CN110258331B - 一种自锚式悬索桥全旋转索夹及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锚式悬索桥全旋转索夹及其安装方法，包括：固定索夹组件，固定索夹组件包括相互连接的第一上半部扣件和第一下半部扣件，第一上半部扣件和第一下半部扣件之间通过高强螺栓连接件连接；旋转索夹组件，旋转索夹组件包括相互连接的第二上半部扣件和第二下半部扣件，第二上半部扣件和第二下半部扣件之间通过高强螺栓连接件连接，第二上半部扣件和第二下半部扣件转动连接在固定索夹组件的外壁上；轴承，轴承套设在固定索夹组件和旋转索夹组件之间。本发明解决了自锚式悬索桥三维空间斜主缆、大角度斜吊索的定位精度难题。本发明还提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹安装方法，满足了设计的结构受力状态，大大降低了现场施工难度。

Description

一种自锚式悬索桥全旋转索夹及其安装方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体是涉及一种自锚式悬索桥全旋转索夹及其安装方法。

背景技术

城区中小跨度的自锚式悬索桥，以及自然景区的景观悬索桥，在设计上，更多的考虑其美学效应，因而近年来空间主缆，空间斜向吊索的应用更为广泛。

缆索系统是悬索桥主要的传力构件，它由主缆、索夹、吊索、锚板等构成，通过吊索，将梁上的锚板和索夹连接，将荷载传递至主缆。

这种结构决定了缆索系统在悬索桥的工程中形成点受力，因而在悬索桥的施工中，需要缆索系统上的索夹耳板对正桥面上的吊索连接结构，这样才能使力的传递处在同一直线上(即桥面上的吊索连接结构、索夹耳板上的销孔和主缆处在同一直线上)；否则，桥面上的力经缆索系统的索夹耳板处中转分散后才传递到主缆上，这将导致缆索系统在主缆上产生转角问题，该问题若不能得到良好解决，不仅会使缆索系统的索夹耳板承受较大的不规则受力，而且还会使主缆发生扭曲，进而会影响悬索桥工程的安全性。

由此可见，索夹、吊索、锚板三轴匹配的精度要求高，现有的索夹在悬索桥的工程应用中采用刚性连接的方式，无法自行对正桥面上的吊索连接结构，从而导致其在主缆上的安装难度大，安装效率低，且安装精度不易保证。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术中现有的索夹在悬索桥的工程应用中采用刚性连接的方式，无法自行对正桥面上的吊索连接结构的不足，提供一种自锚式悬索桥全旋转索夹及其安装方法。

本发明提供一种自锚式悬索桥全旋转索夹，包括：

固定索夹组件，固定索夹组件包括相互连接的第一上半部扣件和第一下半部扣件，所述第一上半部扣件和第一下半部扣件组合成中空的圆筒结构，在第一上半部扣件和第一下半部扣件端部的两侧分别设有第一耳板，第一上半部扣件和第一下半部扣件之间通过高强螺栓连接件连接；

旋转索夹组件，旋转索夹组件包括相互连接的第二上半部扣件和第二下半部扣件，所述第二上半部扣件和第二下半部扣件组合成中空的圆筒结构，在第二上半部扣件和第二下半部扣件的两侧分别设有第二耳板，第二上半部扣件和第二下半部扣件之间通过高强螺栓连接件连接，所述第二上半部扣件和第二下半部扣件转动连接在固定索夹组件的外壁上；

轴承，轴承为圆筒形结构，所述轴承套设在固定索夹组件和旋转索夹组件之间。

优选方案：所述轴承为铜合金滑动轴承，轴承为两个半圆筒组成的圆筒形结构，所述轴承紧扣在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件的外壁上，且位于第一上半部扣件和第一下半部扣件端部的第一耳板之间。

优选方案：所述轴承的两个半圆筒的侧壁上开设有若干圆形存储孔，在圆形存储孔内填充有石墨润滑材料。

优选方案：所述两个半圆筒的壁厚为10mm，所述圆形存储孔的直径为10mm，所述圆形存储孔为通孔。

优选方案：所述第二下半部扣件的的外壁上设有索夹耳板，在索夹耳板上开设有销轴孔，所述索夹耳板与第二下半部扣件为一体成型结构。

优选方案：还包括密封件，密封件依次包括氯丁橡胶条、聚硫密封膏层和聚氨酯面漆层。

优选方案：所述第一上半部扣件和第一下半部扣件的外壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽位于第一上半部扣件和第一下半部扣件的两端的耳板之间，所述旋转索夹组件和轴承套设在环形凹槽内。

优选方案：所述高强螺栓连接件包括材质为42CrMo的M27-10.9s级高强螺栓，材质为42CrMo的M27-10H高强螺母，材质为40Cr的d27高强垫圈。

本发明还提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹安装方法，所述方法包括以下步骤：

在主缆钢丝上依次安装固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件，然后在第一耳板上穿入高强螺栓连接件预紧；

安装穿心式张拉千斤顶，由中间向两端对称张拉高强螺栓连接件至设计张拉力，把固定索夹组件固定在主缆钢丝上；

把轴承套设在固定索夹组件上；

在轴承上依次安装旋转索夹组件的第二上半部扣件和第二下半部扣件，然后在第二耳板上穿入高强螺栓连接件预紧；

安装穿心式张拉千斤顶，由中间向两端对称张拉高强螺栓连接件至设计张拉力，把旋转索夹组件固定在轴承上；

在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间填充密封件。

优选方案：在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间填充密封件具体为：

在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间的里层填充氯丁橡胶条，外层涂抹聚硫密封膏，待聚硫密封膏干燥后表面涂刷三层聚氨酯面漆。

在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的一种自锚式悬索桥全旋转索夹及其安装方法，该全旋转索夹采用了固定索夹组件、旋转索夹组件和轴承分体式设计配合在一起形成全旋转索夹，旋转索夹组件能够通过轴承在固定索夹组件上周向自由旋转运动。解决了自锚式悬索桥三维空间斜主缆、大角度斜吊索的定位精度难题。本全旋转索夹实现索夹耳板轴心、吊索轴线、梁体锚板轴线，三轴自适应匹配重合，满足了设计的结构受力状态，大大降低了现场施工难度。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中沿A-A方向的剖视图；

图3为图1中沿B-B方向的剖视图；

图4为本发明实施例的固定索夹组件结构剖视图；

图5为本发明实施例的旋转索夹组件结构剖视图；

图6为本发明实施例的轴承结构剖视图；

图7为本发明实施例的高强螺栓连接件结构示意图。

附图标记：1-固定索夹组件，1a-第一耳板，1b-环形凹槽，1c-企口缝，2-旋转索夹组件，2a-第二耳板，3-轴承，3a-圆形存储孔，3b-石墨润滑材料，4-高强螺栓连接件，4a-强螺栓，4b-高强螺母，4c-高强垫圈，5-密封件，6-销轴孔，7-索夹耳板，8-主缆钢丝。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

参见图1至图3所示，第一方面，本发明提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹，包括：

固定索夹组件1，该固定索夹组件1包括相互连接的第一上半部扣件和第一下半部扣件，第一上半部扣件和第一下半部扣件组合成中空的圆筒结构，固定索夹组件1的内径小于主缆钢丝8的外径，保证固定索夹组件1的第一上半部扣件和第一下半部扣件与主缆钢丝8连接的可靠性和牢固性。在第一上半部扣件和第一下半部扣件端部的两侧分别设有第一耳板1a，在第一耳板1a上开设有多个连接孔。第一上半部扣件和第一下半部扣件之间通过高强螺栓连接件4连接。

第一上半部扣件和第一下半部扣件采用ZG20Mn整体铸造，然后进行机械加工，第一上半部扣件和第一下半部扣件的内表面保持平顺和粗糙度，以增大与主缆钢丝8的摩擦力。第一上半部扣件和第一下半部扣件之间设有相互咬合的企口缝1c，企口缝1c能够增大第一上半部扣件和第一下半部扣件之间的连接强度，防止第一上半部扣件和第一下半部扣件之间发生相对移动。

固定索夹组件1与主缆钢丝8连接时，首先把第一上半部扣件和第一下半部扣件相互扣接在主缆钢丝8上，然后把高强螺栓连接件4穿入第一上半部扣件和第一下半部扣件端部的第一耳板1a的连接孔内。通过锁紧高强螺栓连接件4把第一上半部扣件和第一下半部扣件牢固的扣接在主缆钢丝8上，保证固定索夹组件1与主缆钢丝8可靠、牢固的连接，提供受力点。在第二下半部扣件的的外壁上设有索夹耳板7，在索夹耳板7上开设有销轴孔6，索夹耳板7与第二下半部扣件为一体成型结构。

旋转索夹组件2，该旋转索夹组件2包括相互连接的第二上半部扣件和第二下半部扣件，第二上半部扣件和第二下半部扣件组合成中空的圆筒结构。在第二上半部扣件和第二下半部扣件的两侧分别设有第二耳板2a，第二上半部扣件和第二下半部扣件之间通过高强螺栓连接件4连接。旋转索夹组件2的第二上半部扣件和第二下半部扣件转动连接在固定索夹组件的外壁上。第二上半部扣件和第二下半部扣件采用ZG20Mn整体铸造，然后进行机械加工，第二上半部扣件和第二下半部扣件的内表面保持光洁度，以减少摩擦系数，便于旋转索夹组件2自由转动。

轴承3，轴承3为圆筒形结构，该轴承3套设在固定索夹组件1和旋转索夹组件2之间，固定索夹组件1、旋转索夹组件2和轴承3位于同一轴线上。在旋转索夹组件2内衬轴承3，旋转索夹组件2可在索股法线平面内的360°周向自由转动。

工作原理

本发明的一种自锚式悬索桥全旋转索夹，该全旋转索夹采用了固定索夹组件1、旋转索夹组件2和轴承3分体式设计配合在一起形成全旋转索夹。旋转索夹组件2能够通过轴承3在固定索夹组件1上周向自由旋转运动。全旋转索夹受到吊索拉力后，通过轴承3和旋转索夹组件2之间的相对转动，自动适应转动至索夹耳板轴心、吊索轴线、梁体锚板轴线同轴心，受力更加合理。解决了自锚式悬索桥三维空间斜主缆、大角度斜吊索的定位精度难题。本全旋转索夹实现索夹耳板轴心、吊索轴线、梁体锚板轴线，三轴自适应匹配重合，满足了设计的结构受力状态，大大降低了现场施工难度。

实施例2

参见图6所示，第二方面，本发明提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹，该实施例与实施例1相比区别在于：轴承3为铜合金滑动轴承，具有强度高、耐磨性好、耐腐蚀、使用寿命长等的特点。轴承3为两个半圆筒组成的圆筒形结构。轴承3的内圆紧扣在固定索夹组件1的第一上半部扣件和第一下半部扣件的外壁上，且位于第一上半部扣件和第一下半部扣件端部的第一耳板1a之间。

轴承3采用机械加工，确报轴承3表面光滑，在轴承3的两个半圆筒的侧壁上开设有若干圆形存储孔3a，在圆形存储孔3a内填充有石墨润滑材料3b。轴承3的两个半圆筒的壁厚为10mm，圆形存储孔的直径为10mm，圆形存储孔3a为通孔。在圆形存储孔3a内填充有石墨润滑材料3b，本轴承3具有自润滑性，减少轴承3与固定索夹组件1和旋转索夹组件2之间的摩擦力。减轻旋转索夹组件2相对于轴承3和/或固定索夹组件1转动的阻力。

实施例3

参见图1至图3所示，第三方面，本发明提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹，该实施例与实施例1相比区别在于：还包括密封件5，密封件依次包括氯丁橡胶条、聚硫密封膏层和聚氨酯面漆层。密封件5对固定索夹组件1和旋转索夹组件2的缝隙进行密封处理，防止雨水、大气等腐蚀主缆钢丝8，保证结构安全。

实施例4

参见图4所示，第四方面，本发明提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹，该实施例与实施例1相比区别在于：固定索夹组件1的第一上半部扣件和第一下半部扣件的外壁上设有环形凹槽1b，环形凹槽1b位于第一上半部扣件和第一下半部扣件的两端的耳板1a之间。环形凹槽1b的长度与轴承3和旋转索夹组件2的相适配，环形凹槽1b的表面应保证光滑，旋转索夹组件2和轴承3套设在环形凹槽1b内，旋转索夹组件2能够在环形凹槽1b内自由转动。旋转索夹组件2和轴承3被限位在环形凹槽1b内，防止旋转索夹组件2和轴承3沿固定索夹组件1的轴向方向发生位移。

实施例5

参见图7所示，第五方面，本发明提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹，该实施例与实施例1相比区别在于：高强螺栓连接件4包括材质为42CrMo的M27-10.9s级高强螺栓4a，材质为42CrMo的M27-10H高强螺母4b，材质为40Cr的d27高强垫圈4c。本高强螺栓连接件4在紧固固定索夹组件1和旋转索夹组件2时，采用专业穿心式千斤顶张拉，单根高强螺栓连接件4的紧固力为30t，高强螺栓连接件4是固定索夹组件1和旋转索夹组件2的锁紧部件，保证结构安全。

实施例6

本发明的第六方面提供了一种自锚式悬索桥全旋转索夹安装方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：人工清洁主缆钢丝8表面的油污、灰尘、异物等杂物；

步骤2：在主缆钢丝8上依次安装固定索夹组件1的第一上半部扣件和第一下半部扣件，然后在第一耳板1a上穿入高强螺栓连接件4，人工通过电动扳手或扭矩扳手预紧；

步骤3：安装4台穿心式张拉千斤顶、油泵和油表，由中间向两端对称张拉高强螺栓连接件4至设计张拉力，把固定索夹组件1固定在主缆钢丝8上；采用穿心式张拉千斤顶张拉安装高强螺栓连接件4不仅效率高，而且能够按照设计的紧固力来锁紧主缆钢丝8，防止由于紧固力不够产生的固定索夹组件1在锁紧主缆钢丝8上滑移；

步骤4：人工清洁固定索夹组件1中部的表面杂物，把轴承3套设在固定索夹组件1上；

步骤5：在轴:3上依次安装旋转索夹组件2的第二上半部扣件和第二下半部扣件，然后在第二耳板2a上穿入高强螺栓连接件4，人工通过电动扳手或扭矩扳手预紧；

步骤6：安装4台穿心式张拉千斤顶、油泵和油表，由中间向两端对称张拉高强螺栓连接件4至设计张拉力，把旋转索夹组件2固定在轴承3上；采用穿心式张拉千斤顶张拉安装高强螺栓连接件4不仅效率高，而且能够按照设计的紧固力把旋转索夹组件2固定在轴承3上，防止由于紧固力不够产生的旋转索夹组件2在轴承3上发生松动；

步骤7：在固定索夹组件1的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间填充密封件5，密封件5对固定索夹组件1的缝隙进行密封处理，防止雨水、大气等腐蚀主缆钢丝8，保证结构安全。

优选实施例方案：

在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间填充密封件具体为：

在固定索夹组件1的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间的里层填充氯丁橡胶条，外层涂抹聚硫密封膏，待聚硫密封膏干燥后表面涂刷三层聚氨酯面漆。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种自锚式悬索桥全旋转索夹，其特征在于，包括：

固定索夹组件，固定索夹组件包括相互连接的第一上半部扣件和第一下半部扣件，所述第一上半部扣件和第一下半部扣件组合成中空的圆筒结构，在第一上半部扣件和第一下半部扣件端部的两侧分别设有第一耳板，第一上半部扣件和第一下半部扣件之间通过高强螺栓连接件连接；

旋转索夹组件，旋转索夹组件包括相互连接的第二上半部扣件和第二下半部扣件，所述第二上半部扣件和第二下半部扣件组合成中空的圆筒结构，在第二上半部扣件和第二下半部扣件的两侧分别设有第二耳板，第二上半部扣件和第二下半部扣件之间通过高强螺栓连接件连接，所述第二上半部扣件和第二下半部扣件转动连接在固定索夹组件的外壁上；

轴承，轴承为圆筒形结构，所述轴承套设在固定索夹组件和旋转索夹组件之间；

所述轴承为铜合金滑动轴承，轴承为两个半圆筒组成的圆筒形结构，所述轴承紧扣在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件的外壁上，且位于第一上半部扣件和第一下半部扣件端部的第一耳板之间。

2.如权利要求1所述的一种自锚式悬索桥全旋转索夹，其特征在于：

所述轴承的两个半圆筒的侧壁上开设有若干圆形存储孔，在圆形存储孔内填充有石墨润滑材料。

3.如权利要求2所述的一种自锚式悬索桥全旋转索夹，其特征在于：

所述两个半圆筒的壁厚为10mm，所述圆形存储孔的直径为10mm，所述圆形存储孔为通孔。

4.如权利要求1所述的一种自锚式悬索桥全旋转索夹，其特征在于：

所述第二下半部扣件的外壁上设有索夹耳板，在索夹耳板上开设有销轴孔，所述索夹耳板与第二下半部扣件为一体成型结构。

5.如权利要求1所述的一种自锚式悬索桥全旋转索夹，其特征在于：

还包括密封件，密封件依次包括氯丁橡胶条、聚硫密封膏层和聚氨酯面漆层。

6.如权利要求1所述的一种自锚式悬索桥全旋转索夹，其特征在于：

所述第一上半部扣件和第一下半部扣件的外壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽位于第一上半部扣件和第一下半部扣件的两端的耳板之间，所述旋转索夹组件和轴承套设在环形凹槽内。

7.如权利要求1所述的一种自锚式悬索桥全旋转索夹，其特征在于：

所述高强螺栓连接件包括材质为42CrMo的M27-10.9s级高强螺栓，材质为42CrMo的M27-10H高强螺母，材质为40Cr的d27高强垫圈。

8.一种自锚式悬索桥全旋转索夹安装方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在主缆钢丝上依次安装固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件，然后在第一耳板上穿入高强螺栓连接件预紧；

安装穿心式张拉千斤顶，由中间向两端对称张拉高强螺栓连接件至设计张拉力，把固定索夹组件固定在主缆钢丝上；

把轴承套设在固定索夹组件上；

在轴承上依次安装旋转索夹组件的第二上半部扣件和第二下半部扣件，然后在第二耳板上穿入高强螺栓连接件预紧；

安装穿心式张拉千斤顶，由中间向两端对称张拉高强螺栓连接件至设计张拉力，把旋转索夹组件固定在轴承上；

在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间填充密封件。

9.如权利要求8所述的一种自锚式悬索桥全旋转索夹安装方法，其特征在于：

在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间填充密封件具体为：

在固定索夹组件的第一上半部扣件和第一下半部扣件之间的里层填充氯丁橡胶条，外层涂抹聚硫密封膏，待聚硫密封膏干燥后表面涂刷三层聚氨酯面漆。