一种悬索桥AS法主缆股靴钢丝试验系统及其试验方法与流程

本发明涉及一种索桥钢丝试验系统，尤其是一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统及其试验方法，属于悬索桥装置技术领域。

背景技术：

《公路悬索桥设计规范》(jtg/td65-05-2015)中有关。为了验证核心部件的可靠性，确保结构安全，需要进行股靴钢丝匹配试验，采用as法架设成型主缆与采用ppws法架设成型主缆的区别主要是，ppws是在工厂内将钢丝预制索股。而as法是将钢丝运输到桥位现场，使一根钢丝在两端锚碇的股靴上反复缠绕，形成主缆索股。as法一根索股的钢丝数较多，我国没有使用过股靴结构，因此国内在这方面缺乏经验。

股靴及拉杆是连接主缆钢丝与锚固垫板的构造，主缆钢丝缆力通过股靴传递给拉杆。股靴承受主缆钢丝压力，同时实现主缆钢丝的转向弯曲向心压力。因为钢丝的强度指标都是固定的，不能随意调整，那么钢丝与股靴之间的相互作用后，考虑股靴将索股力传递给锚固系统，同时不伤及钢丝的前提下能有效地传递荷载，必须从材料的强度、硬度等方面进行对比试验研究。

用于股靴钢丝匹配试验的目的是为验证股靴与主缆钢丝相互作用后，股靴的承载能力及钢丝是否保持完好，试验模型的设计关键是要解决两个问题，试验主缆钢丝的纺丝成型问题，钢丝的受力均匀性问题。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统及其试验方法，该系统在对钢丝的检测试验过程中能够对钢丝产生均匀的拉力，提供更好的试验效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统，包括用于试验的试验平台，该试验平台两端设置有试验股靴，该试验股靴之间缠绕有钢丝，钢丝两端通过钢丝压板分别固定在2个试验股靴上，该试验平台的一端部还设置有用于试验提供拉力的拉力装置，该拉力装置通过夹持机构对位于对应端部的试验股靴提供拉力，另一侧的试验股靴固定连接在试验台上，该夹持机构所在位置还设置有用于检测拉力的检测机构，该钢丝通过缠绕工装缠绕在试验股靴上，该夹持机构包括固定连接与试验股靴上的叉耳，该叉耳上设置有拉杆，拉力装置通过拉杆和叉耳对试验股靴提供拉力。

进一步的，该拉力装置通过撑角装配于试验台的端部。

进一步的，位于撑角处的拉杆位置设置检测机构，该检测机构为用于检测拉杆所受拉力的传感器。

进一步的，与试验台固定连接的试验股靴连接有叉耳，该叉耳设置有拉杆，试验台对应设置有装配孔，该拉杆穿过装配孔后端部通过螺母把合。

进一步的，与试验台固定连接的试验股靴连接有2个叉耳，每个叉耳通过拉杆穿过装配孔通过螺母把合。

进一步的，位于拉力装置端部的试验股靴连接有2个叉耳，每个叉耳连接有拉杆，每根拉杆分别通过1个拉力装置提供拉力。

进一步的，所述缠绕工装包括工装底座，该工装底座两端部设置有定位螺孔，试验股靴通过定位螺孔装配于工装底座上。

进一步的，所述缠绕工装还包括位于试验股靴两侧的紧线器，该工装底座的两端部还设置有手拉葫芦，通过手拉葫芦以及紧线器以实现钢丝的预紧。

一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统的试验方法，包括以下步骤：

a、固定安装缠绕工装，在工装底座的两端部通过定位螺孔装配上试验股靴，试验股靴装配好后，将钢丝的一端部通过钢丝压板固定在试验股靴上，然后将钢丝缠绕在试验股靴上；

b、钢丝缠绕过程中，借助紧线器和手拉葫芦对钢丝进行预紧，在缠绕完成后，钢丝的另一端部通过钢丝压板固定在另一侧的试验股靴上；

c、将缠绕好后的缠绕工装安放在试验平台上，其中一端部的试验股靴通过叉耳以及拉杆连接拉力装置，另一端部的通过叉耳和拉杆固定连接试验台；

d、连接好后，取下缠绕工装，采用千斤顶对试验股靴提供拉力，试验股靴将拉力传递给钢丝，在靠近拉力装置端部的拉杆处通过检测机构对拉杆所受到的拉力进行检测。

进一步的，所述步骤b中，首先用其中一端部的钢丝压板固定钢丝的一端在试验股靴上，然后绕过另一端试验股靴的槽口，再使用对应侧的紧线器和连接手拉葫芦拽紧钢丝；

再将钢丝绕过固定了钢丝一端的试验股靴的槽口，用对应侧的紧线器和连接手拉葫芦拽紧钢丝；

以此循环，将钢丝逐根有序排列在试验股靴槽内，最后待所有钢丝缠绕完成后，将钢丝另一端用钢丝压板固定在另一端部试验股靴上，完成钢丝缠绕工作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统及其试验方法填补了目前国内缺乏使用股靴结构的空白，借助股靴结构设计有效的实现了不伤及钢丝的前提下能有效地传递荷载，以及实现了钢丝受力的均匀性，尤其是在悬索桥的领域中，钢丝与股靴的稳定性直接关系到整个结构的稳定性，而本设计有效的实现股靴与钢丝在拟真的状态下的情况，验证股靴与主缆钢丝相互作用后，股靴的承载能力及钢丝是否保持完好。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明缠绕工装的结构示意图之一；

图3是本发明缠绕工装的结构示意图之二。

图中标记：1-试验平台、2-试验股靴、3-钢丝、4-拉力装置、5-检测机构、6-叉耳、7-拉杆、8-撑角、9-工装底座、10-定位螺孔、11-钢丝压板、12-紧线器、13-手拉葫芦。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统，如图1至图3所示，包括用于试验的试验平台1，该试验平台1两端设置有试验股靴2，该试验股靴2之间缠绕有钢丝3，钢丝两端通过钢丝压板11分别固定在2个试验股靴上，该试验平台的一端部还设置有用于试验提供拉力的拉力装置4，该拉力装置通过夹持机构对位于对应端部的试验股靴提供拉力，另一侧的试验股靴固定连接在试验台上，该夹持机构所在位置还设置有用于检测拉力的检测机构5，该钢丝通过缠绕工装缠绕在试验股靴上，该夹持机构包括固定连接与试验股靴上的叉耳6，该叉耳上设置有拉杆7，拉力装置通过拉杆7和叉耳6对试验股靴提供拉力。

在上述的具体设计中，拉力装置可对拉杆提供一定的拉力，而拉杆则会将力传递给叉耳，叉耳受力后传递给试验股靴，借助试验股靴的作用对钢丝提供一个拉力，并在拉力的作用下，借助检测机构以实现力的检测。

作为具体的设计，该拉力装置4通过撑角8装配于试验台的端部。具体的，拉力装置为千斤顶。借助撑角的效果以实现千斤顶的的安装，其主要的目的是为了便于千斤顶的安装，同时也需要千斤顶提供更为合适的拉力。

作为进一步的设计，在其结构进行更加具体化设计，位于撑角处的拉杆位置设置检测机构5，该检测机构为用于检测拉杆所受拉力的传感器。本系统的运动过程中，由于是串联结构的受力，其受力的大小在受力直线上是一致的，为了便于检测，因此将检测机构设置在撑角处。另外，作为测力测力矩的传感器属于目前非常常见的部件。

作为更加进一步的优化，具体的，与试验台固定连接的试验股靴连接有叉耳，该叉耳设置有拉杆，试验台对应设置有装配孔，该拉杆穿过装配孔后端部通过螺母把合。在结构的设计上，作为更加详细的描述，两端部的试验股靴上的叉耳是同位置设置的，通过拉杆装配后，使股靴的轴线在同一水平线上以保证试验效果。更加具体的，叉耳与拉杆之间为固定连接。作为叉耳具体结构的设计，试验股靴装配于叉耳的装配槽内，试验股靴以及叉耳上均开设有对应的轴孔，并通过销轴穿过轴孔以实现叉耳与股靴之间的装配。具体的说明，与试验台固定连接的试验股靴也连接有夹持机构，该夹持机构与上述描述一致，包括叉耳，该叉耳设置有拉杆。

基于上述具体设计结构的基础上，作为进一步的优化设计，与试验台固定连接的试验股靴连接有2个叉耳，每个叉耳通过拉杆穿过装配孔通过螺母把合。

作为相同设计，具体的，位于拉力装置端部的试验股靴连接有2个叉耳，每个叉耳连接有拉杆，每根拉杆分别通过1个拉力装置提供拉力。

在上述具体设计的基础上，两端部的叉耳设置方式以及位置都是一样的，另外，同一个试验股靴上的两个叉耳沿股靴的轴线对称设置。

作为更加具体的设计，所述缠绕工装包括工装底座9，该工装底座两端部设置有定位螺孔10，试验股靴通过定位螺孔装配于工装底座上。

作为具体的设计，所述缠绕工装还包括位于试验股靴两侧的紧线器12，该工装底座的两端部还设置有手拉葫芦13，通过手拉葫芦以及紧线器以实现钢丝的预紧以及实现钢丝受力的均匀性。

基于上述的具体描述，工装底座为工装框架，框架内设置有加强强度的型钢。工装底座的两端设置有安装板体，所述手拉葫芦以及定位螺孔设置于该安装板体上。

实施例2

一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统的试验方法，包括以下步骤：

a、固定安装缠绕工装，在工装底座的两端部通过定位螺孔装配上试验股靴，试验股靴装配好后，将钢丝的一端部通过钢丝压板固定在试验股靴上，然后将钢丝缠绕在试验股靴上；

b、钢丝缠绕过程中，借助紧线器和手拉葫芦对钢丝进行预紧，在缠绕完成后，钢丝的另一端部通过钢丝压板固定在另一侧的试验股靴上；

c、将缠绕好后的缠绕工装安放在试验平台上，其中一端部的试验股靴通过叉耳以及拉杆连接拉力装置，另一端部的通过叉耳和拉杆固定连接试验台；

d、连接好后，取下缠绕工装，采用千斤顶对试验股靴提供拉力，试验股靴将拉力传递给钢丝，在靠近拉力装置端部的拉杆处通过检测机构对拉杆所受到的拉力进行检测。

进一步的，所述步骤b中，首先用其中一端部的钢丝压板固定钢丝的一端在试验股靴上，然后绕过另一端试验股靴的槽口，再使用对应侧的紧线器和连接手拉葫芦拽紧钢丝；

再将钢丝绕过固定了钢丝一端的试验股靴的槽口，用对应侧的紧线器和连接手拉葫芦拽紧钢丝；

以此循环，将钢丝逐根有序排列在试验股靴槽内，最后待所有钢丝缠绕完成后，将钢丝另一端用钢丝压板固定在另一端部试验股靴上，完成钢丝缠绕工作。

综上所述，本发明的一种悬索桥as法主缆股靴钢丝试验系统及其试验方法填补了目前国内缺乏使用股靴结构的空白，借助股靴结构设计有效的实现了不伤及钢丝的前提下能有效地传递荷载，以及实现了钢丝受力的均匀性，尤其是在悬索桥的领域中，钢丝与股靴的稳定性直接关系到整个结构的稳定性，而本设计有效的实现股靴与钢丝在拟真的状态下的情况，验证股靴与主缆钢丝相互作用后，股靴的承载能力及钢丝是否保持完好。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。