一种具有现场快速连接功能的悬索桥主缆用钢丝的制作方法

本发明属于建筑桥梁主缆结构领域，具体涉及一种主缆用钢丝之间的连接结构。

背景技术：

悬索桥是公认的跨越能力最强的桥型之一，从世界桥梁发展看，桥梁在向跨度更长，规模更大，跨越海峡或外海的方向发展。国内正在规划大型跨海工程包括琼州海峡跨海通道工程、渤海湾跨海通道工程、台湾海峡跨海通道工程、中韩跨海连接通道工程，在这些项目的征集方案中都出现了单跨跨径为2000～3000m的悬索桥方案。与此同时，为加快西部开发的步伐，我国在西南山区开始了山区公路的连通工程，在山区悬索桥的施工当中出现了有别于江河上悬索桥施工的新问题，即受到山区地形的影响，施工场地受限，许多大型设备和桥梁构件无法运输进场。我国悬索桥主缆索股目前常用的施工方法是预制平行钢丝索股法。索股为牵引单元，然后将索股绑扎成为主缆的方法。同时由于大跨度悬索桥主缆索股重，所需牵引设备要求高。因此，为满足当前行业发展要求，需要开发新型的施工方法，以满足以上大型工程的建设要求。

目前，悬索桥主缆架设的方法主要有两种：空中纺丝工法(as法)和预制平行钢丝索股工法(ppws法)。as法指的是以钢丝为牵引单元，在猫道上将多根钢丝编制成一根钢丝束股，再将多束束股绑扎形成主缆的方法；ppws法则以索股为牵引单元，然后将索股绑扎成为主缆的方法。由于大跨度悬索桥主缆索股重，对牵引设备要求高，特别是在交通不发达的山区建设大跨度悬索桥时，ppws法相比as法存在更大的运输困难，所以，对于山区大跨度悬索桥的施工首选as法。

对于as法，由于是无端头钢丝索股，因此钢丝与钢丝之间需要通过钢质套筒连接，该连接装置作为主缆一部分将参与长期承载。主缆钢丝是成盘供应的，盘的重量最多不超过2吨。从构造需要出发，钢丝必须接长。以往所使用的钢丝接长构造(钢丝连接器)为螺丝连接式，是将钢丝的端头分别按左手及右手螺旋压制丝扣(螺纹)，而且应将丝头斜着切断。用钳子将所需接长的两盘钢丝头夹住，将它们穿进内有丝扣(螺纹)的套管两头。旋转套管，就使所需接长的两钢丝端头被拉到一起。这时要注意丝扣露在套管外的长度，确信两头斜切口已经抵紧，这样在钢丝受拉时，两钢丝的斜切头就彼此卡住，不致因旋转而稍稍退出。对应的施工工艺则是在钢丝端头都插入套管之后，用硬质模具挤压套管(按不同方位挤压两次)，直至使其内壁同钢丝表面凹凸嵌合。以上工作需要在施工现场当场操作完成，效率较低，操作质量无法得到有效保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种便于现场快速连接的悬索桥主缆钢丝，以提高空中纺丝工法(as法)的施工效率，确保钢丝间可靠连接。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有现场快速连接功能的悬索桥主缆用钢丝，钢丝的端头设置有压接头，压接头的一端为挤压头，另一端为连接头，所述挤压头为桶状的挤压套筒，钢丝的端头伸入挤压套筒内，在外挤压的作用下钢丝端头和挤压套筒相互变形嵌合而连接在一起；分别对应设置在待首尾连接的两钢丝首尾端的压接头的连接头之间通过连接套连接。

进一步地，设置在钢丝尾端的压接头的连接头外表面成型有右旋外螺纹或左旋外螺纹，设置在钢丝首端的压接头的连接头外表面成型有左旋外螺纹或右旋外螺纹，且首端压接头的连接头的外螺纹与尾端压接头的连接头外螺纹螺旋方向相反；相应地，所述连接套的内周壁成型有与左右旋外螺纹相匹配的内螺纹。连接套为双头左右旋连接套，能够同时与首尾连接头旋合或脱开。

进一步地，所述挤压套筒包括外挤压套筒和内挤压套筒，所述内挤压套筒填满外挤压套筒和钢丝端头之间的空隙，外挤压套筒、内挤压套筒、钢丝端头一起变形，相互嵌合在一起。内挤压套在挤压中也会塌陷变形，提高钢丝与外挤压套的挤压力，提高钢丝与挤压套的连接可靠性，并有助于弥补因挤压变形导致的强度下降。

为了提高内外挤压套的结合强度，外挤压套筒的端口内圈逐渐收窄成楔形，所述内挤压套筒的端口外圈逐渐收窄成楔形，外挤压套筒端口的楔形面和内挤压套筒端口的楔形面相互抵压构成防止内挤压套筒从外挤压套筒内脱出的限位。

此外，为了便于准确操作，避免压接头安装失误，设置在钢丝尾端的压接头和设置在钢丝首端的压接头分别用不同的颜色进行区别标示。

优选地，所述连接头配置有可脱卸的保护套，该保护套临时套在连接头外面。保护套是一个帽子形状或套管形状。套在连接头螺纹外，先安装钢丝及挤压套(也就是压接头)到钢丝端头，再安装保护套保护连接头螺纹在运输过程中不受损伤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将压接头预先设置在钢丝盘卷的首尾两端，现场只需要利用双头左右旋连接套将两钢丝盘卷的首尾连接头旋合即可实现两钢丝的现场快速连接，现场操作效率显著提高。且挤压头和钢丝的挤压连接操作全部在工厂完成，相比现场操作效果更好，连接更可靠。

附图说明

图1为本发明压接头(不带内挤压套)的结构；

图2为本发明另一压接头(带内挤压套)的结构；

图3为本发明钢丝盘卷的结构；

图4为本发明钢丝与压接头挤压作业状态；

图5为本发明钢丝与压接头的配合结构；

图6为本发明钢丝与压接头的配合结构；

图7为本发明首尾端压接头连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例涉及悬索桥主缆用钢丝，钢丝4的首尾端分别设置有压接头，为了区分，将钢丝首端压接头涂成红色，将钢丝尾端的压接头涂成蓝色。压接头的一端为圆筒形挤压头，另一端为圆柱形连接头1。挤压头为挤压套筒，包括外挤压套筒2和内挤压套筒3，钢丝4的端头伸入在内挤压套筒3内，外挤压套筒2、内挤压套筒3、钢丝端头在挤压模头7的挤压作用下一起变形，从而相互嵌合在一起。

钢丝与挤压头的挤压操作参见图4，分别从两个方向挤压挤压头，使发生明显不规则的变形。

设置在钢丝尾端的压接头的连接头1外表面成型有右旋外螺纹，设置在钢丝首端的压接头的连接头1外表面成型有左旋外螺纹；首尾端压接头的连接头通过双头左右旋连接头5连接在一起。未连接的连接头配置有保护套6，保护套6临时套在连接头外面。保护套6是一个帽子形状或管子形状，参见图5和6，保护连接头的外螺纹。

外挤压套筒2的端口内圈逐渐收窄成楔形，内挤压套筒3的端口外圈逐渐收窄成楔形，外挤压套筒2端口的楔形面和内挤压套筒3端口的楔形面相互抵压构成防止内挤压套筒3从外挤压套筒2内脱出的限位。

实施例2

本实施例涉及一种具有现场快速连接功能的悬索桥主缆钢丝的连接方法，步骤如下，

(1)采用高强度合金钢制作压接头，压接头一端加工为圆筒形的外挤压套筒；另一端加工为带外螺纹的连接头，在外挤压套内安装内挤压套，内挤压套可为弹簧或者圆柱形铝合金套筒，根据连接头的外螺纹的旋向将压接头分为首端压接头和尾端压接头，并在首端压接头和尾端压接头上分别涂上颜色以区别；

圆柱形的外挤压套保证挤压时整体受力均匀，保证挤压后具有足够的强度。内挤压套在挤压中也会塌陷变形，以提高钢丝与外挤压套的挤压力，提高钢丝与挤压套的连接可靠性。

(2)取钢丝盘卷，将钢丝两端端头牵引出来，将首端压接头套装到钢丝首端，将尾端压接头套装到钢丝尾端，采用压接机一起挤压钢丝端头、外挤压套、内挤压套使内外依次变形相互嵌合固定连接；然后再在裸露的连接头外套上保护套；

(3)整理好钢丝盘卷，将钢丝盘卷运输到施工现场，取出待首尾连接的两钢丝盘卷，理出首尾端压接头，取下保护套，采用双头左右旋连接套将两钢丝盘卷的首尾连接头旋合连接。

大跨径悬索桥主缆用的钢丝强度达到1860mpa以上，需要针对以上两种钢丝连接器方式进行深入研究，选择适用于本项目的钢丝连接器和连接技术工艺，以满足工程需要，并实现相关技术的国产化。其连接器研究内容包括连接器的材料选型、结构设计、加工工艺、防腐技术和动静载性能试验等。以上钢丝接头的强度不得低于原钢丝强度的0.95。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。