專利名稱：平行鋼絲束纜索的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于纜索吊拉橋中的改進的平行鋼絲束(PWS)纜索。
背景技術：
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，并且被罩在一個擠出形成在鋼絲束上的HDPE外殼(護套)中。
最初的纜索中沒有配備空隙填料。這種纜索結(jié)構是易受到侵蝕的，因為纜索外殼的任何裂口將導致侵害性成分進入纜索并且彌漫到整個橫截面中。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)國際上關于纜索吊拉(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年的設計壽命。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當是連續(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)有技術中存在的問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種改進的PWS纜索，以提高纜索的安全性，并且同時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鋼絲束的護套，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由疊加在鋼板之間的彈性材料密封圈構成的填塞式密封部以及一個抵靠著填塞式密封部的偏轉(zhuǎn)導向裝置，通過鎖緊偏轉(zhuǎn)導向裝置，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。
在一個優(yōu)選實施例中，所述纜索的鋼絲之間的空隙被充填保護性蠟質(zhì)填料，以防止或減小鋼絲之間的摩擦并且防止鋼絲腐蝕。
在另一個優(yōu)選實施例中，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包圍著從護套伸出的鋼絲束末端的座式固定部。
在另一個優(yōu)選實施例中，所述偏轉(zhuǎn)導向裝置包括一個鋼性的支架和一個鑲嵌在支架中的由聚氨基甲酸酯模制成型的導向體，導向體接觸纜索本體并允許纜索本體在導向體中偏轉(zhuǎn)。
在另一個優(yōu)選實施例中，所述纜索本體還包括在所述護套內(nèi)部纏繞在鋼絲束上的纖維帶料。
在另一個優(yōu)選實施例中，所述護套由黑色高密度聚氯乙烯構成，并且所述纜索本體還包括位于所述護套外側(cè)的蒙皮，所述蒙皮由白色高密度聚氯乙烯構成。
在另一個優(yōu)選實施例中，并且所述纜索本體還包括位于所述蒙皮外側(cè)的多個螺旋肋。
在另一個優(yōu)選實施例中，所述護套和所述蒙皮在同一工序中通過共擠出工藝形成。
在另一個優(yōu)選實施例中，所述保護性蠟質(zhì)填料是微晶石油蠟。
在另一個優(yōu)選實施例中，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。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細描述本發(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，所述保護性蠟質(zhì)填料優(yōu)選為微晶石油蠟；護套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，護套21和蒙皮22在同一工序中通過共擠出工藝形成。
這里，應當指出，保護性蠟質(zhì)填料23是在幾乎最后的步驟中形成的，這一點將在后文中描述。
優(yōu)選地，在蒙皮22的外表面上一體地形成多個(例如兩個)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等環(huán)境因素而引起纜索振動，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，構成鋼絲束的鋼絲從纖維帶料25、護套21和蒙皮22中延伸出來，并且通過設在每個鋼絲末端的鈕結(jié)部13而固定在錨接器中。
下面詳細介紹設在纜索本體100端部的錨接器。
首先，錨接器包括一個錨固體2，其被構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側(cè)(背對纜索本體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，從而分別在這兩個圓柱形空間中形成臺肩部分。所述近側(cè)圓柱形空間的內(nèi)壁上設有內(nèi)螺紋。
一個調(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置的相應連接筒上。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的露出的遠端上。通過調(diào)節(jié)螺母1，可以將錨固體2乃至整個纜索連接在連接筒上，并且可以調(diào)節(jié)纜索的張緊度。
一個端蓋15緊固在錨固體2的遠端，并且端蓋15的一個突出部伸入到錨固體2的遠側(cè)圓柱形空間的遠側(cè)部分中，從而封閉錨固體2的遠端。
一個鋼絲固定板12設在錨固體2的遠側(cè)圓柱形空間中，并且抵靠著遠側(cè)圓柱形空間的臺肩部分。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)部空間包括遠側(cè)圓柱形小徑部分和近側(cè)圓柱形大徑部分，這兩個部分在內(nèi)部空間中形成了一個臺肩。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側(cè)擴散開。連接部3具有一個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。當然，其它本領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)部空間中的臺肩上。填塞式密封部包括多個具有中心孔的鋼板10以及夾在鋼板之間的相應彈性材料密封圈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中的實施例中，包含三個鋼板和位于它們之間的兩個密封圈。作為一種改型，可以采用位于兩端的兩個鋼板和位于二者之間的三個密封圈。
一個偏轉(zhuǎn)導向裝置抵靠著密封圈9安裝在所述大徑部分中。偏轉(zhuǎn)導向裝置包括一個由PU(聚氨基甲酸酯)模制成型的導向體6以及一個鋼性的支架，導向體6被鑲嵌成型在支架中，如圖1中所示，以便于將導向體6在所述大徑部分中的安裝和定位。導向體6在橫截面中呈喇叭形。具體而言，如圖1所示，導向體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)導向裝置的裝入，在連接部3中設有從所述大徑部分通向外圓周表面的放氣孔8。放氣孔8位于導向體6的末端附近。導向體6同時還起到阻尼元件的作用，以減小纜索本體100的振動。
一個鎖緊裝置將偏轉(zhuǎn)導向裝置鎖定在所述大徑部分中，并同時通過偏轉(zhuǎn)導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，可以擠壓或松開填塞式密封部。
一個座式固定部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應的圓錐形狀，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)導向裝置的功能。
為了能夠?qū)|索進行操作，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，也就是說，錨接器應能夠產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)動作。這種偏轉(zhuǎn)會在纜索的HDPE護套、蒙皮以及鋼絲中產(chǎn)生彎曲應力。如果偏轉(zhuǎn)半徑(曲率半徑)不受到限制，將會產(chǎn)生很高的應力。
本發(fā)明的改進型PWS纜索的錨接器中集成有一個偏轉(zhuǎn)導向裝置，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)導向裝置安置在填塞式密封部前面。如圖1中所示，偏轉(zhuǎn)導向裝置包括一個喇叭形導向體，也就是偏轉(zhuǎn)托座，其引導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)中的彎曲應力小于250MPa。另外，每根鋼絲在座式固定部中的殘余彎曲應力小于50MPa。
通過采用偏轉(zhuǎn)導向裝置，可以消除或減輕因下述原因造成的橫向移動和彎曲的影響·因懸垂效應以及工作風速和最大風速下產(chǎn)生的風致振蕩所引起的纜索變形；·在動態(tài)負載下產(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位而產(chǎn)生的誤差；·因錨接器中的各部件的制造誤差導致的鋼絲在錨接器中彎曲。
本發(fā)明的改進型PWS纜索的錨接器至少能夠承受下述偏差的組合而不會導致纜索損壞·±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毫弧度的動態(tài)角度偏差。
本發(fā)明對傳統(tǒng)PWS作出了以下改進1.使用了本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)導向裝置；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，以改進鋼絲間接觸的潤滑性，并且防止?jié)駳膺M入纜索；5.使用了雙螺旋肋，以防止因下雨和刮風而引起的振動，并且降低阻滯力。
權利要求
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鋼絲束的護套，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由疊加在鋼板之間的彈性材料密封圈構成的填塞式密封部以及一個抵靠著填塞式密封部的偏轉(zhuǎn)導向裝置，通過鎖緊偏轉(zhuǎn)導向裝置，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包圍著從護套伸出的鋼絲束末端的座式固定部。
4.如權利要求1所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)導向裝置包括一個鋼性的支架和一個鑲嵌在支架中的由聚氨基甲酸酯模制成型的導向體，導向體接觸纜索本體并允許纜索本體在導向體中偏轉(zhuǎn)。
5.如權利要求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套內(nèi)部纏繞在鋼絲束上的纖維帶料。
6.如權利要求5所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述護套由黑色高密度聚氯乙烯構成，并且所述纜索本體還包括位于所述護套外側(cè)的蒙皮，所述蒙皮由白色高密度聚氯乙烯構成。
7.如權利要求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)的多個螺旋肋。
8.如權利要求6所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述護套和所述蒙皮在同一工序中通過共擠出工藝形成。
9.如權利要求2所述的平行鋼絲束纜索，其特征在于，所述保護性蠟質(zhì)填料是微晶石油蠟。
10.如權利要求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鋼絲束的護套。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由疊加在鋼板之間的彈性材料密封圈構成的填塞式密封部以及一個抵靠著填塞式密封部的偏轉(zhuǎn)導向裝置，通過鎖緊偏轉(zhuǎn)導向裝置，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D07B1/16GK1844583SQ20051006480
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權日2005年4月6日
發(fā)明者熱羅姆·斯蒂布勒, 讓－皮埃爾·菲齊耶 申請人:弗萊西奈國際公司