专利名称：大跨径悬索桥用主缆索股的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种悬索桥用主缆索股，具体涉及一种大跨径悬索桥用主缆索股。属桥梁建筑工程技术领域。
背景技术：
悬索桥通常由主缆、吊索、桥塔、主梁、锚锭等几个主要部分组成。主梁、桥面系及 活载等荷载通过吊索传给主缆，依靠主缆将荷载作用在桥塔及锚碇上。因此主缆是悬索桥 的主要结构组成部分，它承载着桥梁上部结构的全部恒载和活载，其制作质量对悬索桥的 成桥精度及架设施工起决定作用。目前行业内通用的主缆制作方法为预制平行钢丝索股法，该方法是将若干根钢丝 (强度通常为1670MPa)在工厂内预先制成六边形索股，每股索股包含61根、91根或127根 钢丝，两端用热铸锚锚固，然后盘卷运至架设现场逐股架设，架设后采用专用设备将多股索 股收紧成圆形，即为悬索桥主缆。随着悬索桥跨径的越来越大，相应的大跨径悬索桥主缆所需索股股数也逐渐增 力口，索股股数的增加有两个明显的缺点1)由于以往悬索桥用主缆钢丝强度级别较低(1670MPa)，这样在主跨增大后桥梁 设计总荷载将会增加，因此必然会导致悬索桥主缆所用钢丝总数增加，从而增加桥梁总重， 造价升高；2)在悬索桥主缆索股股数增加的同时，由于索股需要逐根架设，因此必然使索股 施工期加长，降低全桥施工效率。上述两个缺点理论上可通过提高主缆用钢丝强度及单股索股内钢丝数量获得解 决。但单股索股内钢丝数量的增加在实桥使用过程中有一个明显的难点在当前的主缆索 股制作技术中，由于单股索股内钢丝数量较少而忽略了索股的高度和宽度，因此单股索股 内的钢丝长度一致。但索股在架设过程中，不可避免的会通过桥梁上的索鞍等圆弧状过渡 位置——这些索鞍，包括主索鞍和散索鞍，是悬索桥特有的一种构件，其主要作用是使主缆 沿一定的曲线转向(图1)。当索股通过索鞍这类转弯构件时，必然会产生贴近索鞍的下层 钢丝内缩，远离索鞍的上层钢丝伸长的问题，从而导致等长索股的上、下层钢丝伸长量不一 (图2)。即上层钢丝比下层钢丝受到更大的拉伸应力。此问题在索股施工时会导致索股鼓丝、散丝等现象，在索股实桥使用过程中由于 索股内上、下层钢丝在长期受力不均的情况下极易导致部分索股内钢丝加速疲劳，严重的 甚至会产生断丝等现象，给桥梁留下了巨大的安全隐患。上述问题在以下四种情况时将会更加突出1)对于大跨径悬索桥，由于主缆索股规格的不断加大，由此而导致的单股索股内 上、下层钢丝在过索鞍时的差异更加明显；2)在多塔连跨的悬索桥中，主缆索股的转弯次数增多，索股的多次弯曲导致索股 内钢丝的累计不均勻性更加突出；
3)在自锚式悬索桥中，由于索股长度较短，相对于整个索股长度，索鞍处弯曲产生 的索股内钢丝长度误差更大，更易出现鼓丝、散丝等现象；4)在具有空间缆的自锚式悬索桥中，由于索股在三维方向上均有弯曲，由此而产 生的鼓丝、散丝现象更加严重。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种在桥梁设计荷载不变的情况下，可降 低悬索桥主缆重量、在悬索桥主缆用钢丝总根数不变的情况下，可有效减少索股数量、且在 大规格索股(包含169根及以上钢丝的索股)制作过程中能适应悬索桥主缆线形的变化的 大跨径悬索桥用主缆索股。本发明的目的是这样实现的一种大跨径悬索桥用主缆索股，其特征在于1)组成主缆索股的钢丝强度为1860MPa ；2)单股主缆索股为六边形，钢丝组成为169丝、217丝或271丝；3)在大规格索股制作过程中采用了“股内钢丝长度分别控制技术”，该技术是这样 实现的a)在六边形索股成型后，采用模拟索股在索鞍内弯曲的成型支架对索股在索长范 围内根据各索鞍的位置进行预弯曲，并在索鞍的两端及预弯曲段采用夹具或者铅丝将相应 位置处的索股夹紧，以防止钢丝串丝；b)在索股内每层设置一根标准长度钢丝，以控制每层的钢丝长度；在索股内设置 多根标志钢丝，以控制预弯曲后的扭转状况。本发明的有益效果是1)组成主缆索股的钢丝强度为1860MPa，比行业内通用的1670MPa的钢丝强度提 高了 10%以上，在桥梁设计荷载不变的情况下，可大幅降低悬索桥主缆重量，节约成本，并 可保持桥梁线形。2)钢丝组成为169丝、217丝或271丝(图3、图4、图5)，比行业内常用的127丝 主缆索股分别多了 42根、90根和144根钢丝，这样在悬索桥主缆用钢丝总根数不变的情况 下，可有效减少索股数量，相应的可减少主缆索股架设时所需时间，缩短施工工期。3)如背景技术中所言，单股索股数量的增多在过索鞍等位置时会加大索股内钢丝的受力不均勻性，降低桥梁安全。因此本发明在大规格索股制作过程中采用了“股内钢丝长 度分别控制技术”，可以在同股索股内设置长度不同的钢丝以适应悬索桥主缆线形的变化。
图1为悬索桥主缆的线形示意图。图2为通常的主缆索股通过索鞍时的示意图。图3为本发明的主缆索股钢丝断面示意图(169丝)。图4为本发明的主缆索股钢丝断面示意图(217丝)。图5为本发明的主缆索股钢丝断面示意图(271丝)。图6为本发明的采用了“股内钢丝长度分别控制技术”的主缆索股示意图。图7为图6中索股预弯曲段的放大图。
图8为本发明的主缆索股用标准丝和标志丝布置示意图(以169丝主缆索股为例)。索鞍1、预弯曲段2、夹具或者铅丝3、标志钢丝4、标准长度钢丝5。 具体实施例方式本发明涉及的大跨径悬索桥用主缆索股，组成该主缆索股的钢丝强度为1860MPa ； 单股主缆索股为六边形，钢丝组成为169丝、217丝或271丝(图3、图4、图5)；在大规格索 股制作过程中采用了 “股内钢丝长度分别控制技术”。该技术是这样实现的a)在六边形索股成型后，采用模拟索股在索鞍内弯曲的成型支架对索股在索长范 围内根据各索鞍的位置进行预弯曲，并在索鞍的两端及预弯曲段采用夹具或者铅丝将相应 位置处的索股夹紧，(图6、图7)。b)在索股内每层设置一根标准长度钢丝，以控制每层的钢丝长度；在索股内设置 多根标志钢丝，以控制预弯曲后的扭转状况(图8)。
权利要求
一种大跨径悬索桥用主缆索股，其特征在于1)组成主缆索股的钢丝强度为1860MPa；2)单股主缆索股为六边形，钢丝组成为169丝、217丝或271丝；3)在大规格索股制作过程中采用了“股内钢丝长度分别控制技术”，该技术是这样实现的a)在六边形索股成型后，采用模拟索股在索鞍内弯曲的成型支架对索股在索长范围内根据各索鞍的位置进行预弯曲，并在索鞍的两端及预弯曲段采用夹具或者铅丝将相应位置处的索股夹紧，b)在索股内每层设置一根标准长度钢丝，在索股内设置多根标志钢丝。
全文摘要
本发明涉及一种大跨径悬索桥用主缆索股，属桥梁建筑工程技术领域。组成主缆索股的钢丝强度为1860MPa；单股主缆索股为六边形，钢丝组成为169丝、217丝或271丝；在大规格索股制作过程中采用了“股内钢丝长度分别控制技术”。该技术是这样实现的在六边形索股成型后，采用模拟索股在索鞍内弯曲的成型支架对索股在索长范围内根据各索鞍的位置进行预弯曲，并在索鞍的两端及预弯曲段采用夹具或者铅丝将相应位置处的索股夹紧；在索股内每层设置一根标准长度钢丝，在索股内设置多根标志钢丝。本发明主缆索股，在桥梁设计荷载不变的情况下，可降低悬索桥主缆重量；在悬索桥主缆用钢丝总根数不变的情况下，可有效减少索股数量；且在大规格索股制作过程中能适应悬索桥主缆线形的变化。
文档编号E01D11/02GK101824798SQ201010119929
公开日2010年9月8日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者周祝兵, 宁世伟, 薛花娟, 赵军, 赵成哲 申请人:江苏法尔胜新日制铁缆索有限公司;江苏法尔胜泓昇集团有限公司