CN118207786A - 一种缆索送气管道结构安装方法 - Google Patents

一种缆索送气管道结构安装方法 Download PDF

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金平
陈丹丹
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Abstract

本发明涉及一种缆索送气管道结构安装方法,属于桥梁缆索技术领域。包括若干段送气管,相邻所述送气管之间通过出气接头连通,形成一个整体的送气管道,所述送气管道两端分别设置端部接头,所述端部接头分别通过连接件固定连接于索鞍端部接头,所述连接件上设有多个进气口,干空气经所述进气口向主缆内部输送干空气除湿。还设有多个辅助牵引装置,所述辅助牵引装置环向均布于送气管道,所述辅助牵引装置两端分别与端部接头固定连接。所述辅助牵引装置通过缠包件与送气管固定,所述辅助牵引装置通过喉箍与出气接头固定。本申请便于现场安装,保证了现场连接密封性,提高了现场安装效率和质量。

Description

一种缆索送气管道结构安装方法
技术领域
本发明涉及一种缆索送气管道结构安装方法,属于桥梁缆索技术领域。
背景技术
目前钢结构桥梁内部环境控制的重要指标涉及湿度、温度和气压。在大型钢结构桥梁中采用除湿系统进行干燥除湿防腐,使所有钢体内部接触空气的相对湿度控制在低湿范围内,由此降低钢箱梁、锚室、鞍室、缆索、索塔内部腐蚀生锈的可能性,确保大桥的设计寿命及安全使用。
公开号CN110565524A公开了一种悬索桥主缆内部送气除湿系统的评估方法,所述悬索桥主缆内部送气除湿系统包括用于输送干燥空气的送气设备和开设有多个通气小孔的送气管道,送气管道连接到送气设备并埋置在悬索桥主缆内部,主缆外部还套装了多个索夹,索夹包括普通索夹和排气索夹;根据干燥空气在悬索桥主缆内部流动过程中产生的总阻力损失评估所述悬索桥主缆内部送气除湿系统。该技术的有益效果在于,根据干燥空气在悬索桥主缆内部流动过程中产生的总阻力损失对悬索桥主缆内部送气除湿系统进行评估,以确定主缆内部送气除湿系统的构造合理性及进气参数设定的合理性等,结果较为精确。
公开号CN 115111532 A公开了一种缆索送气管道,所述缆索送气管道由波纹管和钢丝组成,若干段送气管道通过接头连接。该送气管道设置在缆索的钢丝束中间,具有较好的横向抗挤压能力,送气管道具有较好的柔韧性,满足盘卷要求。
上述文献中在主缆内部设置送气管道,去除主缆内部的湿气,减小湿气对主缆钢丝的腐蚀。为保证主缆内部除湿的效果,缆索送气管道上的出气位置与结构经过精心设计,其他部位应有较高的密封性能。现有的缆索送气管道在工厂制作成一定长度的管道节段,桥位安装方法为通过人工搬运至安装位置,现场分段通过接头连接并进行密封处理,工效较低,且波纹管和螺旋钢丝组成送气管道柔韧性较好,轴向变形能力较强,不利于管道长度的控制,容易累积较大的长度偏差,不利于长度及出气位置的控制,另外,现场连接密封质量也难以保证,要在现场花大量的时间进行密封的检查及修复工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种缆索送气管道结构安装方法,便于现场安装,保证现场连接密封性,提高现场安装效率和质量。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种缆索送气管道结构安装方法,所述安装方法包括如下步骤:
步骤一:工厂制作完成的送气管道经吹扫、气密性检验合格后盘卷包装;
所述送气管道包括若干段送气管,相邻所述送气管之间通过出气接头连通,形成一个整体的送气管道,所述送气管道两端分别设置端部接头,所述端部接头分别通过连接件固定连接于索鞍端部接头,所述连接件上设有多个进气口;所述送气管道外周环向均布多个辅助牵引装置,所述辅助牵引装置两端分别与端部接头固定连接;
步骤二:在送气管道两端安装密封盖,密封盖上设置吊耳;
步骤三:现场通过放线装置放出送气管道,牵引系统的拽拉器通过卸扣与吊耳连接,牵引系统牵引送气管道沿滚轮支架在猫道展开;
步骤四:解除吊耳与拽拉器的连接,而后吊耳与塔顶或锚碇上设置的提升装置连接,提升装置将送气管道横移调整至设计安装位置;
步骤五:从跨中开始,送气管道与已架设的主缆索股间隔采用缠包件固定,直至送气管道通长敷设在主缆索股上;
步骤六:待后续主缆架设缠丝防护施工完成后连接除湿机组,由锚碇与主塔或者在主塔之间的干空气输送设备向连接件的多个进气口输送干空气,进而向主缆内部输送干空气除湿。
所述步骤四中送气管道提升横移安装时的形状呈悬链线,计算跨径为主跨或边跨的跨径L,高差为h,其中,对称悬索桥中跨高差为0,计算矢高为r,r高于各跨主缆空缆线形;
悬链线线形方程如下:
式中:c=q/H,q为送气管道的线密度,H为水平拉力,A、B为悬链线方程的两个常数;
根据跨径L和矢高h,解方程(1):
由x=0,y=0,得
由x=L,y=r,得:
把式(2)、(3)代入方程(1)中,迭代计算水平力H,直至矢高r等于下式:
求得送气管道提升横移安装时的水平力H和线形方程;
对式(1)求导:
y′=sinh(cx+A) (5);
x=L代入式(5),得悬链线最大斜率,进而得到最大提升力T:
单根辅助牵引装置的破断力为Tb,设计安全系数不小于2,辅助牵引装置的数量为n,但不小于2:
所述出气接头外周开设多个均布的固定槽,所述固定槽的数量与辅助牵引装置的数量相匹配,所述辅助牵引装置设于固定槽内。
所述辅助牵引装置通过缠包件与送气管固定,所述辅助牵引装置通过喉箍与出气接头固定。
所述辅助牵引装置可选用钢丝、钢丝绳、钢绞线和CFRP筋中的任一一种。
所述连接件与端部接头连接处设有密封垫圈。
所述连接件一端与对应侧的端部接头螺纹连接,所述连接件另一端与对应侧的索鞍端部接头螺纹连接。
与现有技术相比,本发明的优点在于:一种缆索送气管道结构,便于现场安装,保证了现场连接密封性,提高了现场安装效率和质量。
附图说明
图1为本发明实施例一种缆索送气管道结构的示意图(未安装辅助牵引装置);
图2为本发明实施例一种缆索送气管道结构的示意图;
图3为图2中出气接头处剖面图(辅助牵引装置的数量为2);
图4为图2中出气接头处剖面图(辅助牵引装置的数量为3);
图5为图2中出气接头处剖面图(辅助牵引装置的数量为4);
图6为图2中出气接头处剖面图(辅助牵引装置的数量为6);
图7为图3中A1的放大图;
图8为图2中端部接头处剖视图(辅助牵引装置的数量为2);
图9为图2中端部接头处剖面图(辅助牵引装置的数量为3);
图10为图2中端部接头处剖面图(辅助牵引装置的数量为4);
图11为图2中端部接头处剖面图(辅助牵引装置的数量为6);
图12为端部接头处密封盖的示意图;
图13为本发明实施例一种缆索送气管道提升线形示意图;
图14为本发明实施例一种缆索送气管道在猫道上牵引展开示意图;
图15为本发明实施例一种缆索送气管道在主缆中设计位置固定示意图;
图中1送气管、2出气接头、2.1固定槽、3端部接头、3.1密封垫圈、3.2连接件、3.3索鞍端部接头、3.4密封盖、4辅助牵引装置、4.1锚固件、5缠包带、6喉箍、7送气管道、8锚碇、9主塔、10拽拉器、11滚轮支架、12猫道、13索股形状保持装置、14铁丝、15、主缆索股。
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。
如图1所示,本实施例中的一种缆索送气管道结构,包括若干段送气管1,相邻两送气管1之间通过出气接头2连通,形成一个整体的送气管道7。送气管道7的长度根据锚碇8与主塔9或主塔9与主塔9之间的长度确定。送气管道两端分别设置端部接头3,端部接头3外侧分别设有连接件3.2,连接件3.2一端与对应侧的端部接头3螺纹连接,连接件3.2另一端与对应侧的索鞍端部接头3.3螺纹连接。连接件3.2上分别设有多个进气口,锚碇8与主塔或者在主塔之间的干空气输送设备向进气口输送干空气,进而向主缆内部输送干空气除湿,对主缆进行除湿,防止主缆钢丝锈蚀。
如图2所示,送气管道上还设有通长布置的辅助牵引装置4,辅助牵引装置4可选用钢丝、钢丝绳、钢绞线和CFRP筋中的任一一种,且能承受较大轴向拉力的材料,盘卷后运输至安装现场整根牵引安装。通过最大提升力的计算确定,辅助牵引装置的数量为n,n为2或3或4或6,如图3、4、5、6所示。辅助牵引装置4环向均布于送气管道,辅助牵引装置两端分别穿设端部接头并通过锚固件4.1锚固于端部接头端面。位于送气管的辅助牵引装置通过缠绕缠包带5与送气管1固定,缠包带5每隔一定距离缠绕;位于出气接头的辅助牵引装置通过喉箍6与出气接头2固定连接。如图7所示,出气接头外周开设多个固定槽,辅助牵引装置设于固定槽内,固定槽的数量和尺寸根据辅助牵引装置的数量及直径设置,保证辅助牵引装置同送气管道位置相对稳定,进而保障现场架设后送气管道不发生扭转。
连接件与索鞍端部之间的螺纹长度根据送气管道制作安装最大误差确定,满足了送气管道长度调节要求。连接件与端部接头连接处设有密封垫圈3.1,确保送气管道整体密封性能满足设计要求。
锚固件4.1可以是挤压结构、锥形冷热铸锚固结构等,最小锚固力同牵引装置破断力相当。
辅助牵引装置的弹性模量及承载能力远大于送气管道本身,与主缆材料相当,送气管道同辅助牵引装置间隔固定,可认为完全依附于辅助牵引装置,牵引安装过程中的受力均由辅助牵引装置提供,这样就能有效的控制送气管道的轴向变形,进而保证送气管道的长度精度满足施工要求。
如图12所示,工厂制作完成的送气管道经吹扫、气密性检验合格后盘卷包装,在端部接头上安装密封盖3.4,密封盖上设置吊耳,供架设过程牵引提升用。
如图13所示,送气管道7提升横移安装时的形状呈悬链线,计算跨径为主跨或边跨的跨径L,高度差为h,其中对称悬索桥中跨高差为0,计算矢高为r,为确保提升横移过程不受其他结构干扰,可安装主缆索股形状保持装置13,r略高于各跨主缆空缆线形。
悬链线线形方程如下:
式中:c=q/H,q为送气管道7的线密度,H为水平拉力。
根据跨径为L和矢高为h,解方程(1):
由x=0,y=0,得
由x=L,y=r,得:
把式(2)、(3)代入方程(1),迭代计算水平力H,直至矢高等于下式:
此时,求得送气管道提升横移安装时的水平力H和线形方程。
接着,对式(1)求导:
y′=sinh(cx+A) (5);
x=L代入式(5),得悬链线最大斜率,进而得到最大提升力T:
由于送气管道为波纹管复合螺旋钢丝,轴向刚度极小,因此,假设送气管道7提升横移安装时的轴向力均由辅助牵引装置4提供,单根辅助牵引装置4的破断力为Tb,设计安全系数不小于2,则辅助牵引装置4的数量为n,n的计算如下式,但不小于2:
根据计算得到的辅助牵引装置的数量n,确定出气接头开设固定槽的数量,图3-图6中给出2根、3根、4根、6根辅助牵引装置的布置示意图。图8-图11中给出了2根、3根、4根、6根辅助牵引装置在端部接头锚固位置布置示意图。
如图14、15所示,现场通过放线装置放出送气管道,牵引系统拽拉器10同密封盖3.4通过卸扣连接,牵引系统牵引送气管道7沿滚轮支架11在猫道12上展开。
解除密封盖3.4与拽拉器10的连接,送气管道7首尾两端密封盖上的吊耳同塔顶或锚碇上设置的提升设备连接,提升设备将送气管道横移至设计安装位置,然后从跨中开始,送气管道7同已架设的主缆索股15采用铁丝14间隔固定,直至送气管道通长全部敷设在主缆索股15上。至此完成缆索送气管道的安装,待后续主缆架设缠丝防护施工完成后连接除湿机组,通过连接件3.2上的多个进气口向主缆内部输送干空气,对主缆内部进行除湿,防止主缆钢丝锈蚀。
本申请便于现场安装,保证了现场连接密封性,提高了现场安装效率和质量。
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 (7)

1.一种缆索送气管道结构安装方法,其特征在于:所述安装方法包括如下步骤:
步骤一:工厂制作完成的送气管道经吹扫、气密性检验合格后盘卷包装;
所述送气管道包括若干段送气管,相邻所述送气管之间通过出气接头连通,形成一个整体的送气管道,所述送气管道两端分别设置端部接头,所述端部接头分别通过连接件固定连接于索鞍端部接头,所述连接件上设有多个进气口;所述送气管道外周环向均布多个辅助牵引装置,所述辅助牵引装置两端分别与端部接头固定连接;
步骤二:在送气管道两端安装密封盖,密封盖上设置吊耳;
步骤三:现场通过放线装置放出送气管道,牵引系统的拽拉器通过卸扣与吊耳连接,牵引系统牵引送气管道沿滚轮支架在猫道展开;
步骤四:解除吊耳与拽拉器的连接,而后吊耳与塔顶或锚碇上设置的提升装置连接,提升装置将送气管道横移调整至设计安装位置;
步骤五:从跨中开始,送气管道与已架设的主缆索股间隔采用缠包件固定,直至送气管道通长敷设在主缆索股上;
步骤六:待后续主缆架设缠丝防护施工完成后连接除湿机组,由锚碇与主塔或者在主塔之间的干空气输送设备向连接件的多个进气口输送干空气,进而向主缆内部输送干空气除湿。
2.根据权利要求1所述的一种缆索送气管道结构安装方法,其特征在于:所述步骤四中送气管道提升横移安装时的形状呈悬链线,计算跨径为主跨或边跨的跨径L,高差为h,其中,对称悬索桥中跨高差为0,计算矢高为r,r高于各跨主缆空缆线形;
悬链线线形方程如下:
式中:c=q/H,q为送气管道的线密度,H为水平拉力,A、B为悬链线方程的两个常数;
根据跨径L和矢高h,解方程(1):
由x=0,y=0,得
由x=L,y=r,得:
把式(2)、(3)代入方程(1)中,迭代计算水平力H,直至矢高r等于下式:
求得送气管道提升横移安装时的水平力H和线形方程;
对式(1)求导:
y′=sinh(cx+A) (5);
x=L代入式(5),得悬链线最大斜率,进而得到最大提升力T:
单根辅助牵引装置的破断力为Tb,设计安全系数不小于2,辅助牵引装置的数量为n,但不小于2:
3.根据权利要求2所述的一种缆索送气管道结构安装方法,其特征在于:所述出气接头外周开设多个均布的固定槽,所述固定槽的数量与辅助牵引装置的数量相匹配,所述辅助牵引装置设于固定槽内。
4.根据权利要求1所述的一种缆索送气管道结构安装方法,其特征在于:所述辅助牵引装置通过缠包件与送气管固定,所述辅助牵引装置通过喉箍与出气接头固定。
5.根据权利要求1所述的一种缆索送气管道结构安装方法,其特征在于:所述辅助牵引装置可选用钢丝、钢丝绳、钢绞线和CFRP筋中的任一一种。
6.根据权利要求1所述的一种缆索送气管道结构,其特征在于:所述连接件与端部接头连接处设有密封垫圈。
7.根据权利要求1所述的一种缆索送气管道结构,其特征在于:所述连接件一端与对应侧的端部接头螺纹连接,所述连接件另一端与对应侧的索鞍端部接头螺纹连接。
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