,剛巧頻道相接,就被我擷取過來了。最近幻彩圖的靈感正在逐漸消失,仍繪成了一張幻彩背景的裸女圖,待我寫累了再換圖墊檔。Fox想 yusheng2019/10/13 00:13回覆
5樓. 月光邊境
2019/10/10 14:21

大哥您怎麼什麼都懂

放任您只在UDN發文真是浪費人才

爛命一條!從小吃穿一干事就得要自己打理。成年後為柴米油鹽;又不得不多學著點好謀生。
人沒老時不喜歡去求人,自己能做ˇ的事;盡量自己動手做。
現在老了,事事都得求人,只剩下一點力氣,三不五時在UDN哎哎叫。 yusheng2019/10/10 17:36回覆
4樓. *Susan*
2019/10/09 22:46

這篇就像研究報告  如實道出了弊端   

台灣的記者 有大哥一半的精神 台灣就有救了!

20年前,編輯在定稿前都會要求記者,要寫揭弊文;就必須寫出關鍵點和可證數據。
後來,廣告也可插入新聞內播放或編排,新聞生態開始大變,媒體一致"向錢看"。
由於記者可以在外拉廣告,為媒體生財,記者掌握主導權後,就讓記者去隨意發揮,進而形成今天可以不負責的"空頭新聞風"。 yusheng2019/10/10 01:07回覆
3樓. 意樵~
2019/10/08 22:46
禍首是政治酬庸

一般大型公共建物,壽命最短也是50年起跳,而那座橋才20年,我不能接受,倒塌的起因在於第6根纜繩斷裂才引發連鎖效應,橋是誰設計的!?

20年前是誰主政發包,已不是重點,重點是後面的檢查和維護。

這事是港務局的主要工作。為什麼3年前已提出維護,沒人做檢修!!

現在人命都損傷了,才在追究!!追究有個鬼用~橋斷了,人都死了!!

國家交在這幫人手裡!!未來的工安仍是岌岌可危!!

馮紀游
(2014及2016年都委託宜蘭的技術學院檢測,均指出本文所示的問題;2017年吳宏謀任港務局長(高雄氣爆及普悠瑪都是他主管的)未再檢測,更未依前兩次的報告整修過。人謀不臧....但反正錯都是別人的,自己官愈做愈大。


塵!! 細細的飄飛每個地方 ~ 緣!! 淡淡的遊移無所不在~
有橋墩或橋塔的大橋,還不致因一條鋼索斷裂就立即倒塌,應會有一段搖晃不穩的前置期。
這種依賴單拱懸吊的橋,只要一條鋼索斷裂,整個橋面的支撐就會失去牽引,而造成全面崩塌。
所以,從橋樑架設方式的選擇,到定期維修都是問題。要安全就必須重建,而且不宜再使用這種工法。 yusheng2019/10/09 11:58回覆
阿謀果然是鬼見愁啊! yusheng2019/10/09 11:58回覆
2樓. 寧靜姐
2019/10/08 15:11
寫的太好了
讚啦
台灣的許多"人禍"大多數是「不敬業」及「不專業」造成的
用這篇文章去比對現場情況,應不難找出問題出在哪裡。反對黨要檢討執政黨弊病,自己就須先做足功課。 yusheng2019/10/08 21:25回覆
1樓. 浮生
2019/10/07 22:47
台灣社會最大的問題就是缺乏深究到底的決心,特別是政府部門受致於黨同伐異,長期以來,都不肯老老實實地面對問題,解決問題,這才是大麻煩啊!
在民主國家,重大弊端通常都是被反對黨給挖出來。台灣現在的反對黨都忙著在挖自己的糗態。 yusheng2019/10/07 22:55回覆
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