[發明專利]大跨徑懸索橋用主纜索股

無效

• 申請號: 201010119929.8
• 申請日: 2010-03-08
• 公開（公告）號: CN101824798A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 趙軍;寧世偉;薛花娟;周祝兵;趙成哲
• 申請（專利權）人: 江蘇法爾勝新日制鐵纜索有限公司;江蘇法爾勝泓昇集團有限公司
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16;E01D11/02
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

(一)技術領域

本發明涉及一種懸索橋用主纜索股，具體涉及一種大跨徑懸索橋用主纜索股。屬橋梁建筑工程技術領域。

(二)背景技術

懸索橋通常由主纜、吊索、橋塔、主梁、錨錠等幾個主要部分組成。主梁、橋面系及活載等荷載通過吊索傳給主纜，依靠主纜將荷載作用在橋塔及錨碇上。因此主纜是懸索橋的主要結構組成部分，它承載著橋梁上部結構的全部恒載和活載，其制作質量對懸索橋的成橋精度及架設施工起決定作用。

目前行業內通用的主纜制作方法為預制平行鋼絲索股法，該方法是將若干根鋼絲(強度通常為1670MPa)在工廠內預先制成六邊形索股，每股索股包含61根、91根或127根鋼絲，兩端用熱鑄錨錨固，然后盤卷運至架設現場逐股架設，架設后采用專用設備將多股索股收緊成圓形，即為懸索橋主纜。

隨著懸索橋跨徑的越來越大，相應的大跨徑懸索橋主纜所需索股股數也逐漸增加，索股股數的增加有兩個明顯的缺點：

1)由于以往懸索橋用主纜鋼絲強度級別較低(1670MPa)，這樣在主跨增大后橋梁設計總荷載將會增加，因此必然會導致懸索橋主纜所用鋼絲總數增加，從而增加橋梁總重，造價升高；

2)在懸索橋主纜索股股數增加的同時，由于索股需要逐根架設，因此必然使索股施工期加長，降低全橋施工效率。

上述兩個缺點理論上可通過提高主纜用鋼絲強度及單股索股內鋼絲數量獲得解決。但單股索股內鋼絲數量的增加在實橋使用過程中有一個明顯的難點：在當前的主纜索股制作技術中，由于單股索股內鋼絲數量較少而忽略了索股的高度和寬度，因此單股索股內的鋼絲長度一致。但索股在架設過程中，不可避免的會通過橋梁上的索鞍等圓弧狀過渡位置——這些索鞍，包括主索鞍和散索鞍，是懸索橋特有的一種構件，其主要作用是使主纜沿一定的曲線轉向(圖1)。當索股通過索鞍這類轉彎構件時，必然會產生貼近索鞍的下層鋼絲內縮，遠離索鞍的上層鋼絲伸長的問題，從而導致等長索股的上、下層鋼絲伸長量不一(圖2)。即上層鋼絲比下層鋼絲受到更大的拉伸應力。

此問題在索股施工時會導致索股鼓絲、散絲等現象，在索股實橋使用過程中由于索股內上、下層鋼絲在長期受力不均的情況下極易導致部分索股內鋼絲加速疲勞，嚴重的甚至會產生斷絲等現象，給橋梁留下了巨大的安全隱患。

上述問題在以下四種情況時將會更加突出：

1)對于大跨徑懸索橋，由于主纜索股規格的不斷加大，由此而導致的單股索股內上、下層鋼絲在過索鞍時的差異更加明顯；

2)在多塔連跨的懸索橋中，主纜索股的轉彎次數增多，索股的多次彎曲導致索股內鋼絲的累計不均勻性更加突出；

3)在自錨式懸索橋中，由于索股長度較短，相對于整個索股長度，索鞍處彎曲產生的索股內鋼絲長度誤差更大，更易出現鼓絲、散絲等現象；

4)在具有空間纜的自錨式懸索橋中，由于索股在三維方向上均有彎曲，由此而產生的鼓絲、散絲現象更加嚴重。

(三)發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種在橋梁設計荷載不變的情況下，可降低懸索橋主纜重量、在懸索橋主纜用鋼絲總根數不變的情況下，可有效減少索股數量、且在大規格索股(包含169根及以上鋼絲的索股)制作過程中能適應懸索橋主纜線形的變化的大跨徑懸索橋用主纜索股。

本發明的目的是這樣實現的：一種大跨徑懸索橋用主纜索股，其特征在于：

1)組成主纜索股的鋼絲強度為1860MPa；

2)單股主纜索股為六邊形，鋼絲組成為169絲、217絲或271絲；

3)在大規格索股制作過程中采用了“股內鋼絲長度分別控制技術”，該技術是這樣實現的：

a)在六邊形索股成型后，采用模擬索股在索鞍內彎曲的成型支架對索股在索長范圍內根據各索鞍的位置進行預彎曲，并在索鞍的兩端及預彎曲段采用夾具或者鉛絲將相應位置處的索股夾緊，以防止鋼絲串絲；

b)在索股內每層設置一根標準長度鋼絲，以控制每層的鋼絲長度；在索股內設置多根標志鋼絲，以控制預彎曲后的扭轉狀況。

本發明的有益效果是：

1)組成主纜索股的鋼絲強度為1860MPa，比行業內通用的1670MPa的鋼絲強度提高了10％以上，在橋梁設計荷載不變的情況下，可大幅降低懸索橋主纜重量，節約成本，并可保持橋梁線形。

2)鋼絲組成為169絲、217絲或271絲(圖3、圖4、圖5)，比行業內常用的127絲主纜索股分別多了42根、90根和144根鋼絲，這樣在懸索橋主纜用鋼絲總根數不變的情況下，可有效減少索股數量，相應的可減少主纜索股架設時所需時間，縮短施工工期。