一种主缆抗滑装置及抗滑鞍座和索夹制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种主缆抗滑装置及抗滑鞍座和索夹。主缆与索夹和鞍座间的抗滑检算，是悬索桥的重要设计内容。本发明专利技术提供了在位于索夹或鞍座中通过的主缆丝股间，增加与索夹或鞍座连接的摩擦面的方法，利用原本在主缆丝股间传递的径向力或夹紧力来产生摩擦力，从而增强索夹和鞍座与主缆间的抗滑能力的方法。本发明专利技术沿用了可靠的摩擦力抗滑原理，实现了无需施加额外压力条件下的抗滑能力提升，同时不但不会导致主缆局部应力增加或疲劳强度降低，而且还可改善鞍槽壁受力情况、使鞍座和索夹内的主缆丝股受力更加均匀。本发明专利技术可使鞍座内主缆的抗滑能力提高数倍、索夹长度减少1/3。本发明专利技术原理可靠、结构简易、施工方便、成本低廉，具有实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种主缆抗滑装置及抗滑鞍座和索夹
本专利技术涉及悬索桥的鞍座和索夹，特别是一种用来增强鞍座或索夹同其内主缆丝股间抗滑能力的装置。
技术介绍
近年来，大跨三塔悬索桥技术在我国得到发展。在不对称荷载作用下，这种悬索桥中塔顶鞍座两侧的主缆轴力差较大，主缆与鞍座间的抗滑技术面临挑战。主缆一般由若干镀锌高强钢丝、镀锌高强钢丝绳、镀锌高强钢绞线紧密集成，鞍座是主缆与桥梁塔墩的连接件，索夹则是主缆与吊索的连接件。主缆在鞍座两侧附近的轴力存在差异，使主缆与鞍座接触面存在切向滑动力。悬索桥的吊索一般在桥梁立面内沿竖向布置，除位于一跨主缆的最低点处外，索夹处吊索轴力沿主缆切向的分力一般非零，使主缆与索夹接触面存在切向滑动力。切向滑动力使主缆同鞍座或索夹间具有滑动趋势，现有技术一般采用在接触面上产生的摩擦力来抗滑。主缆同鞍座或索夹的接触介质均为金属材料，适用粘着-犁沟摩擦理论，工程实践中一般采用不甚精确、但更方便使用的库伦摩擦理论。根据库伦摩擦理论，在接触面上产生摩擦力的一个必要条件，是在接触面上存在压力。由于悬索桥主缆通过鞍座悬挂在主塔上，主缆在鞍座处转向，导致主缆与鞍座接触面上存在巨大的压力。主缆与索夹接触面上，虽然不存在这种构造压力，但现有技术通过给横截面呈环状的索夹壁施加拉力，使环状索夹壁具有减小内径的趋势，位于其内的主缆阻止了环状索夹壁减小内径的趋势，使得主缆与索夹的接触面上存在压力。根据库伦摩擦理论，提高接触面的摩擦系数是增强抗滑能力的一个途径。但在工程实践中，因鞍槽内主缆丝股在法向高接触应力条件下，轴向疲劳强度对接触面介质敏感，鞍座鞍槽和索夹一般采用铸钢，其与主缆的接触面需作热喷锌(铝)处理，热喷锌(铝)干膜厚度一般不小于200um。根据粘着-犁沟摩擦理论可知，在不改变接触面介质的材质的条件下，想要提高接触面摩擦系数是非常困难的。现有的鞍座技术中，鞍座一般包括承缆槽、鞍体、底板、滑动板和底座。主缆从承缆槽中通过，承缆槽与鞍体相连，鞍体与底板相连，滑动板位于底板和底座之间，底座固连在墩塔顶部。滑动板的作用是便于施工过程中实施鞍座预偏及顶推施工，顶推完毕后一般将鞍座底板与塔顶底座固连。承缆槽的横截面一般呈U形，包括底部和侧壁。承缆槽底部可设有中央低两侧高、呈阶梯形状的槽路，以更好的适应主缆形状。为了便于主缆丝股整形入鞍，承缆槽还可包含竖向隔板，每个竖向隔板又分为竖向叠置的若干块，以方便主缆丝股从下到上逐层入鞍。现有技术中，待主缆丝股架设完毕后，一般还在鞍槽中主缆丝股上方填入锌块，锌块上方压锌板，并在锌板上方用螺杆将U形承缆槽侧壁上部对拉，以改善承缆槽侧壁的受力状态并增加主缆丝股同鞍槽底接触面上的压力。在现有鞍座技术中，主缆与鞍座间的抗滑力一般由以下两项摩擦力提供:一是承缆槽底部与主缆间的摩擦力；二是承缆槽侧壁及竖向隔板与主缆间的摩擦力。作用在鞍槽底与主缆接触面上的压力是主缆径向力；作用在承缆槽侧壁和竖向隔板与主缆接触面上的压力是主缆丝股侧向力。考虑到相对于主缆径向力而言，主缆丝股侧向力很小；故前述第二项摩擦力提供的抗滑能力很小，一般认为主缆与鞍座间的抗滑力绝大部分是由前述第一项摩擦力提供，以至于我国现行《公路悬索桥设计规范》在进行鞍槽内主缆抗滑验算时，忽略了丝股侧向力作用引起的抗滑能力。现有的鞍座技术的一个缺陷是，主缆径向力只在主缆与鞍槽底的接触面上产生抗滑摩擦力。本专利技术通过使用一种抗滑装置来增加鞍座与主缆间有效摩擦面的数量的方法，使主缆径向力能在多个接触面上产生抗滑摩擦力，从而使鞍座抗滑能力得到大幅度提升。现有的索夹技术中，索夹一般采用两片式，两片半圆环形索夹壁在主缆外围对合，并通过螺杆连接,通过给螺杆施加拉力，使索夹壁因受拉而减小内径,从而牢牢握住从索夹中通过的主缆。为使索夹与主缆接触面充分密贴，索夹壁一般采用延伸率高的铸钢材料，同时为了让索夹壁受拉时能够充分变形以适应主缆形状，索夹壁厚度不能太大，这限制了单位长度的索夹壁的承拉能力，两片索夹的连接螺杆一般沿主缆轴线方向单排排列，使得索夹沿主缆轴向的长度较大。在现有的索夹技术中，主缆与索夹间的抗滑力由其接触面上的摩擦力提供。抗滑力大小与接触面压力成正比，但接触面压力会导致主缆孔隙率降低，为防止索夹出口处主缆丝股局部应力过高，一般将索夹内外的主缆丝股孔隙率差别限制在2%以内，可见接触面压力是不能随意提高的。因此，根据现有技术，增加索夹抗滑力的主要方法就是增加索夹沿主缆的长度。现有的索夹技术的一个缺陷是，只有索夹内壁和主缆外缘这一个接触面上的摩擦力可提供抗滑能力，导致索夹较长。本专利技术涉及的索夹通过使用一种抗滑装置增加索夹与主缆的接触面，在并不改变索夹厚度和螺杆夹紧力以及接触面材质的情况下，使索夹抗滑能力得到提升，从而可以适当减小索夹长度。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是主缆与鞍座或索夹间的抗滑能力低的问题。本专利技术提出了一种在主缆丝股间增加有效摩擦面、利用原本在主缆丝股间传递的主缆径向力或索夹夹紧力作为压力来获得抗滑摩擦力，从而增强主缆与鞍座和索夹间抗滑能力的方法，同时提供了该方法涉及的一种抗滑装置，该装置可确保摩擦面与主缆的相对滑动趋势，与鞍座或索夹同主缆的相对滑动趋势一致，并将该装置上获得的抗滑摩擦力可靠地传递给附近的索夹或鞍座，最后提供了使用该装置的一种抗滑鞍座和索夹，从而解决主缆与鞍座或索夹间抗滑能力较低的问题。为此，具体的解决方案是: 一种增强悬索桥主缆与索夹或鞍座间的抗滑能力的方法，该主缆由多股丝股构成，主缆通过鞍座悬挂在索塔顶部，该鞍座包括鞍槽，主缆从鞍槽中通过并发生转向，鞍槽底承受着主缆转向产生的径向力，当鞍座两侧附近的主缆轴力不相等时，主缆具有相对于鞍座滑动的趋势，在鞍槽底面产生防止主缆滑动的摩擦力，支承悬索桥主梁的吊索通过索夹与主缆连接，该索夹包含两片对合的索夹壁，索夹壁与从中通过的主缆的接触面上具有夹紧力，当吊索轴力沿主缆切向的分量不为零时，索夹具有相对于主缆滑动的趋势，在索夹内的主缆表面产生防止索夹滑动的摩擦力，与主缆接触的鞍槽底面及索夹内壁为经过热喷锌(铝)表面处理的金属材料，其特征在于:在鞍座或索夹内的主缆丝股间增加摩擦面，使摩擦面承受原本在主缆丝股间传递的径向力或夹紧力；增加的摩擦面采用同鞍座或索夹与主缆的接触面相似的材料和表面处理，使其与主缆接触面的摩擦系数同鞍座或索夹与主缆间的摩擦系数大体相同；增加的摩擦面与鞍座或索夹连接，该连接应确保在沿主缆切线方向上，增加的摩擦面与鞍座或索夹具有相同的运动趋势，以使主缆与增加的摩擦面间的滑动趋势，同主缆与鞍座或索夹间的滑动趋势保持一致。一种主缆抗滑装置，用于悬索桥主缆与索夹、鞍座等构件的连接，该主缆由若干丝股构成，通过鞍座悬挂在悬索桥索塔上，该鞍座包含鞍槽，主缆从鞍槽中通过鞍座，所述索夹是悬索桥吊索与主缆的连接件，包括两片对合的索夹壁，主缆从索夹中通过并与索夹壁内侧面接触，所述鞍槽或索夹壁与主缆接触的表面经过热喷锌(铝)处理，其特征在于，包括摩擦区1、连接区甲2和连接区乙3 (参见图1)，所述摩擦区位于主缆横截面内与主缆丝股接触，所述连接区甲和连接区乙位于主缆横截面外与摩擦区及鞍座或索夹构件连接，摩擦区位于连接区甲和连接区乙之间，摩擦区与丝股接触的表面采用与鞍座或索本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强悬索桥主缆与鞍座或索夹间抗滑能力的方法，该鞍座与索塔顶部连接，包括具有槽底和槽壁的鞍槽，在桥梁纵立面内，槽底的上表面向上凸起，该主缆由多股丝股构成，从鞍槽中通过，与鞍座槽底的上表面接触，该索夹包括两片对合的索夹壁，主缆从索夹中通过并与索夹壁内侧面接触；其中，在主缆表面同鞍槽或索夹壁的接触面上具有压力，可产生具有防止相对滑动作用的抗滑摩擦力；其特征在于：在位于鞍槽内的主缆丝股之间，增加与鞍槽底面平行的摩擦面，该摩擦面与鞍槽连接；或在位于索夹内的主缆丝股之间增加摩擦面，该摩擦面与索夹壁连接；其中，在所增加的摩擦面与主缆内部丝股的接触面上具有压力，可产生具有防止相对滑动作用的抗滑摩擦力。

【技术特征摘要】
1.一种增强悬索桥主缆与鞍座或索夹间抗滑能力的方法，该鞍座与索塔顶部连接，包括具有槽底和槽壁的鞍槽，在桥梁纵立面内，槽底的上表面向上凸起，该主缆由多股丝股构成，从鞍槽中通过，与鞍座槽底的上表面接触，该索夹包括两片对合的索夹壁，主缆从索夹中通过并与索夹壁内侧面接触；其中，在主缆表面同鞍槽或索夹壁的接触面上具有压力，可产生具有防止相对滑动作用的抗滑摩擦力；其特征在于:在位于鞍槽内的主缆丝股之间，增加与鞍槽底面平行的摩擦面，该摩擦面与鞍槽连接；或在位于索夹内的主缆丝股之间增加摩擦面，该摩擦面与索夹壁连接；其中，在所增加的摩擦面与主缆内部丝股的接触面上具有压力，可产生具有防止相对滑动作用的抗滑摩擦力。2.一种主缆抗滑装置，用于悬索桥主缆与索夹、鞍座等构件的连接；该主缆由多股丝股构成，通过鞍座悬挂在悬索桥索塔上；该鞍座包含鞍槽，主缆从鞍槽中通过鞍座；该索夹是悬索桥吊索与主缆的连接件，包括两片对合的索夹壁，主缆从索夹中通过并与索夹壁内侧面接触；其特征在于，包括摩擦区1、连接区甲2和连接区乙3 (参见图1)，所述摩擦区位于主缆横截面内，并与主缆丝股接触，所述连接区甲和连接区乙位于主缆横截面外，并与摩擦区及鞍座或索夹构件连接，摩擦区位于连接区甲和连接区乙之间。3.根据权利要求2所述的一种主缆抗滑装置，其特征在于所述摩擦区I包括一个板状主摩擦件4和若干肋状子摩擦件5 (参见图2)，所述子摩擦件包括至少两个与主缆丝股接触的表面，并与主摩擦件连接。4.根据权利要求2或权利要求3所述的一种主缆抗滑装置，其特征在于，还包括丝股限位件6 (参见图3)，所述丝股限位件只包括一个与...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏传海，
申请(专利权)人：苏传海，
类型：发明
国别省市：湖北;42