CN105755956A - 斜拉桥用新型斜拉索 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜拉桥用新型斜拉索，包括索股，索股包括若干根高强钢丝，在每根高强钢丝外均包覆有铝包层，在所有包覆有铝包层的高强钢丝外包覆有缠包带，在缠包带外包覆有护套层。本发明的有益效果：增强了斜拉索的耐腐蚀性能。

Description

斜拉桥用新型斜拉索

技术领域

本发明涉及斜拉桥的构造结构，具体涉及一种斜拉桥用新型斜拉索。

背景技术

在斜拉桥中，斜拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁，其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥一般设计寿命(或设计基准期)是100年，但斜拉索一般设计使用寿命只能在25～30年。现有技术中，斜拉索包括索股，在索股两端设置有锚具，锚具用于将索股连接到主梁(固定端锚具)以及主塔(张拉端锚具)上，索股中心为镀层钢丝，通常该镀层钢丝均采用镀锌高强钢丝或镀锌铝高强钢丝(其中，镀锌高强钢丝和镀锌铝高强钢丝中的铝含量为4.2～7.2wt％)，因此斜拉索在桥梁使用过程中索股受到锈蚀的速度增快，严重影响到斜拉索的使用寿命，危及桥梁结构的安全，影响桥梁正常性能发挥。那么该解决的问题为：如何增强斜拉索的抗锈蚀能力，以延长斜拉索的使用寿命。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种斜拉桥用新型斜拉索，增强了斜拉索的耐腐蚀性能。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种斜拉桥用新型斜拉索，包括索股，索股包括若干根高强钢丝，在每根高强钢丝外均包覆有铝包层，在所有包覆有铝包层的高强钢丝外包裹有缠包带，在缠包带外包裹有护套层。

优选的是，护套层包括与缠包带紧贴的内层PE护套及包裹于内层PE护套外的外层PE护套，内层PE护套为黑色。

优选的是，内层PE护套的厚度为4～11mm，外层PE护套的厚度为3mm。

优选的是，在护套层外设置有双螺旋线。

优选的是，所述铝包层的厚度为10um。

优选的是，所述索股的截面为正六边形结构或缺正六边形结构。

优选的是，在索股的一端连接有固定端锚具，以连接斜拉桥的主梁；在索股的一端连接有张拉端锚具，以连接斜拉桥的主塔。

优选的是，在固定端锚具与索股的连接处和张拉端锚具与索股的连接处均设置有防水结构。

优选的是，所述防水结构包括薄膜层，薄膜层包裹于固定端锚具与索股的连接处外或张拉端锚具与索股的连接处外，将薄膜层抱紧有环抱机构，环抱机构用于保护薄膜层。

优选的是，环抱机构包括环抱本体；环抱本体由第一抱抓和第二抱抓构成，第一抱抓和第二抱抓均为半圆弧结构且均采用金属弹片制成，第一抱抓的转动端与第二抱抓的转动端转动连接，第一抱抓的自由端环抱在第二抱抓的自由端外；第一抱抓的转动端与第二抱抓的转动端之间的缝隙上封闭有第一胶套；在第一抱抓的自由端安装有能向第一抱抓的自由端延伸的第二胶套，在第二胶套的延伸端上安装有弯勾，在第二抱抓的表面上设置有沟槽，沟槽的侧壁上开设有供弯勾勾住的勾孔；在第一抱抓和第二抱抓外设置有若干个抱箍，以使第一抱抓和第二抱抓将薄膜层抱紧；其中，第一胶套和第二胶套均采用具有弹性的胶材制成。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1)通过在每根高强钢丝外均涂上铝包层，因为铝均有易包覆的性能，因此极易在每根高强钢丝外包覆铝包层，加工工艺简单；

2)通过在每根高强钢丝外均涂上铝包层，由于常温下铝的表面极易被氧化，氧化反应后生成一层致密氧化铝薄膜，阻止内部铝进一步被氧化，故铝的抗腐蚀性较强，从而在PH值为7的环境下，腐蚀速度为0.0062g/h.m²，带有铝包层的高强钢丝的标准盐雾腐蚀速度显著低于镀层钢丝，耐腐蚀性能提高了10倍，同时避免了镀层工艺中钢丝长时间热浸造成的强度损失，使得制造得到的斜拉索有更高的强度，最终使得斜拉索的寿命从20～30年提高到了50年，甚至能够实现在斜拉桥寿命期限内无需更换斜拉索，带来巨大的社会经济效益；

3)再加上，由于铝的密度为2.7g/m³，因此在相同力学性能和相同直径条件下，制造得到的斜拉索的重量会更轻，有效地节约了建桥成本。

附图说明

图1为本斜拉桥用新型斜拉索的结构示意图；

图2为图1中索股1的A-A剖视图；

图3为图1中防水机构安装处的B-B剖视图。

具体实施方式

如图1以及图2所示，本发明提出了一种斜拉桥用新型斜拉索，包括索股1，索股1包括若干根高强钢丝2，在每根高强钢丝2外均包覆有铝包层(图中未示)，在所有包覆有铝包层的高强钢丝2外包裹有缠包带3，在缠包带3外包裹有护套层。

为了既保证护套层的抗腐蚀能力，又使得护套层的表面颜色满足客户的需求，护套层包括与缠包带3紧贴的内层PE护套41及包裹于内层PE护套41外的外层PE护套42，内层PE护套41为黑色，外层PE护套42为彩色。由于黑色的内层PE护套41具有最强的抗腐蚀能力，因此为了保证护套层的抗腐蚀能力，保留了内层PE护套41的存在；然后，再根据客户需要，制造外层PE护套42的需要。

为了既保证内层PE护套41的抗腐蚀能力足够强，又使得外层PE护套42后在长期使用中持久为客户需要的颜色，内层PE护套41的厚度为4～11mm，外层PE护套42的厚度为3mm。为了保证内层PE护套41的抗腐蚀能力足够强，因此内层PE护套41的厚度必须大于等于4mm；同时由于斜拉索的质量受到限制，因此内层PE护套41的厚度必须小于等于11mm；综上，内层PE护套41的厚度为4～11mm。为了使得外层PE护套42后在长期使用中持久为客户需要的颜色，因此外层PE护套42的厚度大于等于3mm；为了不给斜拉索增加负担，同时给内层PE护套41提供足够的厚度，因此外层PE护套42的厚度必须小于等于3mm；综上，外层PE护套42的厚度为3mm。

为了减少斜拉索由于风雨引起的振动，在护套层外设置有双螺旋线5。风雨冲击到索股1上后，由于一般是索股1上的某些点受到冲击力，双螺旋线5的设计，可以使得冲击力迅速分散开来，从而减少振动。

为了既保证铝包层的厚度足够以达到增强抗腐蚀性，又保证涂抹有铝包层的高强钢丝2的强度不受到影响，所述铝包层的厚度为10um。为了保证铝包层的厚度足够以达到增强抗腐蚀性，所述铝包层的厚度大于等于10um，因为常温下铝的表面被氧化，氧化反应后生成一层致密氧化铝薄膜的厚度都有3～5um，虽然3～5um的氧化铝薄膜有阻碍内层铝进一步被氧化的作用，但是内层铝的厚度应该大于等于5um，这样的双从抗腐蚀性能才强，故铝包层的厚度大于等于10um；同时，由于铝的强度远远低于高强钢丝2，那么就要求铝包层的厚度越薄越好，因此为了保证涂抹有铝包层的高强钢丝2的强度不受到影响，铝包层的厚度必须小于等于10um。

所述索股1的截面为正六边形结构或缺正六边形结构。

为了实现索股1在斜拉桥上的安装，在索股1的一端连接有固定端锚具61，以连接斜拉桥的主梁；在索股1的一端连接有张拉端锚具62，以连接斜拉桥的主塔。

如图1所示，为了防止雨水从固定端锚具61与索股1的连接处和张拉端锚具62与索股1的连接处进入，在固定端锚具61与索股1的连接处和张拉端锚具62与索股1的连接处均设置有防水结构7。

如图1及图3所示，由于现有技术中均采用防水帽来雨水从固定端锚具61与索股1的连接处和张拉端锚具62与索股1的连接处进入，但是一旦防水帽损坏以后，防水帽与索股1和锚具均是固定连接，因就必须更换整个斜拉索，造成极大的经济损失，并且更换斜拉索的操作麻烦。为了实现防水帽的可拆卸连接，以实现防水帽受损后的局部更换，所述防水结构7包括薄膜层71，薄膜层71包裹于固定端锚具61与索股1的连接处外或张拉端锚具62与索股1的连接处外，将薄膜层71抱紧有环抱机构，环抱机构用于保护薄膜层71。在安装防水结构7时，首先，用薄膜层71包裹于固定端锚具61与索股1的连接处外或张拉端锚具62与索股1的连接处外，以实现将固定端锚具61与索股1的连接处的缝隙和张拉端锚具62与索股1的连接处的缝隙封闭；然后，使用环抱机构将薄膜层71覆盖，以保护薄膜层71，且第二次密封固定端锚具61与索股1的连接处的缝隙和张拉端锚具62与索股1的连接处的缝隙，实现防水结构7的安装。在防水结构7损坏时，首先，拆开环抱机构；然后拆除薄膜层71。

为了设计既可以拆卸、又可以对固定端锚具61与索股1的连接处的缝隙和张拉端锚具62与索股1的连接处的缝隙进行第二次密封的环抱机构。环抱机构包括环抱本体；环抱本体由第一抱抓721和第二抱抓722构成，第一抱抓721和第二抱抓722均为半圆弧结构且均采用金属弹片制成，第一抱抓721的转动端与第二抱抓722的转动端转动连接，第一抱抓721的自由端环抱在第二抱抓722的自由端外；第一抱抓721的转动端与第二抱抓722的转动端之间的缝隙上封闭有第一胶套723；在第一抱抓721的自由端安装有能向第一抱抓721的自由端延伸的第二胶套724，在第二胶套724的延伸端上安装有弯勾725，在第二抱抓722的表面上设置有沟槽，沟槽的侧壁上开设有供弯勾725勾住的勾孔；在第一抱抓721和第二抱抓722外设置有若干个抱箍726，以使第一抱抓721和第二抱抓722将薄膜层71抱紧；其中，第一胶套723和第二胶套724均采用具有弹性的胶材制成。在安装环抱机构时，首先，转动第一抱抓721和第二抱抓722，以使得第一抱抓721的自由端与第二抱抓722的自由端形成开口，开口可供固定端锚具61、张拉端锚具62和索股1穿过，以将第一抱抓721和第二抱抓722环抱在固定端锚具61与索股1的连接处外或张拉端锚具62与索股1的连接处，此时，由于第一胶套723有弹性，能够在第一抱抓721和第二抱抓722形成任意角度的时候，将第一抱抓721的转动端与第二抱抓722的转动端之间的缝隙封闭；然后，再将第二抱抓722紧贴在固定端锚具61、张拉端锚具62或索股1外，转动第一抱抓721，使得第一抱抓721的自由端覆盖在第二抱抓722的自由端外，以实现第一抱抓721和第二抱抓722的初步安装；再后，拉动位于第一包抓的自由端的第二胶套724，拉动第二胶套724，第二胶套724绕过第一抱抓721的自由端与第二抱抓722的自由端的连接处，使得第二胶套724的延伸端的弯勾725挂在第二抱抓722的沟槽的勾孔内，此时第二胶套724处于绷紧状态，以使得安装后的第一抱抓721和第二抱抓722均紧紧地环抱在薄膜层71外，实现第一抱抓721和第二抱抓722的进一步安装；最后，再拧紧抱箍726，进一步将第一抱抓721和第二抱抓722均紧紧地环抱在薄膜层71外，减轻第二胶套724的绷紧力度，防止第二胶套724长期处于绷紧状态容易损坏，最终实现整个环抱机构的安装。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种斜拉桥用新型斜拉索，包括索股，其特征在于，索股包括若干根高强钢丝，在每根高强钢丝外均包覆有铝包层，在所有包覆有铝包层的高强钢丝外包裹有缠包带，在缠包带外包裹有护套层。

2.根据权利要求1所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，护套层包括与缠包带紧贴的内层PE护套及包裹于内层PE护套外的外层PE护套，内层PE护套为黑色，外层PE护套为彩色。

3.根据权利要求2所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，内层PE护套的厚度为4～11mm，外层PE护套的厚度为3mm。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，在护套层外设置有双螺旋线。

5.根据权利要求1所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，所述高强钢丝的铝包层的厚度为10um。

6.根据权利要求1所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，所述索股的截面为正六边形结构或缺角正六边形结构。

7.根据权利要求1所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，在索股的一端连接有固定端锚具，以连接斜拉桥的主梁；在索股的一端连接有张拉端锚具，以连接斜拉桥的主塔。

8.根据权利要求7所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，在固定端锚具与索股的连接处和张拉端锚具与索股的连接处均设置有防水结构。

9.根据权利要求8所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，所述防水结构包括薄膜层，薄膜层包裹于固定端锚具与索股的连接处外或张拉端锚具与索股的连接处外，将薄膜层抱紧有环抱机构，环抱机构用于保护薄膜层。

10.根据权利要求9所述的斜拉桥用新型斜拉索，其特征在于，环抱机构包括环抱本体；

环抱本体由第一抱抓和第二抱抓构成，第一抱抓和第二抱抓均为半圆弧结构且均采用金属弹片制成，第一抱抓的转动端与第二抱抓的转动端转动连接，第一抱抓的自由端环抱在第二抱抓的自由端外；

第一抱抓的转动端与第二抱抓的转动端之间的缝隙上封闭有第一胶套；

在第一抱抓的自由端安装有能向第一抱抓的自由端延伸的第二胶套，在第二胶套的延伸端上安装有弯勾，在第二抱抓的表面上设置有沟槽，沟槽的侧壁上开设有供弯勾勾住的勾孔；

在第一抱抓和第二抱抓外设置有若干个抱箍，以使第一抱抓和第二抱抓将薄膜层抱紧；

其中，第一胶套和第二胶套均采用具有弹性的胶材制成。