专利名称：吊索桥钢缆缠绕物及缠绕方法
技术领域：
本发明涉及用于例如吊索桥或斜拉桥的钢缆那样大而长的室外管件的缠绕物，以及将这种缠绕物裹到这种管件上去的方法。
吊索桥和斜拉桥的钢缆暴露在恶劣的室外气候条件下，因而必须涂上油漆，以避免生锈以及由这种暴露所引起的其它形式的损害。传统上，这种钢缆被涂上耐气候性油漆。但是，由于这种油漆过的钢缆经过暴露于其间的气候条件的恶劣，所以仍然需要对油漆过的钢缆定期重新油漆，而且由于这些钢缆比较不易接近，因而定期重新油漆的费用很大。在重新油漆之前除去旧漆，这对正常的重新油漆来说是必需的步骤，但也产生环境方面的问题。
最近已经知道，大桥的钢缆可以通过用无限长的聚氯丁二烯材料的带子螺旋缠绕而受到更长久的保护，使其免于暴露。但是，这种材料往往不能适当地预先着色，因而不能与桥的其它构件或要用到这种材料的其它结构的外观相匹配或融合。这样，通常在用聚氯丁二烯覆盖物螺旋缠绕桥的钢缆之后，还要在缠绕物的外表面涂漆，以便在钢缆和其它桥结构之间保证合适的颜色匹配。显然，这种涂漆后的工序是一种劳动力相当密集的工作，因而费用高昂。
此外，在用聚氯丁二烯螺旋缠绕吊索桥钢缆时，重要的是，每一圈盖物都要单单地粘在上一圈覆盖物上，以适当地封接两圈之间的接缝，从而避免水分和灰尘侵入覆盖物和钢缆之间的内部。在使用上述种类的聚氯丁二烯覆盖物的情况下，已经知道，通过在一圈圈连贯的覆盖物之间设置很大的搭接，并用溶剂将搭接层互相粘接起来，就可以封接接缝。但是，刷涂溶剂也是量动力密集型的工作，因而成本高昂，而且由于从环境、健康和安全的角度来说很多溶剂都是有害的，因此在处理和贮存这种材料时需要高度注意。此外，溶剂封接步骤还要影响先前刷好漆的表面。
根据本发明，用于吊索桥或斜拉桥或其它很大很长的室外管件的钢缆可以通过用无限长的、合适的合成橡胶材料制成的柔性带将其螺旋缠绕来有利地保护，使其不暴露于恶劣的气候条件下，这些材料是例如为各种用途而销售的材料—例如用于覆盖房顶的材料，它们都冠以“海帕伦”商标名。这种材料可以预先加以各种各样颜色的颜料，从而不需要事后涂漆(而这正是聚氯丁二烯覆盖物的特点)，因而在覆盖物的外面和桥的其它构件或相邻结构之间得到适当的颜色匹配。此外，这种合成橡胶的一圈圈连贯的搭接部分可以适当地互相封接，以通过例如沿着钢缆推力环形辐射加热器或环形内加热带那样的封接操作来封接圈与圈之间的接缝，从而不再需要曾是聚氯丁二烯覆盖物的特征的那些溶剂封接步骤，并且消除了随之而来的溶剂处理问题。
如上所述，热封步骤的另一个优点是，诸如标有帕伦商标的那些合成橡胶覆盖材料可以沿其纵向或机器方向具有有效的可热缩性。这样，使这种材料的搭接的层或圈互相封接所需的温度将使这些层收缩，从而确保桥的钢缆或其它物件被其螺旋沿伸的覆盖物所裹紧。
在实施本发明时使用的海帕伦合成橡胶最好是两层这种材料，以提供适当的覆盖厚度。当使用这种叠层时，最好是将例如由聚酯或其它高抗拉强度的有机材料制成的网夹在两层中间，以便改善带的整体抗拉强度。使用这种网将降低带的热缩程度，但是如果带是处在施加在钢缆上的张力下，由网所强化的合成橡胶带仍将具有足够的热缩性能，以保证使钢缆覆盖物紧紧地包住其下面的钢缆。
在用于吊索桥钢缆的本发明的实施过程中，因为钢缆的支承环通常沿一般的吊索桥钢缆分开放置，因此重要的是，能够适当地封接钢缆和每根支承环之间形成的接缝。根据本发明的最佳实施例，这种封接通过使用通常为楔形的氯丁橡胶或类似的弹性材料的模压件来提供，这些模压件侧面与侧面相接，以形成环形构件，该构件紧裹在位于支承环或其它支撑构件近旁的钢缆的一部分上，环形构件的厚端与钢缆支承环的端面形成紧密的密封连接。最好是，模压件的侧面互相连接，然后，最好通过高抗拉强度的塑料带约束环形构件，而将其机械地限定在这种构造中。
相对短的海帕伦合成橡胶套在环形构件附近的位置处围绕钢缆形成，并紧紧抱住钢缆。该合成橡胶套长到足以覆盖弹性环形构件以及在其后面延伸的一小段钢缆。然后，将该合成橡胶套在钢缆上推向支承环，以使其围绕支承环旁边的弹性环形构件。这个步骤自然会使套拉伸。因而增加套的张力，该步骤也自然会使弹性环形构件压缩，从而改善弹性环形构件和钢缆之间接缝处的封接。然后，最好通过用高抗拉强度的带子将该套机械地限制定位，并且如上所述，形始螺旋式地缠绕钢缆，最好从钢缆支承环的端面开始螺旋缠绕，从而使缠绕物覆盖在合成橡胶套和被合成橡胶套所包住的弹性环形构件上。
因此，本发明的目的是提供一种用于例如吊索桥那样的大而长的室外管件的改进的耐气候性缠绕物，并提供将这样的缠绕物裹在这样的物件上的方法。更具体地说，本发明的目的是对这种构提供一种具有上述特征的预先适当着色的缠绕物，以便在将该缠绕物在该物件上就位后，不需要在缠绕物上涂漆。本发明的目的还在于提供一种具有上述特征的多层缠绕物，可以通过热封使其重叠的层互相粘接，而不需使用溶剂，同时也避免了溶剂处理以及随之而来的溶剂贮存问题，本发明的目的还在于提供一种由可以热缩和可以封接的材料制成的、具有上述特征的多层缠绕物，将其搭接的层相互加热封接，然后收缩，与管件形成非常紧密的接合。本发明的目的还在于在管件支承环和具有上述特征的被缠绕的管件之间提供一种合适的封接。本发明的目的还在于提供一种缠绕预先涂漆的管件的方法，这种方法不需要事先除去油漆。但无论如何不会影响现有的油漆。
为进一步理解本发明及其目的，应对于附图及其下列简要说明、最佳实施例的详细说明以及权利要求予以注意。
图1示出管件和管件支承环的部分剖视图。该管件被缠绕，并相对于根据本发明的最佳实施例的支承环封接；图2是本发明中实际使用的一层缠绕材料的最佳实施例的放下的部分剖视图；图3是图1所示的被缠绕的管件放大的部分透视图；以及图4是示出在相应于图1上的缠绕所用的某一步骤的工具的透视图。
图1示出一段长形管件10，直观地示出吊索桥或斜拉桥的钢缆，该钢缆通常用在室外不可接触的地方，易受腐蚀或其它形式的损坏，这些损坏往往是由于其暴露在室外气侯条件下而造成的。在吊索桥上，这种管件10用于包住轴向延伸的承受拉力的构件12，并限制其径向运动。构件12一般是由一束独立的钢缆制成的。管件10一般由在图1中部分示出的支承环14以及在吊索桥上通常称为管托或撑杆的垂直支承构件在沿其长度方向的不同位置处支承。
管件10做为一个单独构件示出，在吊索桥上，它一般通过将镀锌的外钢缆螺旋地绕在负载构件12上而形成，螺旋缠绕构件的相邻匝的表面之间互相接触。在很多较老的吊索桥上，事先已经在管件的外部涂上油漆，通常使用的油漆为铅基油漆。无论如何，不管管件10的涂漆表面状态如何，都可以将缠绕物16缠绕在涂了漆的构件10上，而且这可以在不破坏涂漆表面状态的情况下做到。在任何情况下，不管管件10的外表面的结构和状态如何，它都受到保护，而不暴露在气候条件下。所述保护是通过用外缠绕物16将其沿从支承环14向下一个未示出的支承环延伸的长度方向包住，并通过设置一个一般由件号18表示的封接结构，将在支承环14和管件10之间形成的接头封接来实现的。
一般说来，如图3所示，外缠绕物16是通过将成卷R的无限长的缠绕带S螺旋缠绕在管件10上而形成的。缠绕带S是一种柔性的有机材料，它具有适当的抗气候性成分。该缠绕带最好在拉力下使用，以确保使它能紧贴在管件器的外部。如图1和图3所示，捆邦缠绕带时，其相邻匝之间是互相搭接的，搭接部分最好等于缠绕带宽度的一半，以使相邻匝之间能形成合适的接缝，并沿管件10形成一个大致均匀的双层缠绕物。此外，缠绕物16起到有效地将已经涂在管件10上的铅基油漆封闭起来的作用，因而消除了潜在的环境污染问题。
图2的截面图示出缠绕帘S，它最好由具有内层S1和外层S2的层压带构成，在两层之间，夹有由较高抗拉强度材料制成的网S3。最好是，每一层S1和S2的厚度是均匀的。使其厚度均匀的一种方法是压延，另一种方法是购买例如杜邦公司销售的、用于遮盖层顶以及用于其它方面的、商品名为海帕伦的合成橡胶。这种材料可以通过将适量的单色颜料掺进将要压延的树脂中而预先看似各种各样的颜色和色调。使用这种方法，在夹层S1、S2的最外层和桥的周围部件或其它相邻结构之间可得到适当的颜色匹配，从而不需要在外缠绕物16在管件10上就位后在外缠绕物16上涂漆。在图示的用于缠绕18英寸(457.2mm)外径、呈吊索桥钢缆形式的管件10的本发明的实施例中，缠绕带S为6英寸(152.4mm)宽，每块海帕伦合成橡胶带S1和S2的厚度是0.015英寸(0.381mm)，网S3为250登尼尔、8×8的聚酯网。每一圈这种材料层可能紧密，尽可能精确地与上一圈的一半宽度搭接。
当外缠绕物16在管件10上就位后，将其加热，以封接间互相搭接的部分，从而封接由这些圈所形成的螺旋延伸的接缝。如图3所示，在内热或电热带B在管件10上就位之后，其加热步骤可以通过电热带B的热传导，以及按程序将电热带B向前推进来完成。另一种可供选择的方案是，热封步骤可以通过沿着管件10上的缠绕物16推进一个环形热辐射器来完成。
密封18可以用适当的方法形成，但在本发明的最佳实施例中，该密封是通过将图4示出的一般为楔形氯丁橡胶材料或其它弹性材料模压件E的相对的侧面连成一个环形构件20而形成的。环形构件20紧贴在管件10外表面的环形部分上，而环形构件20的较厚的一头紧贴在呈环形的支承环14的端面上。模压件E相对的侧面最好互相粘在一起，以形成环形构件20。在任何情况下，在环形构件20相对于管件10和支承环14就位之后，最好用诸如“Delrin”商标的聚甲醛(POM)带那样的高抗拉强度的塑料带22以及在环形构件20的外部形成、以容纳塑料带22的槽24将其紧紧地约束住，使其固定在所述位置。
当如上述那样将环形构件20和带22在管件10上就位后，使环形套26紧贴在位于环形构件20之后的管件10的一段上成形。套26由可拉伸的有机材料制成，最好由海帕伦商标的合成橡胶制成。在套成形之后，将它推向支承环14，以包裹环形构件20。如图所示，套26有足够的轴向长度以覆盖环形构件20的全部轴向长度以及在其后面延伸的管件10的一部分。在任何情况下，将套26推向支承环14都会增加套26覆盖在环形构件20上面的部分的张力，从而压缩环形构件20，使其与支承环14和管件的被环形构件20所包围的部分形成紧密的密封接合。当如上述那样使套26就位后，最好是用诸如“Delrim”商标的POM带的另一个高抗强度的塑料带将套26限定在其位置上。向外突出的环形凸缘30在环形构件20的外部形成，以使带28相对于支承环14轴向定位。于是，外缠绕物16在管件10上形成，最好由支承环14开始，从而起到将套26的外部包裹起来并将带28盖住的作用。
虽然已经示出和说明由发明者听设计的、执行从其申请日期起的本发明的最佳模式，很显然，对于本领域的普通技术人员来说，只要不离开本发明的范围，可以做出适当的修改、变化，或同等的事情。所述范围完全由下述权利要求所限定。
权利要求
1.一种用于围绕适用于暴露在室外的吊索桥或斜拉桥的拉力负载支承钢缆的实际长度形成保护性缠绕物的方法，包括步骤有将合成橡胶材料的柔性带紧紧地螺旋缠绕在钢缆的实际长度上，该柔性带有很多圈，沿着所述钢缆的实际长度延伸，带的每一圈搭接在上一圈的一部分上，以及加热螺旋缠绕的带，以便使带的每一圈同上一圈被压在下面的部分热封，从而封接两圈之间形成的接缝。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，螺旋缠绕柔性带的工序是在将钢缆在桥上就位后完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，合成橡胶材料是氯磺化聚乙烯(海普隆)材料，所述加热步骤对于使氯磺化材料交联而生成硫化材料是有效的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将合成橡胶材料的带缠绕到管件上之前，至少一部分管件的外表面已经涂上铝基油漆，以及当将合成橡胶材料的带缠绕到管件上时，不用将油漆从其外表面部分去掉。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括，在将合成橡胶材料的带缠绕在管件上之前，在支承环和管件之间形成的接缝处形成一个环形密封，然后，先将合成橡胶带缠绕在环形密封上，再将其缠绕在环形密封后面沿伸的管件的一部分上。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，环形密封的形成包括设置弹性材料的双侧面模压件的步骤，模压件有对置的侧面，这些侧面面对面地绕管件连接起来，该模压件具有沿管件轴向延伸的表面，在模压伸侧面对侧面地连接后，该表面呈环形地贴在管件上，该模压件还具有第二表面，它沿着管件的横截面方向延伸，在模压件侧面对侧面连接之后，该第二表面呈环形地贴靠在支承环的表面上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于环形密封的形成包括另一个步骤，即在模压件侧面对侧面连接之后，通过将一个合成橡胶材料的套围绕在模压件上面而使其收缩，以便使模压件的表面同管件保持密封接触，同时也使模压件的第二表面同支承环的表面保持密封接触。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，合成橡胶材料在加热过程中所受到的热密封温度下是可热缩的。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，至少带的最外层表面部分由氯磺化聚乙烯(海普隆)材料制成，该材料内加有颜料，其颜色与具有这种管件的结构的相邻部分的颜色相协调，按另一种方式，所述最外层表面部分可以不涂油漆或不着色。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，带包括互相叠压在氯磺化聚乙烯(海普隆)材料的内层和外层，其中外层加有颜料。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，带还包括一层夹在内层和外层中间的高抗拉强度的网材料。
12.一种适于暴露在室外的吊索桥和斜拉桥上的长的承受拉伸负荷的钢缆和覆盖该长钢缆的实际长度的保护性缠绕物组合物，所述保护缠绕物包括紧紧地螺旋缠绕在钢缆上的合成橡胶材料带，带的每一圈搭接在上一圈的一部分上，并被热封接，以密封在两圈之间形成的接缝，其特征在于，当所述合成橡胶材料缠绕在长钢缆上时，它是可焊接的热塑性塑料，而且在热封之后交联，从而生成覆盖在长钢缆上的硫化橡胶。
13.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，带包括互相叠压的氯磺化聚乙烯(海普隆)材料的内层和外层，其外层含有颜料，而在另一种情况下，不涂漆或不着色。
14.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，带包括互相叠压的氯磺化聚乙烯(海普隆)材料的内层和外层，一层有机材料的高抗拉强度的网夹在内层和外层之间。
15.根据权利要求12所述的组合物，其特征在于，带的每一圈都大致叠压在上一圈的一半宽度上，从而形成沿着长钢缆的所述实际长度延伸的双层厚度的缠绕物。
全文摘要
一种用于吊索桥或斜拉桥的密封的钢缆，钢缆(10)由缠绕物(16)所密封，该缠绕物是通过将合成橡胶的柔性带(S)螺旋地紧紧缠绕在钢缆上形成的。带在缠绕时，其每一圈都搭接在上一圈的一半宽度上，因而形成厚度均匀的双层缠绕物。在螺旋缠绕程序之后，对缠绕物加热，以将互相叠合的层热封，从而封接在两相邻的层之间的接缝，并使缠绕物收缩，紧箍在钢缆上。用合适的颜料预先上色叠合的多层带的外层，从而不需要事后才在缠绕物上涂漆，以便在带和桥结构的相邻部分之间得到合适的颜色匹配。
文档编号E01D19/10GK1127818SQ9510037
公开日1996年7月31日 申请日期1995年1月27日 优先权日1995年1月27日
发明者S·G·马蒂, R·J·兰汉姆, B·J·麦马丁, A·L·雷德, D·H·布朗 申请人:D·S·布朗公司