專利名稱：大跨徑懸索橋用主纜索股的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種懸索橋用主纜索股，具體涉及一種大跨徑懸索橋用主纜索股。屬橋梁建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
懸索橋通常由主纜、吊索、橋塔、主梁、錨錠等幾個(gè)主要部分組成。主梁、橋面系及 活載等荷載通過(guò)吊索傳給主纜，依靠主纜將荷載作用在橋塔及錨碇上。因此主纜是懸索橋 的主要結(jié)構(gòu)組成部分，它承載著橋梁上部結(jié)構(gòu)的全部恒載和活載，其制作質(zhì)量對(duì)懸索橋的 成橋精度及架設(shè)施工起決定作用。目前行業(yè)內(nèi)通用的主纜制作方法為預(yù)制平行鋼絲索股法，該方法是將若干根鋼絲 (強(qiáng)度通常為1670MPa)在工廠內(nèi)預(yù)先制成六邊形索股，每股索股包含61根、91根或127根 鋼絲，兩端用熱鑄錨錨固，然后盤(pán)卷運(yùn)至架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)逐股架設(shè)，架設(shè)后采用專用設(shè)備將多股索 股收緊成圓形，即為懸索橋主纜。隨著懸索橋跨徑的越來(lái)越大，相應(yīng)的大跨徑懸索橋主纜所需索股股數(shù)也逐漸增 力口，索股股數(shù)的增加有兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)1)由于以往懸索橋用主纜鋼絲強(qiáng)度級(jí)別較低(1670MPa)，這樣在主跨增大后橋梁 設(shè)計(jì)總荷載將會(huì)增加，因此必然會(huì)導(dǎo)致懸索橋主纜所用鋼絲總數(shù)增加，從而增加橋梁總重， 造價(jià)升高；2)在懸索橋主纜索股股數(shù)增加的同時(shí)，由于索股需要逐根架設(shè)，因此必然使索股 施工期加長(zhǎng)，降低全橋施工效率。上述兩個(gè)缺點(diǎn)理論上可通過(guò)提高主纜用鋼絲強(qiáng)度及單股索股內(nèi)鋼絲數(shù)量獲得解 決。但單股索股內(nèi)鋼絲數(shù)量的增加在實(shí)橋使用過(guò)程中有一個(gè)明顯的難點(diǎn)在當(dāng)前的主纜索 股制作技術(shù)中，由于單股索股內(nèi)鋼絲數(shù)量較少而忽略了索股的高度和寬度，因此單股索股 內(nèi)的鋼絲長(zhǎng)度一致。但索股在架設(shè)過(guò)程中，不可避免的會(huì)通過(guò)橋梁上的索鞍等圓弧狀過(guò)渡 位置——這些索鞍，包括主索鞍和散索鞍，是懸索橋特有的一種構(gòu)件，其主要作用是使主纜 沿一定的曲線轉(zhuǎn)向(圖1)。當(dāng)索股通過(guò)索鞍這類轉(zhuǎn)彎構(gòu)件時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生貼近索鞍的下層 鋼絲內(nèi)縮，遠(yuǎn)離索鞍的上層鋼絲伸長(zhǎng)的問(wèn)題，從而導(dǎo)致等長(zhǎng)索股的上、下層鋼絲伸長(zhǎng)量不一 (圖2)。即上層鋼絲比下層鋼絲受到更大的拉伸應(yīng)力。此問(wèn)題在索股施工時(shí)會(huì)導(dǎo)致索股鼓絲、散絲等現(xiàn)象，在索股實(shí)橋使用過(guò)程中由于 索股內(nèi)上、下層鋼絲在長(zhǎng)期受力不均的情況下極易導(dǎo)致部分索股內(nèi)鋼絲加速疲勞，嚴(yán)重的 甚至?xí)a(chǎn)生斷絲等現(xiàn)象，給橋梁留下了巨大的安全隱患。上述問(wèn)題在以下四種情況時(shí)將會(huì)更加突出1)對(duì)于大跨徑懸索橋，由于主纜索股規(guī)格的不斷加大，由此而導(dǎo)致的單股索股內(nèi) 上、下層鋼絲在過(guò)索鞍時(shí)的差異更加明顯；2)在多塔連跨的懸索橋中，主纜索股的轉(zhuǎn)彎次數(shù)增多，索股的多次彎曲導(dǎo)致索股 內(nèi)鋼絲的累計(jì)不均勻性更加突出；
3)在自錨式懸索橋中，由于索股長(zhǎng)度較短，相對(duì)于整個(gè)索股長(zhǎng)度，索鞍處彎曲產(chǎn)生 的索股內(nèi)鋼絲長(zhǎng)度誤差更大，更易出現(xiàn)鼓絲、散絲等現(xiàn)象；4)在具有空間纜的自錨式懸索橋中，由于索股在三維方向上均有彎曲，由此而產(chǎn) 生的鼓絲、散絲現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種在橋梁設(shè)計(jì)荷載不變的情況下，可降 低懸索橋主纜重量、在懸索橋主纜用鋼絲總根數(shù)不變的情況下，可有效減少索股數(shù)量、且在 大規(guī)格索股(包含169根及以上鋼絲的索股)制作過(guò)程中能適應(yīng)懸索橋主纜線形的變化的 大跨徑懸索橋用主纜索股。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種大跨徑懸索橋用主纜索股，其特征在于1)組成主纜索股的鋼絲強(qiáng)度為1860MPa ；2)單股主纜索股為六邊形，鋼絲組成為169絲、217絲或271絲；3)在大規(guī)格索股制作過(guò)程中采用了“股內(nèi)鋼絲長(zhǎng)度分別控制技術(shù)”，該技術(shù)是這樣 實(shí)現(xiàn)的a)在六邊形索股成型后，采用模擬索股在索鞍內(nèi)彎曲的成型支架對(duì)索股在索長(zhǎng)范 圍內(nèi)根據(jù)各索鞍的位置進(jìn)行預(yù)彎曲，并在索鞍的兩端及預(yù)彎曲段采用夾具或者鉛絲將相應(yīng) 位置處的索股夾緊，以防止鋼絲串絲；b)在索股內(nèi)每層設(shè)置一根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲，以控制每層的鋼絲長(zhǎng)度；在索股內(nèi)設(shè)置 多根標(biāo)志鋼絲，以控制預(yù)彎曲后的扭轉(zhuǎn)狀況。本發(fā)明的有益效果是1)組成主纜索股的鋼絲強(qiáng)度為1860MPa，比行業(yè)內(nèi)通用的1670MPa的鋼絲強(qiáng)度提 高了 10%以上，在橋梁設(shè)計(jì)荷載不變的情況下，可大幅降低懸索橋主纜重量，節(jié)約成本，并 可保持橋梁線形。2)鋼絲組成為169絲、217絲或271絲(圖3、圖4、圖5)，比行業(yè)內(nèi)常用的127絲 主纜索股分別多了 42根、90根和144根鋼絲，這樣在懸索橋主纜用鋼絲總根數(shù)不變的情況 下，可有效減少索股數(shù)量，相應(yīng)的可減少主纜索股架設(shè)時(shí)所需時(shí)間，縮短施工工期。3)如背景技術(shù)中所言，單股索股數(shù)量的增多在過(guò)索鞍等位置時(shí)會(huì)加大索股內(nèi)鋼絲的受力不均勻性，降低橋梁安全。因此本發(fā)明在大規(guī)格索股制作過(guò)程中采用了“股內(nèi)鋼絲長(zhǎng) 度分別控制技術(shù)”，可以在同股索股內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)度不同的鋼絲以適應(yīng)懸索橋主纜線形的變化。


圖1為懸索橋主纜的線形示意圖。圖2為通常的主纜索股通過(guò)索鞍時(shí)的示意圖。圖3為本發(fā)明的主纜索股鋼絲斷面示意圖(169絲)。圖4為本發(fā)明的主纜索股鋼絲斷面示意圖(217絲)。圖5為本發(fā)明的主纜索股鋼絲斷面示意圖(271絲)。圖6為本發(fā)明的采用了“股內(nèi)鋼絲長(zhǎng)度分別控制技術(shù)”的主纜索股示意圖。圖7為圖6中索股預(yù)彎曲段的放大圖。
圖8為本發(fā)明的主纜索股用標(biāo)準(zhǔn)絲和標(biāo)志絲布置示意圖(以169絲主纜索股為例)。索鞍1、預(yù)彎曲段2、夾具或者鉛絲3、標(biāo)志鋼絲4、標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲5。 具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及的大跨徑懸索橋用主纜索股，組成該主纜索股的鋼絲強(qiáng)度為1860MPa ； 單股主纜索股為六邊形，鋼絲組成為169絲、217絲或271絲(圖3、圖4、圖5)；在大規(guī)格索 股制作過(guò)程中采用了 “股內(nèi)鋼絲長(zhǎng)度分別控制技術(shù)”。該技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的a)在六邊形索股成型后，采用模擬索股在索鞍內(nèi)彎曲的成型支架對(duì)索股在索長(zhǎng)范 圍內(nèi)根據(jù)各索鞍的位置進(jìn)行預(yù)彎曲，并在索鞍的兩端及預(yù)彎曲段采用夾具或者鉛絲將相應(yīng) 位置處的索股夾緊，(圖6、圖7)。b)在索股內(nèi)每層設(shè)置一根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲，以控制每層的鋼絲長(zhǎng)度；在索股內(nèi)設(shè)置 多根標(biāo)志鋼絲，以控制預(yù)彎曲后的扭轉(zhuǎn)狀況(圖8)。
權(quán)利要求
一種大跨徑懸索橋用主纜索股，其特征在于1)組成主纜索股的鋼絲強(qiáng)度為1860MPa；2)單股主纜索股為六邊形，鋼絲組成為169絲、217絲或271絲；3)在大規(guī)格索股制作過(guò)程中采用了“股內(nèi)鋼絲長(zhǎng)度分別控制技術(shù)”，該技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的a)在六邊形索股成型后，采用模擬索股在索鞍內(nèi)彎曲的成型支架對(duì)索股在索長(zhǎng)范圍內(nèi)根據(jù)各索鞍的位置進(jìn)行預(yù)彎曲，并在索鞍的兩端及預(yù)彎曲段采用夾具或者鉛絲將相應(yīng)位置處的索股夾緊，b)在索股內(nèi)每層設(shè)置一根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲，在索股內(nèi)設(shè)置多根標(biāo)志鋼絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大跨徑懸索橋用主纜索股，屬橋梁建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。組成主纜索股的鋼絲強(qiáng)度為1860MPa；單股主纜索股為六邊形，鋼絲組成為169絲、217絲或271絲；在大規(guī)格索股制作過(guò)程中采用了“股內(nèi)鋼絲長(zhǎng)度分別控制技術(shù)”。該技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的在六邊形索股成型后，采用模擬索股在索鞍內(nèi)彎曲的成型支架對(duì)索股在索長(zhǎng)范圍內(nèi)根據(jù)各索鞍的位置進(jìn)行預(yù)彎曲，并在索鞍的兩端及預(yù)彎曲段采用夾具或者鉛絲將相應(yīng)位置處的索股夾緊；在索股內(nèi)每層設(shè)置一根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼絲，在索股內(nèi)設(shè)置多根標(biāo)志鋼絲。本發(fā)明主纜索股，在橋梁設(shè)計(jì)荷載不變的情況下，可降低懸索橋主纜重量；在懸索橋主纜用鋼絲總根數(shù)不變的情況下，可有效減少索股數(shù)量；且在大規(guī)格索股制作過(guò)程中能適應(yīng)懸索橋主纜線形的變化。
文檔編號(hào)E01D11/02GK101824798SQ201010119929
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者周祝兵, 寧世偉, 薛花娟, 趙軍, 趙成哲 申請(qǐng)人:江蘇法爾勝新日制鐵纜索有限公司;江蘇法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司