專利名稱：平行鋼絲束纜索的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于纜索吊拉橋中的改進(jìn)的平行鋼絲束(PWS)纜索。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的用于纜索吊拉橋中的PWS(Parallel Wire Strand，即平行鋼絞線或平行鋼絲束)纜索由一束直徑為7mm的鋼絲制成，鋼絲束被纖維膠帶纏繞，并且被罩在一個(gè)擠出形成在鋼絲束上的HDPE外殼(護(hù)套)中。
最初的纜索中沒有配備空隙填料。這種纜索結(jié)構(gòu)是易受到侵蝕的，因?yàn)槔|索外殼的任何裂口將導(dǎo)致侵害性成分進(jìn)入纜索并且彌漫到整個(gè)橫截面中。產(chǎn)生這種裂口的原因可能包括，未被覺察到的制造缺陷，在錨固裝置過渡區(qū)和/或防振裝置連接部的疲勞或彎曲損壞，外殼的UV降解等。
此外，根據(jù)國(guó)際上關(guān)于纜索吊拉(斜拉)橋方面的最新成果，需要充填鋼絲束內(nèi)部的空隙，以防止纜索中有任何濕氣循環(huán)，以保證60年的設(shè)計(jì)壽命。為了與纜索的其它功能具有相容性，用于防止腐蝕的空隙填料應(yīng)當(dāng)是連續(xù)、軟質(zhì)的厭水材料。因此，既不能采用水泥灌漿，也不能采用環(huán)氧樹脂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的PWS纜索，以提高纜索的安全性，并且同時(shí)確保纜索吊拉錨固裝置的所有功能。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種平行鋼絲束纜索，其包括纜索本體和連接在纜索本體端部上的錨接器，所述纜索本體包括鋼絲束和用于保護(hù)鋼絲束的護(hù)套，所述錨接器包括錨固體；插裝在錨固體中的連接部，所述纜索本體插入所述連接部的內(nèi)部空間中，鋼絲束的末端從護(hù)套伸出并且固定在所述錨固體中；其特征在于，所述連接部的內(nèi)部空間中安置著一個(gè)由疊加在鋼板之間的彈性材料密封圈構(gòu)成的填塞式密封部以及一個(gè)抵靠著填塞式密封部的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，通過鎖緊偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，填塞式密封部被擠壓，從而在連接部與纜索本體之間形成水密性的密封。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述纜索的鋼絲之間的空隙被充填保護(hù)性蠟質(zhì)填料，以防止或減小鋼絲之間的摩擦并且防止鋼絲腐蝕。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述錨固體和所述連接部中通過環(huán)氧基載體材料冷鑄而形成一個(gè)包圍著從護(hù)套伸出的鋼絲束末端的座式固定部。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置包括一個(gè)鋼性的支架和一個(gè)鑲嵌在支架中的由聚氨基甲酸酯模制成型的導(dǎo)向體，導(dǎo)向體接觸纜索本體并允許纜索本體在導(dǎo)向體中偏轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述纜索本體還包括在所述護(hù)套內(nèi)部纏繞在鋼絲束上的纖維帶料。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述護(hù)套由黑色高密度聚氯乙烯構(gòu)成，并且所述纜索本體還包括位于所述護(hù)套外側(cè)的蒙皮，所述蒙皮由白色高密度聚氯乙烯構(gòu)成。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，并且所述纜索本體還包括位于所述蒙皮外側(cè)的多個(gè)螺旋肋。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述護(hù)套和所述蒙皮在同一工序中通過共擠出工藝形成。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述保護(hù)性蠟質(zhì)填料是微晶石油蠟。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述纜索的鋼絲的末端具有鈕結(jié)部，所述鈕結(jié)部通過一個(gè)鋼絲固定板固定在錨固體中，所述鈕結(jié)部被蠟質(zhì)填料密封。


圖1是本發(fā)明的PWS纜索的錨接器的剖視圖。
圖2是沿圖1中的線A-A所作的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明的PWS纜索包括纜索本體100和連接在纜索本體端部上的錨接器。
纜索本體100的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示?？梢钥吹剑|索本體100包括鋼絲束，其由一束平行的7mm直徑的鋼絲例如鍍鋅鋼絲組成；纖維帶料25，其纏繞在鋼絲束外側(cè)；保護(hù)性蠟質(zhì)填料23，其在纖維帶料之內(nèi)充填在鋼絲之間的空間(空隙)中，用于防止或減小鋼絲之間的摩擦并且防止鋼絲被腐蝕，所述保護(hù)性蠟質(zhì)填料優(yōu)選為微晶石油蠟；護(hù)套21，其形成在纖維帶料25的外側(cè)，并且優(yōu)選由黑色HDPE(高密度聚氯乙烯)擠出形成，從而具有耐用性；蒙皮22，其形成在黑色HDPE護(hù)套21外側(cè)，并且優(yōu)選由白色HDPE擠出形成，從而具有抗紫外線性能和耐用性。
在圖1所示的實(shí)施例中，鋼絲束整體上具有大致正六邊形橫截面。然而，所述橫截面的形狀并不局限于此，而是還可以采用圓形、其它正多邊形等。
優(yōu)選地，護(hù)套21和蒙皮22在同一工序中通過共擠出工藝形成。
這里，應(yīng)當(dāng)指出，保護(hù)性蠟質(zhì)填料23是在幾乎最后的步驟中形成的，這一點(diǎn)將在后文中描述。
優(yōu)選地，在蒙皮22的外表面上一體地形成多個(gè)(例如兩個(gè))螺旋肋24。螺旋肋24以螺旋的形式盤繞形成在蒙皮22上，用于防止因下雨和刮風(fēng)等環(huán)境因素而引起纜索振動(dòng)，并且降低纜索在空氣中的阻滯力。所述螺旋肋也可以在前述共擠出步驟中同時(shí)形成。
如圖1所示，在完整的纜索中，纜索本體100的端部裝配在錨接器中，構(gòu)成鋼絲束的鋼絲從纖維帶料25、護(hù)套21和蒙皮22中延伸出來，并且通過設(shè)在每個(gè)鋼絲末端的鈕結(jié)部13而固定在錨接器中。
下面詳細(xì)介紹設(shè)在纜索本體100端部的錨接器。
首先，錨接器包括一個(gè)錨固體2，其被構(gòu)造為具有外螺紋和內(nèi)部中空部的大致圓柱體，所述中空部如圖1所示沿軸向具有位于兩端的圓柱形空腔和位于中間的圓錐形空腔，所述圓錐形空腔的直徑由遠(yuǎn)側(cè)(背對(duì)纜索本體100的一側(cè))的大端向著近側(cè)(面向纜索本體100的一側(cè))的小端減小。遠(yuǎn)側(cè)圓柱形空間的直徑大于圓錐形空腔的大端直徑，近側(cè)圓柱形空間的直徑大于圓錐形空腔的小端直徑，從而分別在這兩個(gè)圓柱形空間中形成臺(tái)肩部分。所述近側(cè)圓柱形空間的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)螺紋。
一個(gè)調(diào)節(jié)螺母1嚙合在錨固體2的外螺紋上，用于將錨固體2固定在橋面或纜索吊塔上設(shè)置的相應(yīng)連接筒上。具體而言，為了錨接纜索，可將調(diào)節(jié)螺母1先從錨固體2上擰下。然后，將錨固體2從連接筒的一側(cè)插入連接筒中，使錨固體2的遠(yuǎn)端從連接筒的另一側(cè)露出。最后，再將調(diào)節(jié)螺母1擰緊在錨固體2的露出的遠(yuǎn)端上。通過調(diào)節(jié)螺母1，可以將錨固體2乃至整個(gè)纜索連接在連接筒上，并且可以調(diào)節(jié)纜索的張緊度。
一個(gè)端蓋15緊固在錨固體2的遠(yuǎn)端，并且端蓋15的一個(gè)突出部伸入到錨固體2的遠(yuǎn)側(cè)圓柱形空間的遠(yuǎn)側(cè)部分中，從而封閉錨固體2的遠(yuǎn)端。
一個(gè)鋼絲固定板12設(shè)在錨固體2的遠(yuǎn)側(cè)圓柱形空間中，并且抵靠著遠(yuǎn)側(cè)圓柱形空間的臺(tái)肩部分。鋼絲固定板12沿其厚度方向形成有通孔，通孔的數(shù)量等于纜索的鋼絲束中的鋼絲的數(shù)量。鋼絲的末端穿過這些通孔，并且通過鈕結(jié)部13而固定在鋼絲固定板12上。
一個(gè)大致圓柱形的連接部3插裝在錨固體2的近側(cè)圓柱形空間中。連接部3具有與錨固體2的內(nèi)部中空部軸向相通的內(nèi)部空間，所述內(nèi)部空間包括遠(yuǎn)側(cè)圓柱形小徑部分和近側(cè)圓柱形大徑部分，這兩個(gè)部分在內(nèi)部空間中形成了一個(gè)臺(tái)肩。小徑部分的直徑與所述圓錐形空腔的小端直徑大致相等，并且略大于纜索本體100的直徑。纜索本體100從連接部3內(nèi)穿過，其中纖維帶料25、護(hù)套21和蒙皮22的末端位于小徑部分內(nèi)。露出的鋼絲部分在小徑部分中大致平行地延伸，并且在所述圓錐形空腔中隨從于圓錐的形狀而向著遠(yuǎn)側(cè)擴(kuò)散開。連接部3具有一個(gè)從其外圓周表面通向小徑部分的注蠟孔5。注蠟孔5靠近纖維帶料25、護(hù)套21和蒙皮22的末端。在如后文所述通過注蠟孔5充填了蠟質(zhì)填料后，可以用螺釘?shù)榷氯∽⑾灴?。
為了實(shí)現(xiàn)連接部3與錨固體2之間的連接，連接部3的插入部分設(shè)有外螺紋，以便與錨固體2的近側(cè)圓柱形空間中的內(nèi)螺紋嚙合。當(dāng)然，其它本領(lǐng)域中公知的連接方式也是可行的。為了提高連接部3在錨固體2中的插入部分與錨固體2的近端之間的密封性，可在連接部3的插入部分的端面與錨固體2的近側(cè)圓柱形空間的臺(tái)肩之間安置密封環(huán)，例如腈橡膠環(huán)。此外，可以在螺紋嚙合之前，在連接部3的插入部分的外螺紋和錨固體2的近側(cè)圓柱形空間中的內(nèi)螺紋上涂覆密封膠。
一個(gè)填塞式密封部安置在所述大徑部分中，并且推抵在連接部3的內(nèi)部空間中的臺(tái)肩上。填塞式密封部包括多個(gè)具有中心孔的鋼板10以及夾在鋼板之間的相應(yīng)彈性材料密封圈9，尤其是橡膠密封圈，例如氯丁橡膠密封圈。鋼板10的中心孔的內(nèi)徑略大于纜索本體100的直徑，以使得鋼板10可被套裝在纜索本體100上。密封圈9的中心孔的內(nèi)徑略小于纜索本體100的直徑，以使得密封圈9能夠以密封的方式套裝在纜索本體100上。利用鋼板擠壓密封圈，可以將連接部3與纜索本體100之間水密性地密封。在圖1中的實(shí)施例中，包含三個(gè)鋼板和位于它們之間的兩個(gè)密封圈。作為一種改型，可以采用位于兩端的兩個(gè)鋼板和位于二者之間的三個(gè)密封圈。
一個(gè)偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置抵靠著密封圈9安裝在所述大徑部分中。偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置包括一個(gè)由PU(聚氨基甲酸酯)模制成型的導(dǎo)向體6以及一個(gè)鋼性的支架，導(dǎo)向體6被鑲嵌成型在支架中，如圖1中所示，以便于將導(dǎo)向體6在所述大徑部分中的安裝和定位。導(dǎo)向體6在橫截面中呈喇叭形。具體而言，如圖1所示，導(dǎo)向體6具有被纜索本體100穿過的內(nèi)孔。所述內(nèi)孔的直徑從靠近填塞式密封部的一側(cè)(基端)向遠(yuǎn)離近填塞式密封部的一側(cè)(末端)以彎曲的形式逐漸加大。優(yōu)選地，在圖1所示的橫截面中，所述內(nèi)孔的彎曲內(nèi)表面的曲率半徑大于10000mm。為了便于偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置的裝入，在連接部3中設(shè)有從所述大徑部分通向外圓周表面的放氣孔8。放氣孔8位于導(dǎo)向體6的末端附近。導(dǎo)向體6同時(shí)還起到阻尼元件的作用，以減小纜索本體100的振動(dòng)。
一個(gè)鎖緊裝置將偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置鎖定在所述大徑部分中，并同時(shí)通過偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置的鋼制支架擠壓填塞式密封部中的彈性材料密封圈9。如圖1所示，鎖緊裝置包括軸向擠壓導(dǎo)向體6并且推抵在鋼制支架的末端上的擋圈16和緊固所述擋圈的螺紋緊固件7。螺紋緊固件7嚙合在連接部3的近端螺紋孔中。通過擰緊或擰松螺紋緊固件7，以使指軸向移動(dòng)，可以擠壓或松開填塞式密封部。
一個(gè)座式固定部11形成在錨固體2的圓錐形空腔和連接部3的內(nèi)部空間的遠(yuǎn)側(cè)部分中。在連接部3中，座式固定部11如圖11所示接近但不覆蓋住蠟孔5。座式固定部11是通過環(huán)氧基載體材料冷鑄(chill cast)而形成的，由此可以形成耐疲勞的座式固定部。由于座式固定部具有與圓錐形空腔相對(duì)應(yīng)的圓錐形狀，因此鋼絲的張力可以均勻地作用在圓錐形空腔的內(nèi)表面上，從而實(shí)現(xiàn)鋼絲在錨固體2中的牢固連接。
在座式固定部固化之后，通過注蠟孔5向連接部3的內(nèi)部空間中注入蠟質(zhì)填料，例如微晶石油蠟。所述蠟質(zhì)填料充填到連接部3的小徑部分中的除了被座式固定部11和纜索本體100占據(jù)的部分之外的剩余部分中，并且充入纜索本體100內(nèi)部的位于鋼絲之間的空隙中，以便在纜索本體100中形成保護(hù)性蠟質(zhì)填料23。
此外，蠟質(zhì)填料14在鋼絲固定板12和端蓋15的突出部之間充填在錨固體2的遠(yuǎn)側(cè)圓柱形空間中。為了充入蠟質(zhì)填料14，可以在端蓋15中設(shè)有注蠟通孔。注蠟通孔可以具有內(nèi)螺紋，在充入蠟質(zhì)填料14之后，可以用螺釘堵塞住注蠟通孔。
下面描述本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置的功能。
為了能夠?qū)|索進(jìn)行操作，要求纜索本體在其從錨接器的引出位置(過渡區(qū))處能夠橫向移動(dòng)，也就是說，錨接器應(yīng)能夠產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)動(dòng)作。這種偏轉(zhuǎn)會(huì)在纜索的HDPE護(hù)套、蒙皮以及鋼絲中產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。如果偏轉(zhuǎn)半徑(曲率半徑)不受到限制，將會(huì)產(chǎn)生很高的應(yīng)力。
本發(fā)明的改進(jìn)型PWS纜索的錨接器中集成有一個(gè)偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，其能夠防止鋼絲的任何偏轉(zhuǎn)力傳遞到座式固定部和鈕結(jié)部。
所述偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置安置在填塞式密封部前面。如圖1中所示，偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置包括一個(gè)喇叭形導(dǎo)向體，也就是偏轉(zhuǎn)托座，其引導(dǎo)每根鋼絲以受控的曲率半徑彎曲，以使每根鋼絲在過渡區(qū)中的彎曲應(yīng)力小于250MPa。另外，每根鋼絲在座式固定部中的殘余彎曲應(yīng)力小于50MPa。
通過采用偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，可以消除或減輕因下述原因造成的橫向移動(dòng)和彎曲的影響·因懸垂效應(yīng)以及工作風(fēng)速和最大風(fēng)速下產(chǎn)生的風(fēng)致振蕩所引起的纜索變形；·在動(dòng)態(tài)負(fù)載下產(chǎn)生的橋面和吊塔的連接筒偏轉(zhuǎn)；·因錨接器的定位誤差以及其與連接筒錯(cuò)位而產(chǎn)生的誤差；·因錨接器中的各部件的制造誤差導(dǎo)致的鋼絲在錨接器中彎曲。
本發(fā)明的改進(jìn)型PWS纜索的錨接器至少能夠承受下述偏差的組合而不會(huì)導(dǎo)致纜索損壞·±20毫弧度的靜態(tài)角度偏差或錨接器安裝誤差(二者中取較大者)；·±10毫弧度的動(dòng)態(tài)角度偏差。
本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)PWS作出了以下改進(jìn)1.使用了本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置；2.使用了本發(fā)明的填塞式密封部，從而使得連接部和錨固體與纜索本體之間的連接成為水密性的；3.使用了擠出HDPE護(hù)套，其具有高耐用性外層；4.鋼絲束之間的空隙被充填蠟質(zhì)填料，尤其是微晶石油蠟，以改進(jìn)鋼絲間接觸的潤(rùn)滑性，并且防止?jié)駳膺M(jìn)入纜索；5.使用了雙螺旋肋，以防止因下雨和刮風(fēng)而引起的振動(dòng)，并且降低阻滯力。
權(quán)利要求
1.一種平行鋼絲束纜索，其包括纜索本體和連接在纜索本體端部上的錨接器，所述纜索本體包括鋼絲束和用于保護(hù)鋼絲束的護(hù)套，所述錨接器包括錨固體；插裝在錨固體中的連接部，所述纜索本體插入所述連接部的內(nèi)部空間中，鋼絲束的末端從護(hù)套伸出并且固定在所述錨固體中；其特征在于，所述連接部的內(nèi)部空間中安置著一個(gè)由疊加在鋼板之間的彈性材料密封圈構(gòu)成的填塞式密封部以及一個(gè)抵靠著填塞式密封部的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，通過鎖緊偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，填塞式密封部被擠壓，從而在連接部與纜索本體之間形成水密性的密封。
2.如權(quán)利要求1所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述纜索的鋼絲之間的空隙被充填保護(hù)性蠟質(zhì)填料，以防止或減小鋼絲之間的摩擦并且防止鋼絲腐蝕。
3.如權(quán)利要求1所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，在所述錨固體和所述連接部中通過環(huán)氧基載體材料冷鑄而形成一個(gè)包圍著從護(hù)套伸出的鋼絲束末端的座式固定部。
4.如權(quán)利要求1所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置包括一個(gè)鋼性的支架和一個(gè)鑲嵌在支架中的由聚氨基甲酸酯模制成型的導(dǎo)向體，導(dǎo)向體接觸纜索本體并允許纜索本體在導(dǎo)向體中偏轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述纜索本體還包括在所述護(hù)套內(nèi)部纏繞在鋼絲束上的纖維帶料。
6.如權(quán)利要求5所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述護(hù)套由黑色高密度聚氯乙烯構(gòu)成，并且所述纜索本體還包括位于所述護(hù)套外側(cè)的蒙皮，所述蒙皮由白色高密度聚氯乙烯構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，并且所述纜索本體還包括位于所述蒙皮外側(cè)的多個(gè)螺旋肋。
8.如權(quán)利要求6所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述護(hù)套和所述蒙皮在同一工序中通過共擠出工藝形成。
9.如權(quán)利要求2所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述保護(hù)性蠟質(zhì)填料是微晶石油蠟。
10.如權(quán)利要求1所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述纜索的鋼絲的末端具有鈕結(jié)部，所述鈕結(jié)部通過一個(gè)鋼絲固定板固定在錨固體中，所述鈕結(jié)部被蠟質(zhì)填料密封。
全文摘要
公開了一種平行鋼絲束纜索，其包括纜索本體和連接在纜索本體端部上的錨接器，所述纜索本體包括鋼絲束和用于保護(hù)鋼絲束的護(hù)套。所述錨接器包括錨固體；插裝在錨固體中的連接部，所述纜索本體插入所述連接部的內(nèi)部空間中，鋼絲束的末端從護(hù)套伸出并且固定在所述錨固體中。所述連接部的內(nèi)部空間中安置著一個(gè)由疊加在鋼板之間的彈性材料密封圈構(gòu)成的填塞式密封部以及一個(gè)抵靠著填塞式密封部的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，通過鎖緊偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置，填塞式密封部被擠壓，從而在連接部與纜索本體之間形成水密性的密封。
文檔編號(hào)D07B1/16GK1844583SQ20051006480
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者熱羅姆·斯蒂布勒, 讓－皮埃爾·菲齊耶 申請(qǐng)人:弗萊西奈國(guó)際公司