CN109944158A - 一种斜拉索梁端密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种斜拉索梁端密封结构，包括梁端锚具、梁端预埋管、防水罩和护套管，梁端锚具设置在梁端预埋管内部，防水罩设置在梁端预埋管的管口，斜拉索的梁端钢丝束展开分丝锚固在梁端锚具内，斜拉索依次穿过梁端预埋管、防水罩并伸入护套管内，防水罩与外套管之间还设置有连接器，梁端预埋管内部设置有护套管，斜拉索从护套管内部穿过，护套管经连接器直接连通外套管，护套管外壁与梁端预埋管内壁之间的环形间隙与护套管内部相互隔离。通过护套管对预埋管内的钢丝束构成内隔离，即使预埋管内进水或积水，也能有效保护锚具内部的钢丝或钢绞线免受腐蚀，密封时效长。

Description

一种斜拉索梁端密封结构

技术领域

本发明属于桥梁或建筑斜拉索结构技术领域，具体涉及一种斜拉索的梁端密封结构。

背景技术

缆索支撑型桥梁发展迅速，尤以斜拉桥和拱桥的数量增速最快。斜拉桥和拱桥结构中，拉索是最关键的受力构件，其耐久性能的好坏，直接影响到桥梁整体的使用寿命和运行安全。由于拉索一般布置在梁体外部，长期处在较高应力状态下，受温度、湿度和侵蚀性介质作用拉索容易受到腐蚀，因此必须对拉索做好防腐保护。

钢绞线斜拉索一般由多根平行钢绞线组成的钢绞线束、套在钢绞线束外的护套管、以及锚固钢绞线束的两端锚具(梁端锚固、塔端锚固)组成，见图1。为实现钢绞线单根可更换的目的，各根钢绞线平行独立依次穿过锚具密封筒上设置的分丝板、锚板锥孔，并各自独立用夹片锚固在锚板锥孔内。为防止水分和腐蚀介质沿钢绞线与分丝板的间隙进入锚具内部而腐蚀钢绞线，一般在密封筒内的分丝板间还设置密封装置，并且在斜拉索张拉调索完毕后在密封筒内灌注防腐材料。

斜拉索运营过程中，长期处于较高应力状态，在环境以及振动的共同作用下，密封装置可能会产生失效，导致水分和腐蚀介质沿钢绞线与密封装置的间隙进入锚具内部，导致钢绞线产生锈蚀，影响拉索的使用寿命。尤其在梁端，振动导致预埋管、防水罩、外套管之间的密封连接出现松动，产生间隙，水分可能会进入梁端预埋管，如预埋管排水不畅，将使锚具长期处于湿润环境，对锚具结构、钢绞线产生锈蚀，缩短拉索的使用寿命。同时位于梁端预埋管内的拉索和锚具的服役状况很难进行检查和维护，因此有必要对斜拉索的梁端结构进行改进，及时排出预埋管内积水，避免水分进入到锚具内部造成钢绞线锈蚀，提高拉索的使用寿命、确保桥梁安全。

公告号CN103741600B公开了一种斜拉索梁端防水帽，该防水帽设置在防水罩和索体的过渡位置，防水帽与索体设置有两道密封圈，防水帽和防水罩的重合部位设置有密封圈，通过三道密封圈放线来增加密封效果。该结构简单，短时间效果显著，长时间由于振动的影响会使密封失效，维护周期短。

公告号CN103174092B公开了一种可充入干空气的拉索结构及其实现方法，通过向索体内充入干空气将索体内水分排出。存在结构复杂，维护成本高的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术提供一种新型斜拉索梁端密封结构，进一步隔绝斜拉索索体，提高梁端斜拉索密封结构的密封性能，方便安装。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种斜拉索梁端密封结构，包括梁端锚具、梁端预埋管、防水罩和护套管，所述梁端锚具设置在梁端预埋管内部，防水罩设置在梁端预埋管的管口，斜拉索的梁端钢丝束展开分丝锚固在梁端锚具内，斜拉索依次穿过梁端预埋管、防水罩并伸入护套管内，所述防水罩与外套管之间还设置有连接器，所述梁端预埋管内部设置有护套管，斜拉索从护套管内部穿过，护套管经连接器直接连通外套管，护套管外壁与梁端预埋管内壁之间的环形间隙与护套管内部相互隔离。

优选地，所述护套管的下端与梁端锚具密封连接。

优选地，所述护套管和梁端锚具构成螺纹副，在螺纹副的连接深部设置有密封圈。

优选地，所述护套管和梁端锚具构成法兰副，在法兰副的连接处设置有密封垫。

进一步地，所述连接器具有上端管、下端管，上端管与外套管连接，下端管与防水罩连接，下端管内周壁成型为环形止口，所述环形止口、上端管、下端管的中心轴重合，护套管的上端自由伸入该环形止口内。

优选地，所述上端管与外套管构成螺纹副，上端管的外管壁上成型有台阶，在上端管与外套管螺接到位后，上端管的台阶与外套管的端面相抵。

优选地，所述下端管与防水罩构成螺纹副，下端管的内管壁成型有台阶，在下端管与防水罩螺接到位后，下端管的台阶与防水罩的端面相抵。

优选地，所述环形止口的内壁直径小于护套管的内壁直径，所述环形止口的外壁直径大于护套管的外壁直径，护套管的上端伸入环形止口内，并可自由轴向伸缩。当护套管受到振动或热胀热缩的原因导致长度变化时，其自由端可在环形止口内自由伸缩，避免护套管的自身应力增加，造成密封结构失效。

较合理的设置是，所述护套管由两段以上的多个护套管单元拼接而成。例如当需要为索体安装内置式减震器时，采用两护套管单元拼接，则非常方便在一个护套管单元的端部进行安装。

优选地，相邻护套管单元之间密封连接：相邻护套管单元构成螺纹副，在螺纹副的连接深部设置有密封圈；或者相邻护套管单元构成法兰副，在法兰副的连接处设置有密封垫。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过在预埋管内设置护套管，通过护套管对梁端斜拉索的钢丝束构成内隔离，即使预埋管内进水或积水，也能防止水分沿锚具与钢绞线之间的间隙进入锚具内部，并将水分与护套管内的钢丝束隔离开来，保护锚具内部的钢丝或钢绞线免受腐蚀。

本申请设置的连接器，保证密封连接的前提下，与护套管无刚性连接，护套管有一定幅度的活动空间，避免了护套管产生应力波动，从而避免了因应力波动导致护套管与梁端锚具的密封结构失效。延长了梁端密封结构的时效。

另外，由于护套管和预埋管、防水罩是内外穿套的结构，本申请设计的连接器与护套管和防水罩的配合关系也便于安装和拆卸。

附图说明

图1为现有钢绞线斜拉索的梁端密封结构示意图；

图2为本发明实施例一中钢绞线斜拉索有内置式减振器的梁端密封结构示意图；

图3为本发明实施例二中钢绞线斜拉索无内置式减振器的梁端密封结构示意图；

图4为本发明实施例一中护套管Ⅰ下端与锚具的螺纹连接示意图；

图5为本发明实施例一中护套管Ⅰ下端与锚具的法兰连接示意图；

图6为本发明实施例一中护套管Ⅰ与护套管Ⅱ间的螺纹连接方式示意图；

图7为本发明实施例一中护套管Ⅰ上端与护套管Ⅱ下端的法兰连接示意图；

图8为本发明防水罩、护套管、连接器及外套管的连接方式示意图。

图9为连接器的结构示意图。

图中：1—梁端锚具，2—梁端预埋管，3—护套管Ⅰ，4—护套管Ⅱ，5—钢丝束，6 —内置式减振器，7—防水罩，8—连接器，9—外套管；31—螺纹副，32—密封圈，33—法兰副，34—密封垫，35—螺栓组件；41—螺纹副，42—密封圈，43—法兰副， 44—密封垫，45—螺栓组件；81—下端管，82—环形止口，83—下端管。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

如图2所示，一种可防止水分进入锚具内的钢绞线斜拉索梁端密封结构，包括梁端锚具1，梁端预埋管2，护套管Ⅰ3，护套管Ⅱ4，钢绞线束5，内置式减振器6，防水罩 7，连接器8和外套管9。梁端锚具1设置在梁端预埋管2内部，防水罩7设置在梁端预埋管2的管口，连接器8设置在防水罩7的上端，连接器8与外套管9密封连接，护套管Ⅰ3、护套管Ⅱ4拼接设置在梁端预埋管内部。斜拉索的梁端钢丝束展开分丝锚固在梁端锚具1内，斜拉索索体依次穿过护套管Ⅰ3，护套管Ⅱ4、防水罩7、连接器8并伸入护套管9内。

护套管Ⅰ3的下端与锚具1的前端密封连接，护套管Ⅱ4的下端与护套管Ⅰ3的上端连接，护套管Ⅱ4的上端自由，并自由伸入连接器8内壁的环向止口82内，如图2和图8所示。内置式减振器6安装在钢丝束5外的护套管Ⅱ4和预埋管2之间。防水罩7的大端套在预埋管2上。连接器8的两端分别与防水罩7和外套管9相连接。

护套管Ⅰ3的内径大于钢绞线束5的外径，且小于梁端预埋管2的内径。

护套管Ⅱ4的内径大于护套管Ⅰ3的外径，且小于梁端预埋管2的内径。

护套管Ⅰ3的上端不露出预埋管2，且距预埋管口的距离为50—500mm。

防水罩7的大端内径大于预埋管2的外径，并套在预埋管2上；防水罩7的小端内径稍大于护套管Ⅱ4的外径；防水罩7的小端与连接器8通过下端管81螺纹连接，并在螺纹深部设置密封圈。

如图4所示，护套管Ⅰ3的下端与锚具1之间可以采用螺纹副31连接，并在护套管Ⅰ3的螺纹深处设置密封圈32。如图5所示，所述护套管Ⅰ3的下端与锚具1之间可以采用法兰副33连接，且在两法兰之间设置密封垫34，并用螺栓组件35连接固定。

如图6所示，护套管Ⅱ4的下端与护套管Ⅰ3的上端之间可以采用螺纹副41连接，并在护套管Ⅱ4的螺纹处设置密封圈42。如图7所示，护套管Ⅱ4的下端与护套管Ⅰ3 的上端之间可以采用法兰副43连接，且在两法兰之间设置密封垫44，并用螺栓组件45 连接固定；

如图8和图9所示，连接器8的下端管81内壁设正旋(或反旋)内螺纹，与防水罩7小端的正旋(或反旋)外螺纹连接；连接器8的上端管83设反旋(或正旋)外螺纹，与外套管9的反旋(或正旋)内螺纹连接。

本实施例的护套管Ⅰ3和护套管Ⅱ4为不锈钢管、涂塑复合管或HDPE管；连接器 8的材料为不锈钢或热镀锌件或HDPE。

实施例二

如图3和图8所示，一种可防止水分进入锚具内的钢绞线斜拉索梁端密封结构，包括梁端锚具1，梁端预埋管2，护套管Ⅰ3，钢绞线束5，防水罩7，连接器8和外套管9。梁端锚具1设置在梁端预埋管2内部，防水罩7设置在梁端预埋管2的管口，连接器8 设置在防水罩7的上端，连接器8与外套管9密封连接，护套管Ⅰ3设置在梁端预埋管 2内部。斜拉索的梁端钢丝束展开分丝锚固在梁端锚具1内，斜拉索索体依次穿过护套管Ⅰ3、防水罩7、连接器8并伸入护套管9内。

护套管Ⅰ3的下端与梁端锚具1的前端连接，护套管Ⅰ3的上端自由并伸入连接器8内壁的止口内。防水罩7的大端套在梁端预埋管2上，二者螺纹副连接。连接器8的两端分别与防水罩7和外套管9相连接，且防水罩7、连接器8、外套管9贯通。

护套管Ⅰ3的内径大于钢绞线束5的外径，且小于梁端预埋管2的内径；防水罩7 的大端内径大于预埋管2的外径，并套在预埋管2上；防水罩7的小端内径稍大于护套管Ⅰ3的外径；防水罩7的小端与连接器8通过下端管81构成螺纹副。

如图4所示，护套管Ⅰ3的下端与梁端锚具1之间可以采用螺纹副31连接，并在护套管Ⅰ3的螺纹处设置密封圈32护套管Ⅰ3的下端与锚具1之间可以采用法兰副33连接，且在两法兰之间设置密封垫34，并用螺栓组件35连接固定；

如图8和图9所示，连接器8的下端管81内壁设正旋(或反旋)内螺纹，与防水罩7小端的正旋(或反旋)外螺纹连接；连接器8的上端管83设反旋(或正旋)外螺纹，与外套管9的反旋(或正旋)内螺纹连接。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜拉索梁端密封结构，包括梁端锚具(1)、梁端预埋管(2)、防水罩(7)和护套管(9)，所述梁端锚具(1)设置在梁端预埋管(2)内部，防水罩(7)设置在梁端预埋管(2)的管口，斜拉索的梁端钢丝束展开分丝锚固在梁端锚具(1)内，斜拉索依次穿过梁端预埋管(2)、防水罩(7)并伸入护套管(9)内，其特征在于：所述防水罩(7)与外套管(9)之间还设置有连接器(8)，所述梁端预埋管(2)内部设置有护套管，斜拉索从护套管内部穿过，护套管经连接器(8)直接连通外套管(9)，护套管外壁与梁端预埋管(2)内壁之间的环形间隙与护套管内部相互隔离。

2.根据权利要求1所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述护套管的下端与梁端锚具(1)密封连接。

3.根据权利要求2所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述护套管和梁端锚具(1)构成螺纹副，在螺纹副的连接深部设置有密封圈(32)。

4.根据权利要求2所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述护套管和梁端锚具(1)构成法兰副，在法兰副的连接处设置有密封垫(34)。

5.根据权利要求1所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述连接器(8)具有上端管(83)、下端管(82)，上端管(83)与外套管(9)连接，下端管(81)与防水罩(7)连接，下端管内周壁成型为环形止口(82)，所述环形止口(82)、上端管、下端管的中心轴重合，护套管的上端自由伸入该环形止口内。

6.根据权利要求5所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述上端管(83)与外套管(9)构成螺纹副，上端管(83)的外管壁上成型有台阶，在上端管(83)与外套管(9)螺接到位后，上端管(83)的台阶与外套管(9)的端面相抵。

7.根据权利要求5所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述下端管(82)与防水罩(7)构成螺纹副，下端管(82)的内管壁成型有台阶，在下端管(83)与防水罩(7)螺接到位后，下端管(82)的台阶与防水罩(7)的端面相抵。

8.根据权利要求5所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述环形止口(82)的内壁直径小于护套管的内壁直径，所述环形止口(82)的外壁直径大于护套管的外壁直径，护套管的上端伸入环形止口(82)内，并可自由轴向伸缩。

9.根据权利要求1所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：所述护套管由两段以上的多个护套管单元拼接而成。

10.根据权利要求9所述的斜拉索梁端密封结构，其特征在于：相邻护套管单元之间密封连接：相邻护套管单元构成螺纹副，在螺纹副的连接深部设置有密封圈；或者相邻护套管单元构成法兰副，在法兰副的连接处设置有密封垫。