CN113235428A - 一种桥梁主缆结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁主缆结构，包括护套管、设置在护套管内的若干缆索、具有干空气输出口的干空气制备站，在护套管内还设有至少一根通气管，通气管一端与所述干空气输出口相连接，通气管另一端由护套管一端延伸至护套管另一端，并贯通另一端的护套管，位于护套管内的通气管侧壁上间隔地设有若干出气孔。本发明可显著地提升主缆的除湿效率，避免主缆的缆索出现锈蚀现象，进而提升主缆的耐久性和可靠性。

Description

一种桥梁主缆结构

技术领域

本发明涉及桥梁建造技术领域，具体涉及一种桥梁主缆结构。

背景技术

随着经济的飞速发展，全世界的桥梁建设成绩也有了很大的飞跃，其中的斜拉桥、悬索桥建造数量在迅速增加。我们知道，在斜拉桥、悬索桥上都需要用到主缆，主缆构成了此类桥梁最主要的承力构件，在桥梁的长期使用过程中，主缆不可更换，因此，主缆的可靠性对桥梁安全运营至关重要。

现有的主缆通常包括护套管、设置在护套管内的若干股缆索。由于桥梁主缆通常暴露在空气中，因此，护套管虽然可一定程度上避免缆索的“日晒雨淋”，但是却无法避免缆索因受潮而生锈腐蚀，而一旦缆索出现生锈腐蚀现象，会对缆索可靠性及耐久性产生极为不利的影响。

为了避免缆索因受潮而锈蚀，人们通常是在主缆的护套管上间隔地设置若干进气口，一根气管的一端沿主缆延伸设置，并与各进气口相连接，气管的另一端与干空气制备站的干空气输出端相连接，干空气制备站通过气泵、气管向护套管内源源不断地输出干燥的空气，以便对主缆内部的缆索起到除湿作用，避免缆索出现锈蚀。

但是主缆的上述除湿防锈方法存在如下技术缺陷：首先，由于护套管内充满了缆索，也就是说，护套管内让干空气流通的空间极为有限，因此，干空气在护套管内的流动比较困难，尤其是，在多股缆索的内部中心地带，外部的干空气难以进入，因而会影响除湿效果。其次，优弧护套管是一个基本封闭的管子，因此，当干空气进入护套管内时，不能与护套管内的潮湿空气形成互换。也就是说，进入护套管内的干空气只是“稀释”了护套管内的潮湿空气，因此，干空气的除湿时间长、除湿效率低下。当遇到连续阴雨天气时，缆索仍然可能因不能及时除湿而产生锈蚀。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种桥梁主缆结构，可显著地提升主缆的除湿效率，避免主缆的缆索出现锈蚀现象，进而提升主缆的耐久性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种桥梁主缆结构，包括护套管、设置在护套管内的若干缆索、具有干空气输出口的干空气制备站，在护套管内还设有至少一根通气管，通气管一端与所述干空气输出口相连接，通气管另一端由护套管一端延伸至护套管另一端，并贯通另一端的护套管，位于护套管内的通气管侧壁上间隔地设有若干出气孔。

本发明在护套管内设置至少一根与干空气制备站相连的通气管，并在通气管上设置出气孔。这样，由干空气制备站输出的干燥空气，可通过通气管、出气孔进入护套管内，对护套管内的缆索进行除湿处理。

可以理解的是，我们可通过合理地设置出气孔的数量和间距，确保护套管内的缆索可得到充分的除湿，以避免缆索出现锈蚀现象。

此外，由于干空气主要是通过通气管在护套管内沿轴向流动的，因此，可显著地降低干空气的流动阻力，进而降低干空气制备站的功耗。

作为优选，所述通气管包括1根沿轴线延伸的第一通气管、4-6根围绕第一通气管在周向上均匀布置的第二通气管，第二通气管与第一通气管的距离为a，护套管的半径为r，并且3/5≤a/r≤4/5。

我们知道，护套管内的钢丝绳缆索是密实排列的，本发明在护套管内设置位于中心位置的一根第一通气管、若干围绕第一通气管的第二通气管。因此，通气管所输出的干空气可对密实排列的缆索内部进行充分的除湿干燥处理。

特别是，本发明使第二通气管与第一通气管的距离a、护套管的半径r之间形成如下关系：3/5≤a/r≤4/5，既可使密实排列的缆索内部进行充分的除湿干燥处理，又可最大限度地提升由通气管输出的干空气的除湿效率。

作为优选，所述通气管包括若干沿轴向排列的管节，相邻的管节之间通过卡环可拆卸连接。

本发明的通气管是由若干管节通过卡环可拆卸链接在一起的，既方便通气管的制造、组装，同时便于通气管跟随护套管一起产生轻微的弯曲。

作为优选，在管节的端部内边缘设有向内延伸的卡接轴肩，所述卡环为设置在相邻管节内的C形开口环，在卡环外侧面上设有沿周向延伸的卡接槽，相邻管节的卡接轴肩卡位在所述卡接槽内。

当我们需要连接两个管节时，可挤压并缩小开口的卡环，然后将卡环分别放进管节的开口内，此时的卡环弹性复位，管节端口内的卡接轴肩即可卡位到卡环的卡接槽内，从而使两个管节同轴连接在一起。

作为优选，所述通气管包括若干段管节，在所述通气管内设有检测车，通气管的内侧壁设有沿轴向延伸的燕尾槽，各管节在燕尾槽开口处设有外扩的扩口，并在扩口处设有圆角，所述检测车包括设有驱动机构和湿度传感器的车体、设置在车体下侧的前后两排导向轮和中间位置的驱动轮，驱动轮与驱动机构相关联，在车体下侧还设有前、中、后三个滑动连接在燕尾槽内的滑动块，其中前、后两个滑动块通过与车体插接的支杆与车体连接，并在支杆与车体之间设有拉簧。

本发明在通气管内还设有检测车，由于检测车的下侧设有前、中、后三个与通气管内侧壁的燕尾槽滑动连接的滑动块。因此，当驱动机构驱动车体的驱动轮转动时，即可驱动车体在通气管内沿着燕尾槽移动，此时车体上的湿度传感器即可检测主缆内各处的湿度，以便工作人员及时正确的了解主缆的情况。可以理解的是，我们还可在车体上设置云台摄像头、相应的照明灯等装置，以便于工作人员观测主缆内是否有锈蚀的情况，此时，通气管上的出气孔即可作为云台摄像头的观测孔。

另外，车体前后两端的滑动块通过与车体插接的支杆与车体连接，并在支杆与车体之间设有拉簧，因此，拉簧可使车体弹性地靠近燕尾槽和通气管内侧壁，也就是说，前后两个滑动块与通气管内侧壁形成弹性连接，从而便于在前后移动时起到导向作用，而中间的滑动块则与通气管内侧壁纯粹的滑动连接，继而确保车体中间的驱动轮紧密贴靠通气管内侧壁，确保主缆在倾斜等状态下检测车的顺利移动。

还有，各管节在燕尾槽开口处设有外扩的扩口，并在扩口处设有圆角，从而便于检测车在个管节之间自由地移动。

作为优选，在通气管侧壁上设有若干排沿轴向等间距布置的所述出气孔，在通气管内侧壁设有若干圆锥形的导流环，所述导流环在通气管内气体流动方向上逐渐缩小，导流环的大端连接在通气管内侧壁上导流环在通气管的径向上覆盖出气孔。

本发明在通气管内设置在径向上覆盖出气孔的导流环。由于导流环在通气管内气体流动方向上逐渐缩小，因此，导流环与出气孔之间具有一定的间隙。当通气管内的干空气快速流动时，由伯努利定律可知，此时干空气的压力会小于通气管外面湿空气的压力。因此，当干空气刚开始在通气管内顺着导流环越过出气孔向前流动时，护套管内、通气管外面的湿空气会通过出气孔进入通气管内，此时护套管内前部的湿空气会向后流动；随着干空气在通气管内的不断向前流动，其气压逐渐升高，最后通过通气管前部的出气孔向外流出。也就是说，干空气在通气管与护套管之间的空隙内会形成一个循环流动，从而可对缆索形成高效的除湿效果。

因此，本发明具有如下有益效果：可显著地提升主缆的除湿效率，避免主缆的缆索出现锈蚀现象，进而提升主缆的耐久性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的另一种结构示意图。

图3是通气管的一种分解结构示意图。

图4是检测车与通气管的一种连接结构示意图。

图5是通气管的另一种结构示意图。

图中：1、护套管 2、缆索 3、通气管 31、出气孔 32、管节 321、卡接轴肩33、卡环 331、卡接槽 34、燕尾槽 341、扩口 35、导流环 4、检测车 41、车体 42、导向轮 43、驱动轮 44、滑动块 45、支杆 46、拉簧。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示，一种桥梁主缆结构，包括护套管1、设置在护套管内的若干缆索2、具有干空气输出口的干空气制备站（图中未示出），在护套管内中心处设有一根通气管3，通气管一端与所述干空气输出口相连接，通气管另一端由护套管一端延伸至护套管另一端，并贯通另一端的护套管，位于护套管内的通气管侧壁上间隔地设有若干出气孔31。

这样，由干空气制备站输出的干燥空气，可通过通气管、出气孔进入护套管内，对护套管内的缆索进行除湿处理。

由于干空气主要是通过通气管在护套管内沿轴向流动的，因此，可显著地降低干空气的流动阻力，进而降低干空气制备站的功耗。

需要说明的是，干空气制备站应包括除湿机、气泵，除湿机出去空气中的水分而形成干空气，然后由气泵通过干空气输出口向外输出干空气。

可以理解的是，我们可通过合理地设置出气孔的数量、间距甚至孔径大小，确保护套管内的各段缆索可得到充分的除湿，以避免缆索出现锈蚀现象。

优选地，通气管上的出气孔数量、间距自靠近空气输出口一端至另一端应逐渐减小，而出气孔的孔径应逐渐增大，以便使护套管内的各段缆索可得到均匀的除湿。

进一步地，如图2所示，我们还可在护套管内设置4-6根围绕中心位置通气管在周向上均匀布置的通气管，为了便于描述，我们将中心位置的通气管称为第一通气管，将周围的通气管称为第二通气管。由第一、第二通气管所输出的干空气可对护套管内密实排列的缆索内部进行充分的除湿干燥处理。

此外，第二通气管与第一通气管的距离为a，护套管的半径为r，并且3/5≤a/r≤4/5，既可使密实排列的缆索内部进行充分的除湿干燥处理，又可最限度地提升由通气管输出的干空气的除湿效率。

为了确保通气管不会因挤压而压扁，继而影响干空气的顺畅流通，通气管可采用不锈钢管之类的硬管。与此同时，为了方便通气管跟随主缆一起弧形弯曲，如图3所示，所述通气管包括若干沿轴向排列的管节32，相邻的管节之间通过卡环33可拆卸连接，既方便通气管的制造、组装，同时便于通气管跟随护套管一起产生轻微的弯曲。

优选地，我们可在管节的端部内边缘设置向内延伸的卡接轴肩321，卡环为设置在相邻管节内的C形开口环，在卡环外侧面上设有沿周向延伸的卡接槽331。当我们需要连接两个管节时，可挤压并缩小开口的卡环，然后将卡环分别放进管节的开口内，此时的卡环弹性复位，管节端口内的卡接轴肩即可卡位到卡环的卡接槽内，从而使两个管节同轴连接在一起。

作为一种优选方案，如图3、图4所示，我们还可在通气管内设置检测车4，通气管的内侧壁设置沿轴向延伸的燕尾槽34，检测车包括设有驱动机构和湿度传感器的车体41、设置在车体下侧的前后两排导向轮42和中间位置的驱动轮43，驱动轮与驱动机构相关联，在车体下侧还设有前、中、后三个滑动连接在燕尾槽内的滑动块44，其中前、后二个滑动块通过与车体插接的支杆45与车体连接，并在支杆与车体之间设有拉簧46。

由于检测车的下侧设有前、中、后三个与通气管内侧壁的燕尾槽滑动连接的滑动块。因此，当驱动机构驱动车体的驱动轮转动时，即可驱动车体在通气管内沿着燕尾槽移动，此时气体上的湿度传感器即可检测主缆内各处的湿度，以便工作人员及时正确的了解主缆的情况。可以理解的是，我们还可在车体上设置云台摄像头、相应的照明灯等装置，以便于工作人员观测主缆内是否有锈蚀的情况，此时，通气管上的出气孔即可作为云台摄像头的观测孔。

需要说明的是，由于车体前后两端的滑动块通过与车体插接的支杆与车体连接，并在支杆与车体之间设有拉簧，因此，拉簧可使车体弹性地靠近燕尾槽和通气管内侧壁，也就是说，前后两个滑动块与通气管内侧壁形成弹性连接，从而便于在前后移动时起到导向作用，而中间的滑动块则与通气管内侧壁纯粹的滑动连接，继而确保车体中间的驱动轮紧密贴靠通气管内侧壁，确保主缆在倾斜等状态下检测车的顺利移动。

当然，驱动机构可由电池或拖曳电线提供电力，本实施例中以拖曳电线为驱动机构提供电力和控制信号传输。

为方便检测车的移动，各管节在燕尾槽开口处可设置外扩的八字形扩口341，并在扩口处设置圆角。

另外，我们可使车体前后两端的导向轮高于中间的驱动轮5-15mm，从而使检测车只有中间的驱动轮和其中一个导向轮接触通气管内侧壁。尤其是，车体前后两端的滑动块是与车体弹性连接的，因此，即使遇到通气管内壁高低不平的情况，滑动块可自动升降以适应高低不平的通气管内壁，同时使检测车具有前、中、后三个支撑，以确保检测车的平稳移动。

还有，由于车体前后两端的滑动块通过与车体插接的支杆与车体连接，并在支杆与车体之间设有拉簧，因此，拉簧可使车体弹性地靠近燕尾槽和通气管内侧壁，继而确保车体中间的驱动轮紧密贴靠通气管内侧壁，确保主缆在倾斜等状态下检测车的顺利移动。

进一步地，第一通气管可为圆管，一边向四周均匀地输送干空气；而第二通气管的横截面可设置成等腰梯形，以方便检测车的移动。

作为另一种优选方案，如图5所示，我们可在通气管侧壁上设置若干排沿轴向等间距布置的所述出气孔，并在通气管内侧壁设置若干圆锥形的导流环35，导流环在通气管内气体流动方向上逐渐缩小，导流环的大端连接在通气管内侧壁上，导流环的小端与通气管内侧壁之间具有缝隙，并且导流环在通气管的径向上覆盖出气孔。

当通气管内的干空气快速流动时，由伯努利定律可知，此时干空气的压力会小于通气管外面湿空气的压力。因此，当干空气刚开始在通气管内顺着导流环越过出气孔向前流动时，干空气不会通过导流环的小端与通气管内侧壁之间缝隙、被导流环覆盖的出气孔向外流出，相反地，护套管内、通气管外面的湿空气会通过出气孔进入通气管内，此时护套管内前部的湿空气会向后流动；随着干空气在通气管内的不断向前流动，其气压逐渐升高，最后通过通气管前部的出气孔向外流出。也就是说，干空气在通气管与护套管之间的空隙内会形成一个循环流动，从而可对缆索形成高效的除湿效果。

Claims (6)

1.一种桥梁主缆结构，包括护套管、设置在护套管内的若干缆索、具有干空气输出口的干空气制备站，其特征是，在护套管内还设有至少一根通气管，通气管一端与所述干空气输出口相连接，通气管另一端由护套管一端延伸至护套管另一端，并贯通另一端的护套管，位于护套管内的通气管侧壁上间隔地设有若干出气孔。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁主缆结构，其特征是，所述通气管包括1根沿轴线延伸的第一通气管、4-6根围绕第一通气管在周向上均匀布置的第二通气管，第二通气管与第一通气管的距离为a，护套管的半径为r，并且3/5≤a/r≤4/5。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁主缆结构，其特征是，所述通气管包括若干沿轴向排列的管节，相邻的管节之间通过卡环可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁主缆结构，其特征是，在管节的端部内边缘设有向内延伸的卡接轴肩，所述卡环为设置在相邻管节内的C形开口环，在卡环外侧面上设有沿周向延伸的卡接槽，相邻管节的卡接轴肩卡位在所述卡接槽内。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁主缆结构，其特征是，所述通气管包括若干段管节，在所述通气管内设有检测车，通气管的内侧壁设有沿轴向延伸的燕尾槽，各管节在燕尾槽开口处设有外扩的扩口，并在扩口处设有圆角，所述检测车包括设有驱动机构和湿度传感器的车体、设置在车体下侧的前后两排导向轮和中间位置的驱动轮，驱动轮与驱动机构相关联，在车体下侧还设有前、中、后三个滑动连接在燕尾槽内的滑动块，其中前、后两个滑动块通过与车体插接的支杆与车体连接，并在支杆与车体之间设有拉簧。

6.根据权利要求1所述的一种桥梁主缆结构，其特征是，在通气管侧壁上设有若干排沿轴向等间距布置的所述出气孔，在通气管内侧壁设有若干圆锥形的导流环，所述导流环在通气管内气体流动方向上逐渐缩小，导流环的大端连接在通气管内侧壁上导流环在通气管的径向上覆盖出气孔。

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