[發明專利]雙螺旋線熱擠聚乙烯半平行鋼絲斜拉索的參數確定方法

有效

• 申請號: 201610844845.8
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106284075B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 劉慶寬;鄭云飛;梁新華;孫一飛;劉小兵;馬文勇
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: E01D19/16
• 分類號: E01D19/16
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

本發明一種雙螺旋線熱擠聚乙烯半平行鋼絲斜拉索的參數確定方法，屬于斜拉橋領域。在斜拉索的外表面上同向纏繞凸起的雙螺旋線，根據風洞試驗確定螺旋線的直徑d、以及同一螺旋線的纏繞間距S，找出與不同直徑的斜拉索纏繞雙螺旋線時，在抑風雨振的前提下對氣動阻力最小的參數值組合；其中，S為斜拉索直徑D的倍數。本發明既能抑制風雨振、同時又具有最佳氣動阻力。

技術領域

本發明屬于斜拉橋工程技術領域，尤其涉及一種既能抑制風雨振、同時又具有最佳氣動阻力效果的雙螺旋線熱擠聚乙烯半平行鋼絲斜拉索及其參數確定方法。

背景技術

斜拉索是斜拉橋的主要受力構件之一，目前熱擠PE半平行鋼絲斜拉索是最常用的斜拉索形式。大量研究表明：在特定的風雨環境下斜拉索經常發生大幅振動，被命名為風雨振或者風雨激振。當發生風雨振時，斜拉索的振動能引起索梁錨固區、索塔錨固區的破壞，引起索端部接頭部分產生疲勞破壞，破壞斜拉索的防腐系統，嚴重時會導致斜拉索失效。同時，振動會引起斜拉索內部鋼絲之間的相互摩擦錯動，損壞鋼絲表面的防腐材料，使得腐蝕后的鋼絲疲勞強度降低。另外，用于風雨振減振的阻尼裝置也經常被斜拉索的大幅振動所破壞。

為了抑制這種振動的發生，目前常用的方法有機械措施(設置阻尼器等)、結構措施(設置輔助索等)和氣動措施。隨著斜拉橋跨徑的增大，斜拉索的長度也隨之增大，在斜拉索端部設置阻尼器的效果有限；采用輔助索將斜拉索連在一起會破壞整體的美觀，因此這種措施采用較少；氣動措施被認為是切實可行的辦法。

由于大跨徑斜拉橋斜拉索上的風荷載占全橋風荷載的主要部分，因此采用氣動措施后斜拉索上氣動阻力的改變也是橋梁設計中需要重點考慮的問題。減小斜拉索上氣動阻力，可以在節約成本的情況下最大限度保證橋梁的受力安全，然而現有的氣動措施僅僅考慮了抑振效果，沒有考慮采取措施后氣動阻力的變化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種雙螺旋線熱擠聚乙烯半平行鋼絲斜拉索及其參數確定方法，既能抑制風雨振、同時又具有最佳的氣動阻力。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種雙螺旋線熱擠聚乙烯半平行鋼絲斜拉索，在斜拉索的外表面上同向纏繞有凸起的雙螺旋線。

進一步的技術方案，同一條螺旋線的纏繞間距S為斜拉索直徑D的整數倍。

進一步的技術方案，斜拉索的直徑D＝90mm-160mm，螺旋線的直徑d＝0.8mm-2mm，纏繞間距S＝6D-14D。

一種雙螺旋線熱擠聚乙烯半平行鋼絲斜拉索的參數確定方法，在同一直徑的斜拉索的外表面上同向纏繞不同直徑和不同纏繞間距S的雙螺旋線，通過風洞試驗，確定在抑制風雨振的前提下氣動阻力最小的螺旋線直徑d與纏繞間距S為最佳參數組合，該最佳參數組合即為同一直徑的斜拉索上纏繞的螺旋線直徑d與纏繞間距S。

進一步的技術方案，所述風洞試驗方法如下：

首先研究試驗風速、降雨量、傾角、風向角的影響，找到斜拉索無螺旋線時振幅最大時的參數設置；

其次，以這些參數為基礎，在同一直徑的斜拉索上先后纏繞不同直徑、不同間距的螺旋線，在相同的環境條件下，考察螺旋線的纏繞間距S、直徑d對抑振效果的影響，找到能夠抑振的不同參數組合；進而通過測力試驗研究這些參數組合，也即螺旋線的纏繞間距S和直徑d對氣動阻力的影響，在滿足抑振效果的前提下，選擇斜拉索上的氣動阻力最小時對應的螺旋線的參數組合，也就是氣動阻力最小的參數組合；

應用相同的方法，針對不同直徑的斜拉索，找出具有抑振效果和最佳氣動阻力的螺旋線的參數組合。