CN105803940A - 悬索桥用新型主缆索股 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种悬索桥用新型主缆索股，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。本发明的有益效果：增强了主缆索股的耐腐蚀性能。

Description

悬索桥用新型主缆索股
技术领域
本发明涉及悬索桥的构造结构，具体涉及一种悬索桥用新型主缆索股。
背景技术
悬索桥以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的主缆索股作为上部结构主要承重构件的桥梁。悬索桥的设计基准期为100年，目前悬索桥主缆索股采用的镀层钢丝是镀锌高强钢丝或镀锌铝高强钢丝(铝含量为4.2～7.2wt％)，经过国内外已建成悬索桥的钢丝腐蚀情况检测，这种材料制成的主缆索股，在大桥使用到20多年后钢丝就出现了腐蚀生锈情况。至今为止，悬索桥的主缆索股是不可更换构件。因此主缆索股钢丝的腐蚀问题严重地危及到悬索桥的安全性。目前随着环境变化越来越复杂，制约悬索桥使用寿命的主缆索股腐蚀退化已构成对桥梁结构耐久性的威胁和挑战，成为大跨径索缆承重桥梁发展与营运中的严峻课题。研发利用防腐性能优越的材料制造出耐久性高的主缆索股是摆在本领域急待解决的课题。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种悬索桥用新型主缆索股，增强了主缆索股的耐腐蚀性能。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种悬索桥用新型主缆索股，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。
优选的是，所述铝包层的厚度等于10um。
优选的是，所述索股的截面为正六边形结构。
优选的是，在索股两端均设置有用于固定索股的锚具。
优选的是，锚具包括锚杯，锚杯上供索股进入的端部为进口端，锚杯上供索股穿出的端部为出口端；在进口端上设置有与锚杯相通的防水筒，在防水筒的端部设置有第一夹紧机构，以将索股的所有高强钢丝合拢夹紧，在出口端上亦设置有注入槽，以通过注入槽向锚杯与各根高强钢丝之间间隙注入锌铜合金；在出口端上设置有第二夹紧机构，以将索股的各根高强钢丝分开夹紧。
优选的是，所述第一夹紧机构包括第一夹块及第二夹块，第一夹块和第二夹块合闭后形成正六边形环状结构，且第一夹块和第二夹块用于将索股的所有高强钢丝合拢夹紧；第一夹块通过若干个第一连接筋固定在防水筒的内壁上；在防水筒的内壁上向防水筒中心延伸有导向筒，在第二夹块的边缘上连接有螺杆，螺杆穿过导向筒和防水筒且与导向筒和防水筒螺纹连接，以通过调节第二夹块与第一夹块开闭。
优选的是，所述第二夹紧机构包括螺纹方式盖在出口端上的端盖，端盖由盖帽以及盖盘构成，盖盘中心开设有安装孔，在安装孔内有一中心环以及若干个分隔环，中心环及所有分隔环均为圆环结构；中心环设置盖盘中心，且通过第二连接筋与盖盘固定；每个分隔环均采用弹性材料制成，分隔环以中心环为中心由内到外均匀分布，在每个分隔环外侧以及中心环外侧上均延伸有分隔柱，每个分隔环内侧均延伸有分隔筒；其中，在中心环与位于最内的分隔环之间以及在两相邻的分隔环之间，分隔筒与分隔柱均成对设置；在每对分隔柱和分隔筒中分隔柱穿入分隔筒中且分隔柱伸入分隔筒内的端部与分隔筒的内底面之间连接有弹簧；每根高强钢丝夹设于相邻两对分隔柱和分隔筒之间；在安装孔内壁上延伸有滑动筒，位于最外的分隔环的分隔柱伸入滑动筒内且能在滑动筒内滑动；最外的分隔环、分隔柱、滑动筒与盖盘之间的缝隙为注入槽。
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包覆铝包层，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包覆铝包层，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，使得制造得到的主缆索股有更高的强度，最终使得主缆索股的寿命从20～30年提高到了50年，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，制造得到的主缆索股的重量会更轻，有效地节约了建桥成本。
附图说明
图1为本悬索桥用新型主缆索股的结构示意图；
图2为图1中索股1的A-A剖视图；
图3为图1中锚具的B向视图；
图4为图1中锚具的C向视图。
具体实施方式
如图1以及图2所示，本发明提出了一种悬索桥用新型主缆索股，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外包覆有缠包带3。
为了既保证铝包层的厚度足够以达到增强抗腐蚀性，又保证包覆有铝包层的高强钢丝2的强度不受到影响，所述铝包层的厚度小于等于10um。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控制在一定范围内，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，铝包层的厚度必须等于10um。
所述索股1的截面为正六边形结构。
如图1所示，为了实现索股的固定，在索股1两端均设置有用于固定索股1的锚具4。
如图1、图3及图4所示，为了实现锚具4与索股1的安装方便，锚具4包括锚杯41，锚杯41上供索股1进入的端部为进口端42，锚杯41上供索股1穿出的端部为出口端43；在进口端42上设置有与锚杯41相通的防水筒49，在防水筒49的端部设置有第一夹紧机构，以将索股1的所有高强钢丝合拢夹紧，在出口端43亦设置有注入槽，以通过注入槽向锚杯41与各根高强钢丝之间间隙注入锌铜合金；在出口端43上设置有第二夹紧机构，以将索股1的各根高强钢丝分开夹紧。为了使得高强钢丝与锚具4连接更加稳固，因此在索股1的两端先设置锚杯41，然后再在锚杯41与高强钢丝之间间隙中灌注锌铜合金，并且高强钢丝在锚杯41内分丝，以使得各根高强钢丝与锌铜合金接触得越充分，锌铜合金凝固以后，高强钢丝与锚具4连接更加稳固。但是在灌注锌铜合金时，既要使得锚杯41与索股1的相对位置不变，以保持制造得到的索股1尺寸符合规定；又要使得高强钢丝在锚杯41内分丝，同时达到两个要求，给灌注带来困难。因此设计第一夹紧机构，以将索股1的所有高强钢丝合拢夹紧，使得锚杯41与索股1的相对位置不变；同时设计第二夹紧机构，使得各根高强钢丝在锚杯41内相互分离，以方便从注入槽向锚杯41内灌注锌铜合金，从而最终给锚具4与索股1的安装带来了方便。
如图3所示，所述第一夹紧机构包括第一夹块51及第二夹块52，第一夹块51和第二夹块52合闭后形成正六边形环状结构，且第一夹块51和第二夹块52用于将索股1的所有高强钢丝合拢夹紧；第一夹块51通过若干个第一连接筋53固定在锚杯41的进口端42上；在进口端42内壁上向进口端42中心延伸有导向筒54，在第二夹块52的边缘上连接有螺杆55，螺杆55穿过导向筒54和锚杯41且与导向筒54和锚杯41螺纹连接，以通过调节第二夹块52与第一夹块51开闭。使用时，首先，拧动螺杆55，是得第二夹块52远离第一夹块51，以方便将合拢的索股1穿过第一夹块51与第二夹块52之间间隙；然后，将锚杯41上的第一夹紧块与锚杯41在索股1上安装的位置对准；最后，拧动螺杆55，使得第一夹紧块与第二紧块之间的距离变小，最终将索股1的所有合拢的高强钢丝恰在第一夹块51与第二夹块52之间，实现了锚杯41与索股1相对位置之间的固定，且第一夹紧结构使用方便、结构简单。
如图4所示，所述第二夹紧机构包括螺纹方式盖在出口端43上的端盖61，端盖61由盖帽以及盖盘构成，盖盘中心开设有安装孔，在安装孔内有一中心环62以及若干个分隔环63，中心环62及所有分隔环63均为圆环结构；中心环62设置盖盘中心，且通过第二连接筋67与盖盘固定；每个分隔环63均采用弹性材料制成，分隔环63以中心环62为中心由内到外均匀分布，在每个分隔环63外侧以及中心环62外侧上均延伸有分隔柱65，每个分隔环63内侧均延伸有分隔筒64；其中，在中心环62与位于最内的分隔环63之间以及在两相邻的分隔环63之间，分隔筒64与分隔柱65均成对设置；在每对分隔柱65和分隔筒64中分隔柱65穿入分隔筒64中且分隔柱65伸入分隔筒64内的端部与分隔筒64的内底面之间连接有弹簧(图中未示)；每根高强钢丝夹设于相邻两对分隔柱65和分隔筒64之间；在安装孔内壁上延伸有滑动筒66，位于最外的分隔环63的分隔柱65伸入滑动筒66内且能在滑动筒66内滑动；最外的分隔环63、分隔柱65、滑动筒66与盖盘之间的缝隙为注入槽。在使用时，首先，旋开端盖61，端盖61与出口端43脱离，以方便将各根高强钢丝穿过；然后，拉动分隔环63，使得相邻两对分隔柱65和分隔筒64之间间隙变大，以方便将各根高强钢丝穿过相邻两对分隔柱65和分隔筒64之间间隙，在弹簧以及分隔环63的弹性回复力下，将高强钢丝在一定程度上钱；最后，拉住高强钢丝，使得端盖61向出口端43移动，以将端盖61与出口端43拧紧，最终实现高强钢丝的分丝，给灌注锌铜合金带来了方便。注入槽的预留，方便了注入锌铜合金。
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 (7)

1.一种悬索桥用新型主缆索股，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覆有缠包带。
2.根据权利要求1所述的悬索桥用新型主缆索股，其特征在于，所述铝包层的厚度等于10um。
3.根据权利要求1所述的悬索桥用新型主缆索股，其特征在于，所述索股的截面为正六边形结构。
4.根据权利要求1所述的悬索桥用新型主缆索股，其特征在于，在索股两端均设置有用于固定索股的锚具。
5.根据权利要求4所述的悬索桥用新型主缆索股，其特征在于，锚具包括锚杯，锚杯上供索股进入的端部为进口端，锚杯上供索股穿出的端部为出口端；
在进口端上设置有与锚杯相通的防水筒，在防水筒的端部设置有第一夹紧机构，以将索股的所有高强钢丝合拢夹紧，在出口端上亦设置有注入槽，以通过注入槽向锚杯与各根高强钢丝之间间隙注入锌铜合金；
在出口端上设置有第二夹紧机构，以将索股的各根高强钢丝分开夹紧。
6.根据权利要求5所述的悬索桥用新型主缆索股，其特征在于，所述第一夹紧机构包括第一夹块及第二夹块，第一夹块和第二夹块合闭后形成正六边形环状结构，且第一夹块和第二夹块用于将索股的所有高强钢丝合拢夹紧；
第一夹块通过若干个第一连接筋固定在防水筒的内壁上；
在防水筒的内壁上向防水筒中心延伸有导向筒，在第二夹块的边缘上连接有螺杆，螺杆穿过导向筒和防水筒且与导向筒和防水筒螺纹连接，以通过调节第二夹块与第一夹块开闭。
7.根据权利要求5所述的悬索桥用新型主缆索股，其特征在于，所述第二夹紧机构包括螺纹方式盖在出口端上的端盖，端盖由盖帽以及盖盘构成，盖盘中心开设有安装孔，在安装孔内有一中心环以及若干个分隔环，中心环及所有分隔环均为圆环结构；
中心环设置盖盘中心，且通过第二连接筋与盖盘固定；
每个分隔环均采用弹性材料制成，分隔环以中心环为中心由内到外均匀分布，在每个分隔环外侧以及中心环外侧上均延伸有分隔柱，每个分隔环内侧均延伸有分隔筒；
其中，在中心环与位于最内的分隔环之间以及在两相邻的分隔环之间，分隔筒与分隔柱均成对设置；在每对分隔柱和分隔筒中分隔柱穿入分隔筒中且分隔柱伸入分隔筒内的端部与分隔筒的内底面之间连接有弹簧；每根高强钢丝夹设于相邻两对分隔柱和分隔筒之间；在安装孔内壁上延伸有滑动筒，位于最外的分隔环的分隔柱伸入滑动筒内且能在滑动筒内滑动；最外的分隔环、分隔柱、滑动筒与盖盘之间的缝隙为注入槽。
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