平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统技术方案

本发明专利技术涉及一种平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，该系统用于连接断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索，主要包括梁端、塔端锚固构件，多组高强度平行钢丝拉索单元，多组拉索张拉和长度调节构件，梁端斜拉索对应锚固在梁端锚固构件上，塔端斜拉索对应锚固在塔端锚固构件上，高强度平行钢丝拉索单元的两端分别通过所述拉索张拉和长度调节构件对应锚固在梁端锚固构件和塔端锚固构件上，以实现对断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索的应急连接。该系统将张力均匀分布，连接稳定，将梁端斜拉索钢丝和塔端斜拉索钢丝快速分散镦头锚固，便于在现场与应急索快速连接。

Emergency Cable System for Rapid Repair of Parallel Steel Cable

The invention relates to an emergency cable system for rapid repair of parallel steel cable, which is used to connect the broken beam end cable and tower end cable, mainly including beam end and tower end anchorage components, multiple groups of high strength parallel steel cable units, multiple groups of cable tension and length adjustment components, beam end cable corresponding anchorage on beam end anchorage components, tower end cable corresponding anchorage. On the anchorage member at the end of the tower, the two ends of the high strength parallel steel cable element are anchored on the anchorage member at the end of the beam and the anchorage member at the end of the tower respectively through the cable tension and the length adjustment member, so as to realize the emergency connection between the broken beam end cable and the tower end cable. The system distributes tension evenly and connects stably. It anchors the beam end cable steel wire and tower end cable steel wire quickly and dispersedly, which is convenient for quick connection with emergency cables in the field.

【技术实现步骤摘要】
平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统
本专利技术涉及斜拉索修复，具体涉及一种在斜拉索修复过程中对斜拉索进行快速连接的应急索系统。
技术介绍
斜拉桥是一种自锚体系，不需昂贵的地锚、防腐技术要求低、整体刚度、抗风性能好，再加上美观、经济及建设相对容易。现代斜拉桥由于具有结构刚度大、轴向受力呈自锚体系、悬臂施工方法简便等特点，与悬索桥相比，在抗风稳定性、经济性、特别是适应恶劣的地质条件等方面存在明显的优势。目前，我国主要交通要道上的跨海跨江桥梁许多都采用大跨径斜拉桥。斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支镦的多跨弹性支承连续梁。因此，当一根或者多根斜拉索被破坏后，主梁就相当于减少了若干支承，跨度增大，主梁变形也相应增加。若变形过大，超过预期较多而不能有效控制，极易使所在梁端开裂，造成结构损坏。为了使结构保持良好的受力状态，对于遭到破坏的斜拉索，目前最常用的方法是对损坏的斜拉索更换。此更换工作需要制作与原斜拉索规格一样的新斜拉索，然后在现场将原有斜拉索及锚具进行拆除，工序复杂，一般需要1到2个月。对于重要交通要道上的桥梁，在紧急情况下如何在24小时内利用准备件进行斜拉索的快速修复，使斜拉桥结构短期内满足运输要求，维持桥梁的正常使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能够快速连接断裂的斜拉索索体的应急索系统。大跨径斜拉桥斜拉索大部分采用平行钢丝索体，为实现快速更换，应急索系统采用多组小规格高强度平行钢丝拉索、多组高性能高强度拉杆。针对大规格索体，应急索系统主要考虑在原斜拉索梁端、塔端的锚固系统未被破坏的前提下，满足临时交通通行要求，具体按施工阶段安全系数取用，一般不考虑耐疲劳性能，连接构件的耐久性要求不小于2年。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一一种平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：该系统用于连接断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索，主要包括梁端、塔端锚固构件，多组高强度平行钢丝拉索单元，多组拉索张拉和长度调节构件，梁端斜拉索对应锚固在梁端锚固构件上，塔端斜拉索对应锚固在塔端锚固构件上，高强度平行钢丝拉索单元的两端分别通过所述拉索张拉和长度调节构件对应锚固在梁端锚固构件和塔端锚固构件上，以实现对断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索的应急连接。优选地，所述多组高强度平行钢丝拉索单元以卫星环绕的方式设置在斜拉索的外圈；或者分为两组对称设置在斜拉索的两侧。进一步地，所述高强度平行钢丝拉索单元优选超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索，拉索两端采用锚具进行锚固，平行钢丝在锚具的锥形腔内呈发散状。具体地，所述超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索采用的是5mm、2100MPa高强度锌铝合金镀层钢丝，钢丝性能参见表1表15mm-2100MPa高强度锌铝合金钢丝技术指标进一步地，所述梁端、塔端锚固构件的锚固盘上开设有通孔阵列，所述通孔阵列的排布结构与斜拉索平行钢丝的排布结构相吻合，斜拉索的平行钢丝能够一一对应穿设。并固定在通孔阵列内；锚固盘上还开设有锁紧通孔，高强度平行钢丝拉索单元端部的拉索张拉和长度调节构件固定在该锁紧通孔内。进一步地，所述拉索张拉和长度调节构件包括拉杆、螺母、垫板、张拉撑脚和千斤顶，所述拉杆又包括梁侧拉杆和塔侧拉杆，梁侧拉杆和塔侧拉杆分别对应固定连接超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索两端的锚具，梁侧拉杆的外端锁紧在梁端锚固构件的锁紧通孔内，塔侧拉杆的外端穿过塔端锚固构件的锁紧通孔，张拉撑脚和千斤顶安装在塔侧拉杆的外端，并在拉杆端部通过螺母和垫板锁紧拉杆，通过旋转螺母调节拉杆的拉伸长度，通过千斤顶和张拉撑脚对超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索进行超张拉。当然，千斤顶和张拉撑脚还可以设置在梁侧拉杆的外端，对超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索的张拉效果和设置在塔侧拉杆的外端的张拉效果是一样的。优选地，所述拉杆、螺母采用合金结构钢42CrMo件，材料需进行调质及探伤处理，从而可以获得高强度拉杆。为降低对起吊设备的要求，索体采用多组高强度平行钢丝拉索单元及拉杆的分段连接结构；以6m、10m、20m、40m、50m、100m、200m、300m的长度进行索体分级，实现索体的模块化和通用化。且优选较长长度的拉索单元和拉杆的组合。本申请另外提供一种平行钢丝斜拉索快速修复连接方法，步骤如下1)根据权利要求1-7准备好应急索系统的各部件；2)根据现场破坏情况，对照原有斜拉索长度，计算应急索系统的连接长度；3)根据计算的连接长度，提出应急索的组合方式，选择对应长度的拉索单元和拉杆的组合；4)进行应急索与梁端斜拉索的快速连接，具体操作如下：将梁端斜拉索展开在梁面上，将钢丝对应一一穿入梁端锚固构件的通孔阵列中并镦头固定，实现梁端斜拉索与梁端锚固构件的连接；然后分别在高强度平行钢丝拉索单元的两侧均分别固定连接上拉杆，逐个将梁侧拉杆的端部穿过梁端锚固构件上的呈卫星排布的锁紧通孔内并用螺母锚固；将塔侧拉杆采用钢丝绳卷扬机进行牵引来提升梁端斜拉索；5)利用挂篮作业对塔端斜拉索进行作业：将塔端斜拉索的钢丝一一穿入塔端锚固构件的通孔阵列中并镦头固定，实现塔端斜拉索与塔端锚固构件的快速连接；将塔侧拉杆的端部穿过塔端锚固构件上的呈卫星排布的锁紧通孔内并用螺母锚固；6)逐个在塔侧拉杆的端部安装上张拉撑脚和千斤顶，对高强度平行钢丝拉索单元进行张拉，张拉至设置张力值，即完成对梁端斜拉索和塔端斜拉索的快速修复连接。此外，步骤(4)中在对梁端斜拉索的牵引作业过程中，采用临时拉杆系统对多个高强度平行钢丝拉索单元进行逐级牵引，牵引到位后拆临时牵引拉杆。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本申请设计了一款用于快速连接断裂的斜拉索的应急索系统，在短时间内维持该斜拉索的作用，保证桥梁的正常运行。该系统将张力均匀分布，连接稳定，将梁端斜拉索钢丝和塔端斜拉索钢丝快速分散镦头锚固，便于在现场与应急索快速连接。(2)设计采用多组高强度平行钢丝拉索单元承载张力，多组应急索拉索单元呈卫星环绕的方式设置减小了应急索安装和张拉设备尺寸和重量，便于现场快速施工。(3)本申请设计的高强度平行钢丝拉索单元具有通用性，通过增加拉索单元的数量可承受更大的负载。(4)本申请的高强度平行钢丝拉索单元采用5mm-2100MPa的超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索，在满足强度的前提下尽可能降低了拉索的重量，实现了轻量化。(5)本申请另外设计了一款用于快速连接断裂的斜拉索的方法，用于快速将断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索可靠连接。附图说明图1为完好的斜拉索索体的示意图；图2为断裂的斜拉索索体的示意图；图3为对断裂的斜拉索索体快速修复的简示图；图4为本申请应急索系统的连接示意图；图5为本申请实施例中锚固构件的结构示意图；图6为本申请实施例中锚固构件的半剖示意图；图7为本申请实施例应急索系统的结构示意图；图8为本申请实施例中高强度平行钢丝拉索单元的结构示意图；图9为本申请实施例中应急索系统索体张拉以及长度调节机构的示意图；图10为本申请实施例2中锚固构件的结构示意图；图11为本申请的剖视图。图中：1桥塔、2塔端锚固系统、3斜拉索、4梁端锚固系统、5锚梁、301梁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：该系统用于连接断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索，主要包括梁端、塔端锚固构件，多组高强度平行钢丝拉索单元，多组拉索张拉和长度调节构件，梁端斜拉索对应锚固在梁端锚固构件上，塔端斜拉索对应锚固在塔端锚固构件上，高强度平行钢丝拉索单元的两端分别通过所述拉索张拉和长度调节构件对应锚固在梁端锚固构件和塔端锚固构件上，以实现对断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索的应急连接。

【技术特征摘要】
1.一种平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：该系统用于连接断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索，主要包括梁端、塔端锚固构件，多组高强度平行钢丝拉索单元，多组拉索张拉和长度调节构件，梁端斜拉索对应锚固在梁端锚固构件上，塔端斜拉索对应锚固在塔端锚固构件上，高强度平行钢丝拉索单元的两端分别通过所述拉索张拉和长度调节构件对应锚固在梁端锚固构件和塔端锚固构件上，以实现对断离的梁端斜拉索和塔端斜拉索的应急连接。2.根据权利要求1所述的平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：所述多组高强度平行钢丝拉索单元以卫星环绕的方式设置在斜拉索的外圈；或者分为两组对称设置在斜拉索的两侧。3.根据权利要求1所述的平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：所述高强度平行钢丝拉索单元优选超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索，拉索两端采用锚具进行锚固，平行钢丝在锚具的锥形腔内呈发散状。4.根据权利要求3所述的平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：所述超高强度锌铝合金镀层钢丝热挤聚乙烯拉索采用的是5mm、2100MPa高强度锌铝合金镀层钢丝。5.根据权利要求4所述的平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：所述钢丝的公称直径为5.0±0.06mm，不圆度≤0.06mm,抗拉强度≥2100MPa,松弛：≤7.5％，规定非比例延伸强度≥1680MPa,弹性模量Ey＝(2.0±0.1)×105MPa,延伸率≥4.0％(L＝250mm)，反复弯曲(R＝3d)：≥5次无损伤，扭转性能(L＝100d)：≥14次，缠绕(D＝3d)：≥8圈无损坏，无裂纹；外观：钢丝表观应光滑、均匀，无疤点，裂纹，毛刺，机械损失，油污，锈斑及有害附着物；镀层重量：≥300g/m2，镀层均匀性：硫酸铜液浸蚀4次(1min/次)表面不挂铜；镀层附着力(D＝5d)：8圈不起层，不剥落，镀层中的铝含量4.2—7.2％，钢丝自由翘头：5m长钢丝在自由状态下置于平面上时端部上翘值不得大于15cm；失高检测：取弦长1m的钢丝，其弦与弧的最大自然失高应不大于15mm。6.根据权利要求1所述的平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：所述梁端、塔端锚固构件的锚固盘上开设有通孔阵列b，所述通孔阵列的排布结构与斜拉索平行钢丝的排布结构相吻合，斜拉索的平行钢丝能够一一对应穿设并固定在通孔阵列b内；锚固盘上还开设有锁紧通孔a，高强度平行钢丝拉索单元端部的拉索张拉和长度调节构件固定在该锁紧通孔a内。7.根据权利要求6所述的平行钢丝斜拉索快速修复用应急索系统，其特征在于：所述拉索张拉和长度调节构件包括拉杆、螺母、垫板、张拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛花娟，吴琼，赵军，
申请(专利权)人：法尔胜泓昇集团有限公司，江苏法尔胜缆索有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32