一种主缆抗滑装置及抗滑鞍座和索夹的制作方法
【专利摘要】本发明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。本发明原理可靠、结构简易、施工方便、成本低廉，具有实用价值。
【专利说明】一种主缆抗滑装置及抗滑鞍座和索夹
【技术领域】
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。本发明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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。本发明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。
【发明内容】
[0013]本发明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。本发明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。
[0014]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。
[0015]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夹同主缆接触面相似的材料和表面处理。
[0016]根据上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，其中子摩擦件与主缆丝股接触的表面，采用与鞍座或索夹同主缆接触面相似的材料和表面处理。
[0017]根据上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主缆丝股接触的表面，并在所述连接区甲或连接区乙与摩擦区连接处附近，与摩擦区或连接区甲或连接区乙连接，其中丝股限位件与主缆丝股接触的表面采用与鞍座或索夹同主缆接触面相似的材料和表面处理。
[0018]一种主缆鞍座，包括鞍体和鞍槽，该鞍槽包括鞍槽底21和鞍槽壁22 (参见图4)，鞍槽底可包含阶梯状槽路，鞍槽底与鞍槽壁形成U形截面的凹槽，悬索桥主缆从凹槽中通过并发生转向，主缆表面与鞍槽底接触，其特征在于，还包括若干从鞍槽内的主缆丝股间通过、并与鞍槽壁连接的根据上述的主缆抗滑装置23。
[0019]根据上述的一种鞍座(参见图4)，其特征在于，所述鞍槽壁内侧还包含连接肋41，所述主缆抗滑装置通过连接肋与鞍槽壁相连接，鞍槽壁与主缆表面不直接接触。
[0020]根据上述的一种鞍座(参见图4)，其特征在于，在鞍槽内没有主缆丝股通过的空间里还包括填充物25，在垂直于主缆抗滑装置的主摩擦件与主缆丝股接触表面的方向上，所述填充物的变形模量比位于主缆抗滑装置与鞍槽底间的主缆丝股的变形模量小。
[0021]根据上述的一种鞍座，其特征在于，包括并联使用的主缆抗滑装置23，还包括压缩条36 (参见图4)，主缆抗滑装置23包括主摩擦件31、子摩擦件32，相邻主缆抗滑装置通过主缆丝股和压缩条36连接，在垂直于主摩擦件与主缆丝股接触表面的方向上，压缩条的变形模量比相邻主缆抗滑装置间的主缆丝股的变形模量小。
[0022]一种索夹，是悬索桥主缆和吊索的连接装置，包括两片对合并用螺杆18连接的索夹壁16、17 (参见图5)，其特征在于还包括从索夹内主缆丝股间通过、在两片索夹壁对合处附近与索夹壁连接的根据上述的主缆抗滑装置11。[0023]本发明的解决方案具有的优点是:可以可靠的显著增强主缆与鞍座或索夹间的抗滑能力。具体体现在以下几个方面:
一是抗滑原理可靠。本发明沿用了现有技术中的摩擦抗滑原理，现代悬索桥实践已经证明摩擦抗滑原理既有效又可靠。在本发明中，与主缆丝股直接接触抗滑装置表面、鞍槽底面或索夹壁内侧面的材料及表面处理大体一致，这些摩擦面具有大致相同的摩擦系数；抗滑装置与鞍槽壁或索夹壁连接，可以传递沿主缆轴线方向的力，即主缆丝股相对于抗滑装置、鞍槽壁或索夹壁的相对滑动趋势的方向是一致的，即摩擦力的方向是一致的。在现有的鞍座技术中，位于上部的主缆丝股产生的径向力，通过位于下部的主缆丝股传递，同位于下部的主缆丝股产生的径向力叠加，最终作用到鞍槽槽底上；在现有的索夹技术中，作用在圆形截面主缆表面上的索夹夹紧力，通过主缆丝股传递互相抵消以维持主缆丝股在索夹内的受力平衡状态，即主缆内部丝股间在任意方向上均存在压力，该压力的集度同主缆表面与索夹壁内侧面间的索夹夹紧力的集度相一致。在本发明中，抗滑装置从主缆丝股间通过，有两个表面都与主缆丝股接触，并参与鞍座处主缆径向力、索夹处索夹夹紧力的传递过程，即在抗滑装置与主缆丝股接触的两个表面上，都承受着主缆径向力或索夹夹紧力产生的压力，从而巧妙地增大了作用在抗滑索夹与主缆丝股的全部接触面上的压力的总和，实现了抗滑摩擦力的提升。
[0024]二是抗滑能力显著提升。在本发明涉及的鞍座中，虽然作用在位于槽底上方主缆丝股间的抗滑装置表面上的径向压力比槽底要小一些，但这些抗滑装置的上下两个表面上均有压力，可产生抗滑摩擦力，考虑到可以同时布置多层这种抗滑装置，作用在与鞍槽内主缆丝股相接触的全部摩擦面上的压力总和，可远超过现有技术径向力仅直接传递到槽底产生的压力，抗滑能力可提升数倍。在本发明涉及的索夹中，置于索夹内主缆丝股间的抗滑装置有两个可产生摩擦力的表面，作用在这些表面上的压力的集度，与索夹壁与主缆表面间的压力集度相同，考虑到抗滑装置的宽度大致为索夹内的主缆直径，抗滑能力可提升约60%。
[0025]三是不影响主缆疲劳强度。主缆丝股与抗滑装置同与鞍槽底或索夹壁的接触面的材料介质相似，由于新增加的抗滑装置与主缆丝股间的接触应力，不超过鞍槽底或索夹壁与主缆丝股间的接触应力，控制主缆疲劳强度的仍然是后者，本发明不会影响到主缆疲劳强度。
[0026]四是鞍槽或索夹内的主缆丝股的受力均匀程度大为改善。现有技术中，主缆丝股间的内摩擦力是防止不与鞍座或索夹直接接触的那些主缆丝股滑动的因素。这种通过丝股间内摩擦来抗滑的原理的一项后果是，距离与鞍座或索夹与主缆接触面较远的主缆丝股，会发生沿主缆轴向的较大变形，这种变形具有累加的情况，距离接触面越远的丝股，发生的变形越显著，故主缆丝股的受力均匀程度并不十分理想。本发明在鞍槽或索夹内主缆丝股间增加了与鞍槽或索夹连接的抗滑装置，大幅减小了主缆丝股到摩擦面距离的最大值，使鞍槽内主缆丝股受力均匀程度大为改善。
[0027]五是对鞍座而言，可以改善鞍槽壁的受力状况，以至于无需再通过在槽壁上部设置对拉螺杆来改善其受力状况。本发明中的鞍槽壁可不与主缆丝股接触，主缆丝股侧向力不再作用在鞍槽槽壁上，而是作用在抗滑装置的丝股限位件上，作用在抗滑装置两侧的丝股限位件上的主缆丝股侧向力可互相抵消，不会传递到槽壁上，故槽壁的受力状况大大改口 O
[0028]五是成本低廉。本发明涉及的抗滑装置，主要构件大体就是一块中部埋置于主缆内、两侧分别与鞍座或索夹固连的板，构造非常简单；可以分块制造，可以串联和并联使用，便于标准化以节约制造成本。所述串联使用指沿主缆轴线分块；所述并联使用指沿主缆垂线分块。串联或并联使用的多个主缆抗滑装置与同一个索夹或鞍座固连时，这些抗滑装置所承受的沿主缆切向的摩擦力均可视为此索夹或鞍座的抗滑力。在串联使用时，通过增加必要的构造措施，使摩擦面上的压力是通过具有相对滑动趋势的主缆丝股来传递，而不是通过不具备相对滑动趋势的构件来传递。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1:本发明涉及的一种缆索抗滑装置示意图；
图2:本发明涉及的一种包含子摩擦件的缆索抗滑装置示意图；
图3:本发明涉及的一种包含缆索丝股限位件的缆索抗滑装置示意图；
图4:本发明涉及的一种抗滑鞍座的鞍头结构及与主缆连接示意图；
图5:本发明涉及的一种抗滑索夹示意图。
[0030]其中，1-摩擦区，2-连接区甲，3-连接区乙，4-主摩擦件，5-子摩
擦件，6—丝股限位件，11—主缆抗滑装置，12—连接区甲，13—连接区乙，14—摩擦型螺栓，15—螺杆通过孔，16—索夹壁甲，17—索夹壁乙，18—螺杆，21——鞍槽底，22——鞍槽壁，23——主缆抗滑装置，24——主缆丝股，25——填充物，30——主缆丝股，31—主摩擦件，32—子摩擦件，33—丝股限位件，34——加劲肋，36——压缩条，41——连接肋，42——焊缝。
【具体实施方式】
[0031]在所附的图中，以一种非限定性的方法，说明了本发明涉及的一种缆索抗滑装置，及其运用于主缆鞍座和索夹的一个实施例。
[0032]一种缆索抗滑装置(参见图1)，包括摩擦区1、连接区甲2和连接区乙3 ;其中的虚线表示主缆轮廓的边界，该主缆由若干预制平行钢丝束股构成，主缆轮廓指主缆所包含的丝股轴线与主缆轴线的法平面的交点的凸包；抗滑装置从主缆横截面中部通过，所述摩擦区位于主缆内，与主缆丝股紧密接触；摩擦区位于连接区甲和连接区乙之间并与之相连接；连接区甲和连接区乙通过摩擦型螺栓与附近的索夹相连接。该装置摩擦区沿主缆轴向的两个端部呈圆弧状并包含厚度渐变段，边线上有圆弧倒角，以避免主缆丝股在该处产生超过索夹出口处的局部应力。该装置的摩擦区表面做热喷锌处理，以防止主缆疲劳强度降低。
[0033]一种缆索抗滑装置(参见图2)，与前述缆索抗滑装置(参见图1)的区别是:其摩擦区包含主摩擦件4和子摩擦件5 ;其中主摩擦件4与前述缆索抗滑装置的摩擦区I相似；所述子摩擦件5位于缆索横截面内，包括至少两个与主缆丝股紧密接触的表面，并通过焊缝与所述主摩擦件4相连接。
[0034]一种主缆抗滑装置(参见图3)，与前述缆索抗滑装置(参见图2)的区别是:还包括丝股限位件6;该丝股限位件位于连接区甲或连接区乙与主摩擦件相连接处附近，并与之相连接，它只有一个与主缆丝股紧密接触的表面，起着防止缆索丝股受侧向力作用向外移动的作用。该丝股限位件是肋状构件，为防止其因缆索丝股侧向力作用发生较大弯曲变形，在同主缆丝股紧密接触表面相对的表面上，连接有若干加劲肋。
[0035]一种鞍座(参见图4)，包括底板、鞍体和具有鞍槽底21和鞍槽壁22的鞍头，与传统鞍座有所不同:它还包括五层抗滑传力装置23 ;每个抗滑传力装置23包含轴面与径向力方向相垂直的一块板31、轴面与板31轴面相垂直的若干块中肋32和两块边肋33 ;中肋32和边肋33通过焊缝与板31连接；主缆丝股30紧密排列在由中肋32、边肋33及板31所围成的矩形槽中；板31伸出边肋33形成主缆抗滑装置的连接区甲和连接区乙，与鞍槽壁22焊接连接；加劲肋34与板31和边肋33焊接连接，防止边肋33因承受缆索丝股侧向力向外弯曲；为更好的适应主缆丝股的排列形状，在鞍槽底设置了中间低两侧高的几个槽路，槽路交接处设置有较矮的竖向隔板；鞍槽底竖向隔板以及各层抗滑装置23的中肋32和边肋33的顶部，都布置有橡胶材质的压缩条36，使得抗滑装置的板31能够将其所承受的缆索丝股径向力，完全传递给位于其下方的缆索丝股，而不是传递给位于其下方的中肋32、边肋33或者鞍槽底竖向隔板；鞍槽内没有主缆丝股通过的空隙处，填有橡胶块25。
[0036]鞍槽底21、鞍槽壁22以及图中未示出的鞍座底板和鞍体为整体式铸钢件，板31的宽度略小于鞍槽净宽，鞍槽壁22内壁上设有凸台41，用于鞍槽壁22与板31相连接时调整宽度差；板31的底面与凸台41的顶面对齐，通过焊缝42与鞍槽壁22连接。从鞍槽中通过的主缆包括48束丝股，图中鞍槽内的每个小方框中都有一束丝股30从中通过，每束丝股30都包括137根直径5.1mm的镀锌钢丝(参见图4详图A)。安装步骤如下:
第一步:安装鞍座底板、鞍体及鞍头。鞍头包含鞍槽底21和鞍槽壁22。鞍槽底21的顶面侧边焊接有两块边肋33，边肋33外侧与鞍槽底21间焊接有加劲肋34 ;鞍槽底21设有槽路，的槽路间连接有竖向隔板，竖向隔板上下分块，竖向隔板的最大高度，接近三层整为方形的缆索丝股30的高度；与鞍槽底21连接的边肋33以及竖向隔板的顶部，都粘接有橡胶条36。
[0037]第二步:安装接近鞍槽底的三层(第I至16根)主缆丝股30，填充与鞍槽底21连接的边肋33及竖向隔板间的槽路。粘接在与鞍槽底相连接的竖向隔板和边肋顶面的橡胶条的顶部，略微高出已安装的主缆丝股顶面。
[0038]第三步:在鞍槽底21边肋与鞍槽壁22间的缝隙中填充橡胶块25，并安装第一层抗滑装置23。抗滑装置包含板31、中肋32、边肋33以及加劲肋34 ;其中，中肋32和边肋33的顶部也粘接有橡胶条；边肋33之外的板31上设有通气孔。安装时，将板31侧边压在鞍槽壁22内壁上的凸台41顶面，在板31中部略微施压以压缩其下方边肋及竖向隔板顶部的橡胶条，使板31下方与缆索丝股接触，将板31侧边与鞍槽壁22焊接(焊缝参见图4详图B的 42)；
第四步:安装接近鞍槽底的第四层(第17至24根)主缆丝股，填充第一层抗滑装置边肋间的槽路。
[0039]第五步:重复第三、第四步，直至安装完成。
[0040]从图4所示的鞍座中通过的主缆丝股数为48，上下分为8层，每层丝股数分别为
2、6、8、8、8、8、6、2。设主缆轴线弯曲半径为R，主缆平均轴力为T，丝股与各接触面处摩擦系数为μ，忽略上下各层缆索丝股弯曲半径的差异，则当主缆和鞍座发生略微滑动时，一根缆索丝股的径向力在接触面上引起的摩擦力为f=(yT) / (48R);忽略由于主缆丝股侧向力所产生的摩擦力，主缆丝股与鞍槽底接触面间的摩擦力4=48丨；抗滑装置的上下两个表面都与主缆丝股紧密接触，接触面上的压力为其上方丝股的径向力之和，从下至上的五层抗滑装置与缆索丝股间的摩擦力分别为= 2X32f、f2 = 2X24f、f3 = 2X16f、f4 = 2X8f、f5 = 2X2f ;由于缆索丝股与鞍槽底及各层抗滑装置间的滑动趋势的方向是一致的，以上各项累加，即是此鞍座的抗滑能力F =Efi = 212f，其中ie [O，5]。可见，此鞍座的抗滑能力，是无抗滑装置的常规鞍座的抗滑能力F’=fQ = 48f的(212f) / (48f) = 442%，提升幅度达332%。
[0041]由于抗滑能力成倍提高，可以取消常规鞍座在鞍槽内缆索顶部施加顶压力的复杂措施。
[0042]一种索夹(参见图5)，是在包括通过螺杆18连接的上下两片索夹壁16和17的常规索夹的基础上，加入本发明所述的一个抗滑传力装置11;所述抗滑传力装置11的左右连接区12和13分别与索夹壁16和17通过摩擦型螺栓14连接。其中，抗滑装置11上具有螺杆通过孔15。
[0043]它的实施步骤是:
第一步:安装缆索丝股，直至位于抗滑装置11下方的缆索丝股全部安装。
[0044]第二步:将已安装的缆索丝股中位于抗滑装置11上方的部分钢丝分隔，放入抗滑装置11，并通过两侧的螺杆通过孔15、绕过抗滑装置11下方的已安装缆索丝股，用软铁丝将抗滑装置11临时固定在主缆上。
[0045]第三步:继续安装缆索丝股，安装完毕后紧缆。
[0046]第四步:解除软铁丝临时固定，安装上片索夹16和下片索夹17，连接螺杆18。
[0047]第五步:继续桥梁施工，当完成桥梁施工之前、或者下一步工序中仅由索夹壁与主缆间的摩擦力提供的索夹抗滑能力不具备足够的安全系数时，安装索夹壁16和17与抗滑装置11相连接的摩擦型螺栓14。
[0048]其中，第五个步骤也可与第四步同步进行，在桥梁施工过程中需要调整连接螺杆18夹紧力时，也同步调整摩擦型螺栓14的扭力。
[0049]取单位长度的索夹，设索夹壁的拉力为t、缆索丝股表面对索夹壁的压力的集度为P，索夹壁微段s的方向角为Θ，主缆半径r，则由索夹壁1/4横截面的力平衡条件得t=-Pr，设抗滑装置与缆索丝股的一个接触面上压力的合力为N，由抗滑装置一侧的缆索的力平衡条件有N= — 2t，设缆索丝股与索夹壁及抗滑装置间的摩擦系数为μ，主缆丝股与索夹壁间的摩擦力F。= 一 2π Pt，主缆丝股与抗滑装置一个接触面间的摩擦力F1= μΝ = -2 μ t，略去表示方向相反的负号，并考虑到抗滑装置具有两个与缆索丝股紧密接触的表面，且在它们上产生的摩擦力的大小和方向都相同，故单位长度此索夹的抗滑力合计F = F0 +F1 = 2 (+ 2) μ t，与无抗滑装置11的常规索夹抗滑能力F’ = Ftl = 2 π μ t相比较，提高了 [2( + 2) μ t] / (2 JI μ t) -1 = 63.7% ;即在不改变索夹抗滑安全系数的情况下，索夹长度可减小I — (F’ /F) = 38.9%。
【权利要求】
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主缆丝股接触的表面，并在所述连接区甲或连接区乙与摩擦区连接处附近，与摩擦区或连接区甲或连接区乙连接。
5.一种主缆鞍座，包括鞍体和鞍槽，该鞍槽包括鞍槽底21和鞍槽壁22 (参见图4)，鞍槽底可包含阶梯状槽路，鞍槽底与鞍槽壁形成大体为U形截面的凹槽，悬索桥主缆从凹槽中通过并发生转向，主缆下表面与鞍槽底接触，其特征在于，还包括若干从鞍槽内的主缆丝股间通过、并与鞍槽连接的根据权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的主缆抗滑装置23。
6.根据权利要求5所述的一种鞍座(参见图4)，其特征在于，所述鞍槽壁内侧还包含连接肋41，所述主缆抗滑装置通过连接肋与鞍槽壁相连接，鞍槽壁与主缆表面不直接接触。
7.根据权利要求6所述的一种鞍座(参见图4)，其特征在于还包括填充物25，该填充物位于鞍槽、主缆抗滑装置和主缆表面之间的空隙里，在垂直于主缆抗滑装置的主摩擦件与主缆丝股接触表面的方向上，该填充物的变形模量比位于主缆抗滑装置与鞍槽底间的主缆丝股的变形模量小。
8.根据权利要求5所述的一种鞍座，其特征在于，包括并联使用的主缆抗滑装置23，还包括压缩条36 (参见图4)，主缆抗滑装置23包括主摩擦件31、子摩擦件32，相邻主缆抗滑装置通过主缆丝股和压缩条36连接，在垂直于主摩擦件与主缆丝股接触表面的方向上，压缩条的变形模量比相邻主缆抗滑装置间的主缆丝股的变形模量小。
9.一种索夹，是悬索桥主缆和吊索的连接装置，包括两片对合并用螺杆18连接的索夹壁16、17 (参见图5)，其特征在于还包括从索夹内主缆丝股间通过、在两片索夹壁对合处附近与索夹壁连接的根据权利要求2所述的主缆抗滑装置11。
【文档编号】E01D19/16GK103993558SQ201410263239
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年6月14日 优先权日:2014年6月14日
【发明者】苏传海 申请人:苏传海