一种旋转型猫道承重索磨损快速试验装置及测试方法与流程

本专利涉及悬索桥工程中临时结构猫道承重索的穿桥塔技术，具体为一种旋转型猫道承重索磨损快速试验装置及测试方法。

背景技术：

1、对于大跨度悬索桥，猫道一般采用三跨连续式布置，猫道承重索在牵引过程中会跨越主塔，一般采用绕鞍过塔的方式，即绕过桥塔上方主索鞍连接两侧主塔。随着桥梁的发展，新的结构形式不断出现。为解决一孔跨越通航水域、临近机场致桥塔高度受限等施工难题，首次提出了不同垂度四主缆悬索桥新型结构体系。考虑到施工过程中猫道承重索受力以及塔顶变位钢架安装问题，经综合比选，猫道下层承重索采用穿塔方式过塔，即在桥塔内预埋钢管作为承重索穿塔孔道。承重索在经牵引穿过管道的过程中，因自重较大会与孔壁之间接触摩擦，造成承重索以及孔内壁保护材料的磨损。

2、因牵引长度较长，为保障猫道系统的施工安全以及结构稳定性，在方案具体应用前，需对承重索及孔壁的磨损情况进行试验评估，目前尚没有一套完整的试验装置和方法来很好的模拟和评定大跨悬索桥猫道承重索钢丝绳在牵引过程中穿塔时与孔壁之间的相互磨损，因此亟需提出一种大跨悬索桥猫道承重索穿塔时钢丝绳磨损快速试验装置及方法，真实反映承重索在实际牵引过程中与管道孔壁之间的相互磨损情况，为后续悬索桥创新的结构形式的猫道架设方案的多样性提供试验基础。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种旋转型猫道承重索磨损快速试验装置及测试方法，可检验猫道承重索穿桥塔过的方案可行性。

2、本发明解决此技术问题所采用的技术方案是：一种旋转型猫道承重索磨损快速试验装置及测试方法，包括可转动的刚骨轮、钢管和转速测量仪；

3、待检测的承重索张拉固定于刚骨轮的外周，所述钢管内壁面设置有保护层，所述钢管相对承重索的顶面设置有开口，所述钢管安装于刚骨轮下方，所述钢管与刚骨轮的距离设置为刚骨轮带动承重索转动时承重索底部与钢管内壁面发生摩擦；所述转速测量仪用于测量刚骨轮的转速。

4、优选的是，所述保护层为聚四氟乙烯层。

5、优选的是，所述刚骨轮为带有缺口的滚轮结构，所述承重索的两端张拉延伸至刚骨轮的缺口处，并通过钢板及螺栓与刚骨轮固定。

6、优选的是，所述刚骨轮与滚轮同轴固定，通过滚轮带动刚骨轮转动。

7、优选的是，还包括支架，所述支架沿高度方向设置有滑槽，所述钢管通过滑槽调节高度，所述支架上间隔开设有螺栓孔，所述钢管的两端通过螺栓与支架固定。

8、优选的是，所述支架底部通过锚地螺栓与地面固定。

9、本发明还提供了一种利用所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置的测试方法，钢丝绳磨损检测包括：

10、a1、通过检测刚骨轮转速可换算成承重索的牵引距离，转动刚骨轮至承重索的牵引长度为单侧桥塔内埋入的钢管长度的四倍时(两个桥塔，考虑安装以及拆除来回摩擦长度)，暂停刚骨轮转动，取下承重索；

11、a2、对承重索模拟牵引穿过钢管后的磨损情况进行评估，评估指标为：

12、承重索外层绳股的钢丝表面磨损情况；

13、公称直径检测：判断承重索断面积是否明显减小，当承重索直径相对于公称直径减小7％或更多时，即使未发生断丝，此承重索不可用；

14、破断拉力测试：采用专业仪器对磨损后的钢丝绳进行拉力测试，看强度是否削减，若强度小于规范中该规格钢丝绳的最小破断力，即使未发生断丝，此承重索不可用。

15、本发明还提供了一种利用如权利要求1～6任一所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置的测试方法，其特征在于，钢管磨损检测包括：

16、b1、转动刚骨轮至全部承重索通过钢管完成牵引，暂停刚骨轮转动，取下承重索；

17、b2、对钢管的保护层的外观进行拍照，并对磨损情况进行初步评估并测试保护层摩擦系数。

18、优选的是，若步骤b1中承重索在牵引过程中，持续观测承重索与保护层的外部磨损情况，当表面出现肉眼可见的起毛、划痕磨损情况，暂停刚骨轮转动，对保护层的摩擦系数进行测试，记录刚滚轮的转速和转动时间，并转换为刚骨轮转数，换算成钢丝绳牵引距离，对保护层的耐久性进行评估。

19、本发明至少包括以下有益效果：悬索桥猫道承重索穿塔过时承重索的磨损试验装置及方法可为承重索穿塔过的方案提供工艺上的可行性依据。该装置不仅结构简单、操作方便、节省占地面积，利用电机的旋转还解决了承重索实际牵引长度较长不便模拟以及钢管保护层耐久性测试的问题。

20、具有如下特点：

21、(1)能够通过控制滚轮转速、转数以及承重索张力，真实模拟大跨悬案桥猫道的承重索牵引过程；

22、(2)能够对钢管内壁的保护材料进行磨损试验，对保护层耐久性及稳定性进行评估，判断需要更换时机；

23、(3)能够采用经济便捷的试验装置模拟承重索的长距离牵引，实现不同试验目的。

24、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种旋转型猫道承重索磨损快速试验装置，其特征在于，包括可转动的刚骨轮、钢管和转速测量仪；

2.如权利要求1所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置，其特征在于，所述保护层为聚四氟乙烯层。

3.如权利要求1所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置，其特征在于，所述刚骨轮为带有缺口的滚轮结构，所述承重索的两端张拉延伸至刚骨轮的缺口处，并通过钢板及螺栓与刚骨轮固定。

4.如权利要求1或3所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置，其特征在于，所述刚骨轮与滚轮同轴固定，通过滚轮带动刚骨轮转动。

5.如权利要求1所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置，其特征在于，还包括支架，所述支架沿高度方向设置有滑槽，所述支架上间隔开设有螺栓孔，所述钢管的两端通过螺栓与支架固定。

6.如权利要求5所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置，其特征在于，所述支架底部通过锚地螺栓与地面固定。

7.一种利用如权利要求1～6任一所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置的测试方法，其特征在于，钢丝绳磨损检测包括：

8.一种利用如权利要求1～6任一所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置的测试方法，其特征在于，钢管磨损检测包括：

9.如权利要求8所述的旋转型猫道承重索磨损快速试验装置的测试方法，其特征在于，若步骤b1中承重索在牵引过程中，持续观测承重索与保护层的外部磨损情况，当表面出现肉眼可见的起毛、划痕磨损情况，暂停刚骨轮转动，对保护层的摩擦系数进行测试，记录刚滚轮的转速和转动时间，并转换为刚骨轮转数，换算成钢丝绳牵引距离，对保护层的耐久性进行评估。

技术总结
本发明公开了一种旋转型猫道承重索磨损快速试验装置及测试方法，包括电机驱动的滚轮、可转动的刚骨轮、钢管和转速测量仪；待检测的承重索张拉固定于刚骨轮的外周，所述钢管内壁面设置有保护层，所述钢管相对承重索的顶面设置有开口，所述钢管安装于刚骨轮下方，所述钢管与刚骨轮的距离设置为刚骨轮带动承重索转动时承重索底部与钢管内壁面发生摩擦；所述转速测量仪用于测量刚骨轮的转速。本发明可检验猫道承重索穿桥塔过的方案可行性。

技术研发人员：田唯,游新鹏,彭成明,张媛,李冕,徐鑫,罗航,胡伟,彭志辉,徐文冰,袁航,颜兆褔,厉勇辉,阮明华,汪仁威,晏泽伟,李佳奇,吴笛,顾家昌,张成威,王涛,许慧远
受保护的技术使用者：中交第二航务工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5