一种应用于四主缆整体式索夹悬索桥主缆缠丝的缠丝机的制作方法

1.本发明属于工程设备技术领域，具体涉及一种应用于四主缆整体式索夹悬索桥主缆缠丝的缠丝机。


背景技术：

2.随着我国悬索桥技术的进一步发展，为了跨越更大的水域，势必进行更大跨度、更大承载能力悬索桥的建设，其中，广东狮子洋大桥就是一座正在筹划建设的超大跨度悬索桥，在多个比选的主缆索夹设计形式中就有一种1.15m直径四主缆整体式索夹设计，是针对四主缆结构悬索桥的专用结构，为确保其稳定性，采用二个并排的索夹与中间的横杆固定连接为整体，制成整体式索夹，以此实现大跨度的施工要求。然而，当需要对四主缆悬索桥上的主缆施加缠丝作业时，由于整体式索夹的双管连接结构特征，缠丝机的避让、行走动作十分困难，同时对于密集分布索夹的缠丝操作也较为繁琐，因此需要一种新型方案完善其功能。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种应用于四主缆整体式索夹悬索桥主缆缠丝的缠丝机，用于对四主缆悬索桥完成切实可行的缠丝作业。
4.本发明通过以下技术方案实施：一种应用于四主缆整体式索夹悬索桥主缆缠丝的缠丝机，包括夹持机构、缠丝机构。其中，所述夹持机构包括二个夹持架、二个连接杆、多个连接梁，多个夹座、多个丝杆升降机、多个行走轮；所述夹持架呈方框形钢构件，其一侧侧边的缺口以铰接形式装有所述连接杆，在夹持架的上下边分别装有一个所述夹座，从而对悬索桥主缆的上、下面进行夹持；二个夹持架之间以多个所述连接梁进行固定连接，在夹持架、连接梁的上部以并排方式设有多个所述丝杆升降机，每个丝杆升降机的输出轴均朝下延伸并以轴孔配合方式装有一个行走轮。所述缠丝机构以贴合方式装配于夹持机构之内，使其可沿连接梁布置方向进行移动；缠丝机构包括主机架、多个活动杆、大齿圈、活动门、多个贮丝盘、多个张紧装置、驱动装置、走形装置，其中，所述主机架呈立体框形钢构件，其一侧侧面的多个侧边缺口以铰接形式装有多个所述活动杆，所述大齿圈安装于主机架的一端，大齿圈呈环状齿圈结构，其一端缺口通过铰链的铰接形式装有所述活动门，所述贮丝盘含有钢丝，所述张紧装置设有可调整位置的张紧轮，多个贮丝盘与多个张紧装置都安装于大齿圈之上，其中贮丝盘的钢丝经张紧装置的张紧作用缠绕于大齿圈中央的悬索桥主缆，所述驱动装置安装于主机架之上，并可以齿轮传动方式驱动大齿圈旋转；所述走行装置也安装于主机架之上，并可为缠丝机构提供相对于夹持机构移动的驱动力。
5.进一步的，本发明还包括牵引机构，所述牵引机构具有钢丝绳收卷功能，并安装于所述夹持机构的一端，同时通过钢丝绳的端头伸出连接于悬索桥主缆上的固定装置，从而利用其收卷功能带动所述夹持机构与所述缠丝机构一齐沿主缆布置方向移动。
6.进一步的，所述行走轮呈蜂巢式无气轮胎结构，即其轮体端面设有多个六边形组
合排列的加强筋阵列。
7.进一步的，所述夹座通过螺旋传动方式进行升降。
8.进一步的，所述缠丝机构通过滚轮贴合方式装配于所述夹持机构之内，所述走形装置通过齿轮齿条啮合传动方式带动缠丝机构作出相对于所述夹持机构的移动。
9.进一步的，所述贮丝盘的钢丝选用宽7.5mm、高3mm的s形钢丝，所述张紧装置对贮丝盘的钢丝进行张紧时，其张紧力处于0
‑
3.2kn范围之内。
10.进一步的，所述驱动装置驱动所述大齿圈对悬索桥主缆施加缠丝作业时，其缠丝转速处于0
‑
20r/min范围之内。
11.进一步的，当所述进给机构对悬索桥主缆施加缠丝作业时，进给机构相对于夹持机构的移动速度处于0
‑
0.18m/min范围之内。
12.进一步的，所述行走轮由多个弧板与多个轮体组成，多个所述弧板以等间距的圆周阵列方式组成一个两端大、中间小的筒状体，多个所述轮体的直径大小不同，并在筒状体的内部由两端直径大、中间直径小的方式进行排列安装，所述轮体呈蜂巢式无气轮胎结构，其外圈与内圈之间设有多个径向线性阵列分布及切向圆周阵列分布的六边形加强筋。
13.进一步的，所述弧板的外表面与直径为1000
‑
1350mm的轮廓圆重合，多个弧板与多个所述轮体之间接触部位进行焊接固定。
14.进一步的，所述轮体与所述弧形板都由形状记忆合金或超弹性材料制成，在轮体端面径向阵列分布的多个六边形加强筋之间，任意一个与阵列方向不垂直的加强筋侧边长度均相同。
15.本发明的有益效果是：
16.1.本发明利用夹持架、主机架及大齿圈上的铰接机构，使整体装置在四主缆悬索桥之上行走时，可通过开启连接杆、活动杆及活动门等结构对四主缆的整体式索夹及其横杆进行有效避让，再通过垂直方向设置的行走轮及上、下夹座机构完成整体装置的行走、定位动作，而后开启驱动装置使大齿圈工作，从而实施缠丝机构对主缆的缠丝功能，克服了现有技术针对四主缆整体式索夹难以进行跨越移动的技术盲区，为四主缆悬索桥提供了更加成熟完善的操作方案，在业内属于独具一格的开创性技术。
17.2.本发明利用行走轮的蜂巢结构设计提供减震功能,使整体装置于主缆之上的移动更为平稳，从而令行走机构与缠丝机构的定位、施工作业获得更高的配合精度，有利于提高桥梁建设的结构性能，帮助施工者获得高质量的基建成品，是一种值得推广的新型技术。
18.3.本发明在针对索夹排布较为密集的主缆实施缠丝作业时，行走轮可不经丝杆升降机抬升而直接滚过整体式索夹，利用行走轮上外凸内凹的弧形板及六边形阵列构造的轮体等特征，可使行走轮的蜂巢加强筋对其滚动触碰的整体式索夹进行避让压缩，而在移动过后再次恢复原有形状，从而实施行走轮对多个密集分布的整体式索夹进行连续跨越，保障了缠丝作业的无间断连续运行，使密集分布索夹的悬索桥梁建设施工效率大为提升，具有较好的经济与实用价值。
附图说明
19.图1是本发明于悬索桥主缆上的总装配侧视图；
20.图2是本发明中夹持机构的结构侧视图；
21.图3是本发明中缠丝机构的结构侧视图；
22.图4是本发明中夹持机构于夹持悬索桥主缆状态的正视图；
23.图5是本发明中夹持机构于跨越整体式索夹状态的正视图；
24.图6是本发明中缠丝机构对悬索桥主缆实施缠丝作业时的正视图；
25.图7是本发明中缠丝机构于跨越整体式索夹状态的正视图；
26.图8是本发明中行走轮的侧视图；
27.图9是本发明中行走轮的正视图；
28.图10是本发明中行走轮的内部结构轴测图。
29.图中：1
‑
夹持机构，11
‑
夹持架，12
‑
连接杆，13
‑
连接梁，14
‑
夹座，15
‑
丝杆升降机，16
‑
行走轮，16a
‑
弧形板，16b
‑
轮体，2
‑
缠丝机构，21
‑
主机架，22
‑
活动杆，23
‑
大齿圈，24
‑
活动门，24a
‑
铰链，25
‑
贮丝盘，26
‑
张紧装置，27
‑
驱动装置，28
‑
走形装置，3
‑
牵引机构。
具体实施方式
30.下面结合说明书附图及实施例，对本发明作进一步的详细描述。
31.如图1
‑
3所示，一种应用于四主缆整体式索夹悬索桥主缆缠丝的缠丝机，包括夹持机构1、缠丝机构2、牵引机构3。其中，所述夹持机构1包括二个夹持架11、二个连接杆12、多个连接梁13，多个夹座14、多个丝杆升降机15、多个行走轮16；所述夹持架11呈方框形钢构件，其一侧侧边的缺口以铰接形式装有所述连接杆12，在夹持架11的上下边分别装有一个所述夹座14，夹座14可通过螺旋传动方式进行升降，从而对悬索桥主缆的上、下面进行夹持；二个夹持架11之间以多个所述连接梁13进行固定连接，在夹持架11、连接梁13的上部以并排方式设有多个所述丝杆升降机15，每个丝杆升降机15的输出轴均朝下延伸并以轴孔配合方式装有一个行走轮16。所述缠丝机构2以滚轮贴合方式装配于夹持机构1之内，使其可沿连接梁13布置方向进行移动；缠丝机构2包括主机架21、多个活动杆22、大齿圈23、活动门24、多个贮丝盘25、多个张紧装置26、驱动装置27、走形装置28，其中，所述主机架21呈立体框形钢构件，其一侧侧面的多个侧边缺口以铰接形式装有多个所述活动杆22，所述大齿圈23安装于主机架21的一端，大齿圈23呈环状齿圈结构，其一端缺口通过铰链24a的铰接形式装有所述活动门24，所述贮丝盘25含有钢丝，所述张紧装置26设有可调整位置的张紧轮，张紧装置26在对贮丝盘25的钢丝进行张紧时，其张紧力处于0
‑
3.2kn范围之内；多个贮丝盘25与多个张紧装置26都安装于大齿圈23之上，其中贮丝盘25的钢丝选用宽7.5mm、高3mm的s形钢丝，经张紧装置26的张紧作用缠绕于大齿圈23中央的悬索桥主缆，所述驱动装置27安装于主机架21之上，并可以齿轮传动方式驱动大齿圈23旋转；所述走行装置也安装于主机架21之上，并通过齿轮齿条啮合传动方式带动缠丝机构2作出相对于夹持机构1的移动。所述牵引机构3具有钢丝绳收卷功能，并安装于夹持机构1的一端，同时通过钢丝绳的端头伸出连接于悬索桥主缆上的固定装置，从而利用其收卷功能带动夹持机构1与缠丝机构2一齐沿主缆布置方向移动。
32.如图8
‑
10所示，行走轮16由多个弧板与多个轮体16b组成，多个所述弧板以等间距的圆周阵列方式组成一个两端大、中间小的筒状体，多个所述轮体16b的直径大小不同，并在筒状体的内部由两端直径大、中间直径小的方式进行排列安装，所述轮体16b呈蜂巢式无气轮胎结构，其外圈与内圈之间设有多个径向线性阵列分布及切向圆周阵列分布的六边形
加强筋，弧板外表面的设计直径为1000mm，从而与直径1000mm的主缆贴合，同时，轮体16b与弧形板16a都由形状记忆合金材料制成，在轮体16b径向阵列分布的多个六边形加强筋之间，任意一个与阵列方向不垂直的加强筋侧边长度均相同；多个弧板与多个轮体16b之间接触部位进行焊接固定。
33.本发明实施具体功能的步骤如下：
34.步骤一：如图1所示，将夹持机构1、缠丝机构2、牵引机构3安装于四主缆悬索桥的其中一根主缆之上，此时牵引机构3通过钢丝绳连接于主缆一端的固定环，初始状态下，如图4所示，通过螺旋传动方式将夹持机构1上的上、下夹座14伸出，从而抵住中间的主缆形成夹持力，通过多组夹座14将整体装置固定于主缆之上。
35.步骤二：如图6所示，将二个贮丝盘25上的钢丝经张紧装置26缠绕于主缆之上，调整张紧装置26的张紧轮位置，使钢丝的初始张紧力为2.8kn，确保大齿圈23上的活动门24处于闭合状态，而后启动驱动装置27使大齿圈23以10r/min的速度旋转，从而对主缆施加缠丝操作，同时，开启走形装置28使缠丝机构2相对于夹持机构1的从左至右方向(方向按图1)以0.12m/min的速度进行移动，从而对夹持机构1固定范围内的部分主缆完成缠丝作业。
36.步骤三：当完成夹持机构1固定范围内的缠丝作业时，通过工具旋合使所有夹座14松开，而后启动丝杆升降机15使行走轮16下压并支撑于主缆之上，如图1所示，启动牵引机构3上的电机使其连接于主缆一端固定环上的钢丝绳收卷，从而带动夹持机构1与缠丝机构2一齐向右移动，在靠近整体式索夹时，如图5所示，拆除夹持架11上连接杆12的铰接销轴使其向右侧翻起，并依同理使主机架21的活动杆22翻起；同时，如图7所示，拆除大齿圈23缺口处活动门24一端的铰链24a连接，使活动门24打下；当连接杆12、活动杆22、活动门24都处于开启状态，通过启动丝杆升降机15使最靠近整体式索夹的行走轮16依次抬起，以其他三个远离整体式索夹的行走轮16下压作为支撑，启动牵引机构3使整体装置经过索夹，完成夹持架11、主机架21、大齿圈23对整体式索夹及其横杆的避让、跨越动作，并利用行走轮16蜂巢结构的减震作用确保整体装置走形动作的平稳，使夹持机构1与缠丝机构2顺利进入到下一段主缆的准确位置并进行缠丝作业。
37.步骤四：当主缆上的整体式索夹分布较为密集时，启动丝杆升降机15使所有行走轮16下压支撑于主缆之上，直接启动牵引机构3使多个行走轮16先后滚压于整体式索夹之上，如图8
‑
10所示，由于行走轮16之上多个轮体16b及间距分布的弧形板16a结构，使下方与整体式索夹贴合的弧形板16a变形并将支撑力传导给上方的多个轮体16b，从而对轮体16b之上多个径向线性阵列分布及切向圆周阵列分布的六边形加强筋造成挤压变形，同时，轮体16b端面径向阵列分布的多个六边形加强筋之间，任意一个与阵列方向不垂直的加强筋侧边长度均相同，及可确保其靠近轮体16b边缘的六边形内角较大，使挤压变形的效果优先集中于外层的加强筋阵列，从而利用其内层加强筋阵列的稳固性保持支撑强度及位置精度；由于轮体16b与弧形板16a的形状记忆合金材质决定的超弹性，使行走轮16滚压经过整体式索夹之后迅速恢复为原状，完成行走轮16对多个密集分布的整体式索夹进行连续跨越，保障了缠丝作业的无间断连续运行，以此方式提高密集分布索夹主缆的缠丝施工效率。
38.以上所述，仅为本发明的优选实施例，并非作出形式上的限制，在符合权利要求书的特征范围内，本发明还可作出其他修改、变更及等同替换，这些都应落入本发明的保护范围之内。