一種主纜抗滑裝置及抗滑鞍座和索夾的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種主纜抗滑裝置及抗滑鞍座和索夾。主纜與索夾和鞍座間的抗滑檢算，是懸索橋的重要設計內容。本發明提供了在位于索夾或鞍座中通過的主纜絲股間，增加與索夾或鞍座連接的摩擦面的方法，利用原本在主纜絲股間傳遞的徑向力或夾緊力來產生摩擦力，從而增強索夾和鞍座與主纜間的抗滑能力的方法。本發明沿用了可靠的摩擦力抗滑原理，實現了無需施加額外壓力條件下的抗滑能力提升，同時不但不會導致主纜局部應力增加或疲勞強度降低，而且還可改善鞍槽壁受力情況、使鞍座和索夾內的主纜絲股受力更加均勻。本發明可使鞍座內主纜的抗滑能力提高數倍、索夾長度減少1/3。本發明原理可靠、結構簡易、施工方便、成本低廉，具有實用價值。
【專利說明】一種主纜抗滑裝置及抗滑鞍座和索夾
【技術領域】
[0001]本發明涉及懸索橋的鞍座和索夾，特別是一種用來增強鞍座或索夾同其內主纜絲股間抗滑能力的裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，大跨三塔懸索橋技術在我國得到發展。在不對稱荷載作用下，這種懸索橋中塔頂鞍座兩側的主纜軸力差較大，主纜與鞍座間的抗滑技術面臨挑戰。
[0003]主纜一般由若干鍍鋅高強鋼絲、鍍鋅高強鋼絲繩、鍍鋅高強鋼絞線緊密集成，鞍座是主纜與橋梁塔墩的連接件，索夾則是主纜與吊索的連接件。主纜在鞍座兩側附近的軸力存在差異，使主纜與鞍座接觸面存在切向滑動力。懸索橋的吊索一般在橋梁立面內沿豎向布置，除位于一跨主纜的最低點處外，索夾處吊索軸力沿主纜切向的分力一般非零，使主纜與索夾接觸面存在切向滑動力。
[0004]切向滑動力使主纜同鞍座或索夾間具有滑動趨勢，現有技術一般采用在接觸面上產生的摩擦力來抗滑。主纜同鞍座或索夾的接觸介質均為金屬材料，適用粘著-犁溝摩擦理論，工程實踐中一般采用不甚精確、但更方便使用的庫倫摩擦理論。
[0005]根據庫倫摩擦理論，在接觸面上產生摩擦力的一個必要條件，是在接觸面上存在壓力。由于懸索橋主纜通過鞍座懸掛在主塔上，主纜在鞍座處轉向，導致主纜與鞍座接觸面上存在巨大的壓力。主纜與索夾接觸面上，雖然不存在這種構造壓力，但現有技術通過給橫截面呈環狀的索夾壁施加拉力，使環狀索夾壁具有減小內徑的趨勢，位于其內的主纜阻止了環狀索夾壁減小內徑的趨勢，使得主纜與索夾的接觸面上存在壓力。
[0006]根據庫倫摩擦理論，提高接觸面的摩擦系數是增強抗滑能力的一個途徑。但在工程實踐中，因鞍槽內主纜絲股在法向高接觸應力條件下，軸向疲勞強度對接觸面介質敏感，鞍座鞍槽和索夾一般采用鑄鋼，其與主纜的接觸面需作熱噴鋅(鋁)處理，熱噴鋅(鋁)干膜厚度一般不小于200um。根據粘著-犁溝摩擦理論可知，在不改變接觸面介質的材質的條件下，想要提高接觸面摩擦系數是非常困難的。
[0007]現有的鞍座技術中，鞍座一般包括承纜槽、鞍體、底板、滑動板和底座。主纜從承纜槽中通過，承纜槽與鞍體相連，鞍體與底板相連，滑動板位于底板和底座之間，底座固連在墩塔頂部。滑動板的作用是便于施工過程中實施鞍座預偏及頂推施工，頂推完畢后一般將鞍座底板與塔頂底座固連。承纜槽的橫截面一般呈U形，包括底部和側壁。承纜槽底部可設有中央低兩側高、呈階梯形狀的槽路，以更好的適應主纜形狀。為了便于主纜絲股整形入鞍，承纜槽還可包含豎向隔板，每個豎向隔板又分為豎向疊置的若干塊，以方便主纜絲股從下到上逐層入鞍。現有技術中，待主纜絲股架設完畢后，一般還在鞍槽中主纜絲股上方填入鋅塊，鋅塊上方壓鋅板，并在鋅板上方用螺桿將U形承纜槽側壁上部對拉，以改善承纜槽側壁的受力狀態并增加主纜絲股同鞍槽底接觸面上的壓力。
[0008]在現有鞍座技術中，主纜與鞍座間的抗滑力一般由以下兩項摩擦力提供:一是承纜槽底部與主纜間的摩擦力；二是承纜槽側壁及豎向隔板與主纜間的摩擦力。作用在鞍槽底與主纜接觸面上的壓力是主纜徑向力；作用在承纜槽側壁和豎向隔板與主纜接觸面上的壓力是主纜絲股側向力。考慮到相對于主纜徑向力而言，主纜絲股側向力很小；故前述第二項摩擦力提供的抗滑能力很小，一般認為主纜與鞍座間的抗滑力絕大部分是由前述第一項摩擦力提供，以至于我國現行《公路懸索橋設計規范》在進行鞍槽內主纜抗滑驗算時，忽略了絲股側向力作用引起的抗滑能力。
[0009]現有的鞍座技術的一個缺陷是，主纜徑向力只在主纜與鞍槽底的接觸面上產生抗滑摩擦力。本發明通過使用一種抗滑裝置來增加鞍座與主纜間有效摩擦面的數量的方法，使主纜徑向力能在多個接觸面上產生抗滑摩擦力，從而使鞍座抗滑能力得到大幅度提升。
[0010]現有的索夾技術中，索夾一般采用兩片式，兩片半圓環形索夾壁在主纜外圍對合，并通過螺桿連接,通過給螺桿施加拉力，使索夾壁因受拉而減小內徑,從而牢牢握住從索夾中通過的主纜。為使索夾與主纜接觸面充分密貼，索夾壁一般采用延伸率高的鑄鋼材料，同時為了讓索夾壁受拉時能夠充分變形以適應主纜形狀，索夾壁厚度不能太大，這限制了單位長度的索夾壁的承拉能力，兩片索夾的連接螺桿一般沿主纜軸線方向單排排列，使得索夾沿主纜軸向的長度較大。
[0011]在現有的索夾技術中，主纜與索夾間的抗滑力由其接觸面上的摩擦力提供。抗滑力大小與接觸面壓力成正比，但接觸面壓力會導致主纜孔隙率降低，為防止索夾出口處主纜絲股局部應力過高，一般將索夾內外的主纜絲股孔隙率差別限制在2%以內，可見接觸面壓力是不能隨意提高的。因此，根據現有技術，增加索夾抗滑力的主要方法就是增加索夾沿主纜的長度。
[0012]現有的索夾技術的一個缺陷是，只有索夾內壁和主纜外緣這一個接觸面上的摩擦力可提供抗滑能力，導致索夾較長。本發明涉及的索夾通過使用一種抗滑裝置增加索夾與主纜的接觸面，在并不改變索夾厚度和螺桿夾緊力以及接觸面材質的情況下，使索夾抗滑能力得到提升，從而可以適當減小索夾長度。
【發明內容】
[0013]本發明需要解決的技術問題是主纜與鞍座或索夾間的抗滑能力低的問題。本發明提出了一種在主纜絲股間增加有效摩擦面、利用原本在主纜絲股間傳遞的主纜徑向力或索夾夾緊力作為壓力來獲得抗滑摩擦力，從而增強主纜與鞍座和索夾間抗滑能力的方法，同時提供了該方法涉及的一種抗滑裝置，該裝置可確保摩擦面與主纜的相對滑動趨勢，與鞍座或索夾同主纜的相對滑動趨勢一致，并將該裝置上獲得的抗滑摩擦力可靠地傳遞給附近的索夾或鞍座，最后提供了使用該裝置的一種抗滑鞍座和索夾，從而解決主纜與鞍座或索夾間抗滑能力較低的問題。
[0014]為此，具體的解決方案是:
一種增強懸索橋主纜與索夾或鞍座間的抗滑能力的方法，該主纜由多股絲股構成，主纜通過鞍座懸掛在索塔頂部，該鞍座包括鞍槽，主纜從鞍槽中通過并發生轉向，鞍槽底承受著主纜轉向產生的徑向力，當鞍座兩側附近的主纜軸力不相等時，主纜具有相對于鞍座滑動的趨勢，在鞍槽底面產生防止主纜滑動的摩擦力，支承懸索橋主梁的吊索通過索夾與主纜連接，該索夾包含兩片對合的索夾壁，索夾壁與從中通過的主纜的接觸面上具有夾緊力，當吊索軸力沿主纜切向的分量不為零時，索夾具有相對于主纜滑動的趨勢，在索夾內的主纜表面產生防止索夾滑動的摩擦力，與主纜接觸的鞍槽底面及索夾內壁為經過熱噴鋅(鋁)表面處理的金屬材料，其特征在于:在鞍座或索夾內的主纜絲股間增加摩擦面，使摩擦面承受原本在主纜絲股間傳遞的徑向力或夾緊力；增加的摩擦面采用同鞍座或索夾與主纜的接觸面相似的材料和表面處理，使其與主纜接觸面的摩擦系數同鞍座或索夾與主纜間的摩擦系數大體相同；增加的摩擦面與鞍座或索夾連接，該連接應確保在沿主纜切線方向上，增加的摩擦面與鞍座或索夾具有相同的運動趨勢，以使主纜與增加的摩擦面間的滑動趨勢，同主纜與鞍座或索夾間的滑動趨勢保持一致。
[0015]一種主纜抗滑裝置，用于懸索橋主纜與索夾、鞍座等構件的連接，該主纜由若干絲股構成，通過鞍座懸掛在懸索橋索塔上，該鞍座包含鞍槽，主纜從鞍槽中通過鞍座，所述索夾是懸索橋吊索與主纜的連接件，包括兩片對合的索夾壁，主纜從索夾中通過并與索夾壁內側面接觸，所述鞍槽或索夾壁與主纜接觸的表面經過熱噴鋅(鋁)處理，其特征在于，包括摩擦區1、連接區甲2和連接區乙3 (參見圖1)，所述摩擦區位于主纜橫截面內與主纜絲股接觸，所述連接區甲和連接區乙位于主纜橫截面外與摩擦區及鞍座或索夾構件連接，摩擦區位于連接區甲和連接區乙之間，摩擦區與絲股接觸的表面采用與鞍座或索夾同主纜接觸面相似的材料和表面處理。
[0016]根據上述的一種主纜抗滑裝置，其特征在于所述摩擦區I包括一個板狀主摩擦件4和若干肋狀子摩擦件5 (參見圖2)，所述子摩擦件包括至少兩個與主纜絲股接觸的表面，并與主摩擦件連接，其中子摩擦件與主纜絲股接觸的表面，采用與鞍座或索夾同主纜接觸面相似的材料和表面處理。
[0017]根據上述的一種主纜抗滑裝置，其特征在于，還包括絲股限位件6 (參見圖3)，所述絲股限位件只包括一個與主纜絲股接觸的表面，并在所述連接區甲或連接區乙與摩擦區連接處附近，與摩擦區或連接區甲或連接區乙連接，其中絲股限位件與主纜絲股接觸的表面采用與鞍座或索夾同主纜接觸面相似的材料和表面處理。
[0018]一種主纜鞍座，包括鞍體和鞍槽，該鞍槽包括鞍槽底21和鞍槽壁22 (參見圖4)，鞍槽底可包含階梯狀槽路，鞍槽底與鞍槽壁形成U形截面的凹槽，懸索橋主纜從凹槽中通過并發生轉向，主纜表面與鞍槽底接觸，其特征在于，還包括若干從鞍槽內的主纜絲股間通過、并與鞍槽壁連接的根據上述的主纜抗滑裝置23。
[0019]根據上述的一種鞍座(參見圖4)，其特征在于，所述鞍槽壁內側還包含連接肋41，所述主纜抗滑裝置通過連接肋與鞍槽壁相連接，鞍槽壁與主纜表面不直接接觸。
[0020]根據上述的一種鞍座(參見圖4)，其特征在于，在鞍槽內沒有主纜絲股通過的空間里還包括填充物25，在垂直于主纜抗滑裝置的主摩擦件與主纜絲股接觸表面的方向上，所述填充物的變形模量比位于主纜抗滑裝置與鞍槽底間的主纜絲股的變形模量小。
[0021]根據上述的一種鞍座，其特征在于，包括并聯使用的主纜抗滑裝置23，還包括壓縮條36 (參見圖4)，主纜抗滑裝置23包括主摩擦件31、子摩擦件32，相鄰主纜抗滑裝置通過主纜絲股和壓縮條36連接，在垂直于主摩擦件與主纜絲股接觸表面的方向上，壓縮條的變形模量比相鄰主纜抗滑裝置間的主纜絲股的變形模量小。
[0022]一種索夾，是懸索橋主纜和吊索的連接裝置，包括兩片對合并用螺桿18連接的索夾壁16、17 (參見圖5)，其特征在于還包括從索夾內主纜絲股間通過、在兩片索夾壁對合處附近與索夾壁連接的根據上述的主纜抗滑裝置11。[0023]本發明的解決方案具有的優點是:可以可靠的顯著增強主纜與鞍座或索夾間的抗滑能力。具體體現在以下幾個方面:
一是抗滑原理可靠。本發明沿用了現有技術中的摩擦抗滑原理，現代懸索橋實踐已經證明摩擦抗滑原理既有效又可靠。在本發明中，與主纜絲股直接接觸抗滑裝置表面、鞍槽底面或索夾壁內側面的材料及表面處理大體一致，這些摩擦面具有大致相同的摩擦系數；抗滑裝置與鞍槽壁或索夾壁連接，可以傳遞沿主纜軸線方向的力，即主纜絲股相對于抗滑裝置、鞍槽壁或索夾壁的相對滑動趨勢的方向是一致的，即摩擦力的方向是一致的。在現有的鞍座技術中，位于上部的主纜絲股產生的徑向力，通過位于下部的主纜絲股傳遞，同位于下部的主纜絲股產生的徑向力疊加，最終作用到鞍槽槽底上；在現有的索夾技術中，作用在圓形截面主纜表面上的索夾夾緊力，通過主纜絲股傳遞互相抵消以維持主纜絲股在索夾內的受力平衡狀態，即主纜內部絲股間在任意方向上均存在壓力，該壓力的集度同主纜表面與索夾壁內側面間的索夾夾緊力的集度相一致。在本發明中，抗滑裝置從主纜絲股間通過，有兩個表面都與主纜絲股接觸，并參與鞍座處主纜徑向力、索夾處索夾夾緊力的傳遞過程，即在抗滑裝置與主纜絲股接觸的兩個表面上，都承受著主纜徑向力或索夾夾緊力產生的壓力，從而巧妙地增大了作用在抗滑索夾與主纜絲股的全部接觸面上的壓力的總和，實現了抗滑摩擦力的提升。
[0024]二是抗滑能力顯著提升。在本發明涉及的鞍座中，雖然作用在位于槽底上方主纜絲股間的抗滑裝置表面上的徑向壓力比槽底要小一些，但這些抗滑裝置的上下兩個表面上均有壓力，可產生抗滑摩擦力，考慮到可以同時布置多層這種抗滑裝置，作用在與鞍槽內主纜絲股相接觸的全部摩擦面上的壓力總和，可遠超過現有技術徑向力僅直接傳遞到槽底產生的壓力，抗滑能力可提升數倍。在本發明涉及的索夾中，置于索夾內主纜絲股間的抗滑裝置有兩個可產生摩擦力的表面，作用在這些表面上的壓力的集度，與索夾壁與主纜表面間的壓力集度相同，考慮到抗滑裝置的寬度大致為索夾內的主纜直徑，抗滑能力可提升約60%。
[0025]三是不影響主纜疲勞強度。主纜絲股與抗滑裝置同與鞍槽底或索夾壁的接觸面的材料介質相似，由于新增加的抗滑裝置與主纜絲股間的接觸應力，不超過鞍槽底或索夾壁與主纜絲股間的接觸應力，控制主纜疲勞強度的仍然是后者，本發明不會影響到主纜疲勞強度。
[0026]四是鞍槽或索夾內的主纜絲股的受力均勻程度大為改善。現有技術中，主纜絲股間的內摩擦力是防止不與鞍座或索夾直接接觸的那些主纜絲股滑動的因素。這種通過絲股間內摩擦來抗滑的原理的一項后果是，距離與鞍座或索夾與主纜接觸面較遠的主纜絲股，會發生沿主纜軸向的較大變形，這種變形具有累加的情況，距離接觸面越遠的絲股，發生的變形越顯著，故主纜絲股的受力均勻程度并不十分理想。本發明在鞍槽或索夾內主纜絲股間增加了與鞍槽或索夾連接的抗滑裝置，大幅減小了主纜絲股到摩擦面距離的最大值，使鞍槽內主纜絲股受力均勻程度大為改善。
[0027]五是對鞍座而言，可以改善鞍槽壁的受力狀況，以至于無需再通過在槽壁上部設置對拉螺桿來改善其受力狀況。本發明中的鞍槽壁可不與主纜絲股接觸，主纜絲股側向力不再作用在鞍槽槽壁上，而是作用在抗滑裝置的絲股限位件上，作用在抗滑裝置兩側的絲股限位件上的主纜絲股側向力可互相抵消，不會傳遞到槽壁上，故槽壁的受力狀況大大改口 O
[0028]五是成本低廉。本發明涉及的抗滑裝置，主要構件大體就是一塊中部埋置于主纜內、兩側分別與鞍座或索夾固連的板，構造非常簡單；可以分塊制造，可以串聯和并聯使用，便于標準化以節約制造成本。所述串聯使用指沿主纜軸線分塊；所述并聯使用指沿主纜垂線分塊。串聯或并聯使用的多個主纜抗滑裝置與同一個索夾或鞍座固連時，這些抗滑裝置所承受的沿主纜切向的摩擦力均可視為此索夾或鞍座的抗滑力。在串聯使用時，通過增加必要的構造措施，使摩擦面上的壓力是通過具有相對滑動趨勢的主纜絲股來傳遞，而不是通過不具備相對滑動趨勢的構件來傳遞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1:本發明涉及的一種纜索抗滑裝置示意圖；
圖2:本發明涉及的一種包含子摩擦件的纜索抗滑裝置示意圖；
圖3:本發明涉及的一種包含纜索絲股限位件的纜索抗滑裝置示意圖；
圖4:本發明涉及的一種抗滑鞍座的鞍頭結構及與主纜連接示意圖；
圖5:本發明涉及的一種抗滑索夾示意圖。
[0030]其中，1-摩擦區，2-連接區甲，3-連接區乙，4-主摩擦件，5-子摩
擦件，6—絲股限位件，11—主纜抗滑裝置，12—連接區甲，13—連接區乙，14—摩擦型螺栓，15—螺桿通過孔，16—索夾壁甲，17—索夾壁乙，18—螺桿，21——鞍槽底，22——鞍槽壁，23——主纜抗滑裝置，24——主纜絲股，25——填充物，30——主纜絲股，31—主摩擦件，32—子摩擦件，33—絲股限位件，34——加勁肋，36——壓縮條，41——連接肋，42——焊縫。
【具體實施方式】
[0031]在所附的圖中，以一種非限定性的方法，說明了本發明涉及的一種纜索抗滑裝置，及其運用于主纜鞍座和索夾的一個實施例。
[0032]一種纜索抗滑裝置(參見圖1)，包括摩擦區1、連接區甲2和連接區乙3 ;其中的虛線表示主纜輪廓的邊界，該主纜由若干預制平行鋼絲束股構成，主纜輪廓指主纜所包含的絲股軸線與主纜軸線的法平面的交點的凸包；抗滑裝置從主纜橫截面中部通過，所述摩擦區位于主纜內，與主纜絲股緊密接觸；摩擦區位于連接區甲和連接區乙之間并與之相連接；連接區甲和連接區乙通過摩擦型螺栓與附近的索夾相連接。該裝置摩擦區沿主纜軸向的兩個端部呈圓弧狀并包含厚度漸變段，邊線上有圓弧倒角，以避免主纜絲股在該處產生超過索夾出口處的局部應力。該裝置的摩擦區表面做熱噴鋅處理，以防止主纜疲勞強度降低。
[0033]一種纜索抗滑裝置(參見圖2)，與前述纜索抗滑裝置(參見圖1)的區別是:其摩擦區包含主摩擦件4和子摩擦件5 ;其中主摩擦件4與前述纜索抗滑裝置的摩擦區I相似；所述子摩擦件5位于纜索橫截面內，包括至少兩個與主纜絲股緊密接觸的表面，并通過焊縫與所述主摩擦件4相連接。
[0034]一種主纜抗滑裝置(參見圖3)，與前述纜索抗滑裝置(參見圖2)的區別是:還包括絲股限位件6;該絲股限位件位于連接區甲或連接區乙與主摩擦件相連接處附近，并與之相連接，它只有一個與主纜絲股緊密接觸的表面，起著防止纜索絲股受側向力作用向外移動的作用。該絲股限位件是肋狀構件，為防止其因纜索絲股側向力作用發生較大彎曲變形，在同主纜絲股緊密接觸表面相對的表面上，連接有若干加勁肋。
[0035]一種鞍座(參見圖4)，包括底板、鞍體和具有鞍槽底21和鞍槽壁22的鞍頭，與傳統鞍座有所不同:它還包括五層抗滑傳力裝置23 ;每個抗滑傳力裝置23包含軸面與徑向力方向相垂直的一塊板31、軸面與板31軸面相垂直的若干塊中肋32和兩塊邊肋33 ;中肋32和邊肋33通過焊縫與板31連接；主纜絲股30緊密排列在由中肋32、邊肋33及板31所圍成的矩形槽中；板31伸出邊肋33形成主纜抗滑裝置的連接區甲和連接區乙，與鞍槽壁22焊接連接；加勁肋34與板31和邊肋33焊接連接，防止邊肋33因承受纜索絲股側向力向外彎曲；為更好的適應主纜絲股的排列形狀，在鞍槽底設置了中間低兩側高的幾個槽路，槽路交接處設置有較矮的豎向隔板；鞍槽底豎向隔板以及各層抗滑裝置23的中肋32和邊肋33的頂部，都布置有橡膠材質的壓縮條36，使得抗滑裝置的板31能夠將其所承受的纜索絲股徑向力，完全傳遞給位于其下方的纜索絲股，而不是傳遞給位于其下方的中肋32、邊肋33或者鞍槽底豎向隔板；鞍槽內沒有主纜絲股通過的空隙處，填有橡膠塊25。
[0036]鞍槽底21、鞍槽壁22以及圖中未示出的鞍座底板和鞍體為整體式鑄鋼件，板31的寬度略小于鞍槽凈寬，鞍槽壁22內壁上設有凸臺41，用于鞍槽壁22與板31相連接時調整寬度差；板31的底面與凸臺41的頂面對齊，通過焊縫42與鞍槽壁22連接。從鞍槽中通過的主纜包括48束絲股，圖中鞍槽內的每個小方框中都有一束絲股30從中通過，每束絲股30都包括137根直徑5.1mm的鍍鋅鋼絲(參見圖4詳圖A)。安裝步驟如下:
第一步:安裝鞍座底板、鞍體及鞍頭。鞍頭包含鞍槽底21和鞍槽壁22。鞍槽底21的頂面側邊焊接有兩塊邊肋33，邊肋33外側與鞍槽底21間焊接有加勁肋34 ;鞍槽底21設有槽路，的槽路間連接有豎向隔板，豎向隔板上下分塊，豎向隔板的最大高度，接近三層整為方形的纜索絲股30的高度；與鞍槽底21連接的邊肋33以及豎向隔板的頂部，都粘接有橡膠條36。
[0037]第二步:安裝接近鞍槽底的三層(第I至16根)主纜絲股30，填充與鞍槽底21連接的邊肋33及豎向隔板間的槽路。粘接在與鞍槽底相連接的豎向隔板和邊肋頂面的橡膠條的頂部，略微高出已安裝的主纜絲股頂面。
[0038]第三步:在鞍槽底21邊肋與鞍槽壁22間的縫隙中填充橡膠塊25，并安裝第一層抗滑裝置23。抗滑裝置包含板31、中肋32、邊肋33以及加勁肋34 ;其中，中肋32和邊肋33的頂部也粘接有橡膠條；邊肋33之外的板31上設有通氣孔。安裝時，將板31側邊壓在鞍槽壁22內壁上的凸臺41頂面，在板31中部略微施壓以壓縮其下方邊肋及豎向隔板頂部的橡膠條，使板31下方與纜索絲股接觸，將板31側邊與鞍槽壁22焊接(焊縫參見圖4詳圖B的 42)；
第四步:安裝接近鞍槽底的第四層(第17至24根)主纜絲股，填充第一層抗滑裝置邊肋間的槽路。
[0039]第五步:重復第三、第四步，直至安裝完成。
[0040]從圖4所示的鞍座中通過的主纜絲股數為48，上下分為8層，每層絲股數分別為
2、6、8、8、8、8、6、2。設主纜軸線彎曲半徑為R，主纜平均軸力為T，絲股與各接觸面處摩擦系數為μ，忽略上下各層纜索絲股彎曲半徑的差異，則當主纜和鞍座發生略微滑動時，一根纜索絲股的徑向力在接觸面上引起的摩擦力為f=(yT) / (48R);忽略由于主纜絲股側向力所產生的摩擦力，主纜絲股與鞍槽底接觸面間的摩擦力4=48丨；抗滑裝置的上下兩個表面都與主纜絲股緊密接觸，接觸面上的壓力為其上方絲股的徑向力之和，從下至上的五層抗滑裝置與纜索絲股間的摩擦力分別為= 2X32f、f2 = 2X24f、f3 = 2X16f、f4 = 2X8f、f5 = 2X2f ;由于纜索絲股與鞍槽底及各層抗滑裝置間的滑動趨勢的方向是一致的，以上各項累加，即是此鞍座的抗滑能力F =Efi = 212f，其中ie [O，5]。可見，此鞍座的抗滑能力，是無抗滑裝置的常規鞍座的抗滑能力F’=fQ = 48f的(212f) / (48f) = 442%，提升幅度達332%。
[0041]由于抗滑能力成倍提高，可以取消常規鞍座在鞍槽內纜索頂部施加頂壓力的復雜措施。
[0042]一種索夾(參見圖5)，是在包括通過螺桿18連接的上下兩片索夾壁16和17的常規索夾的基礎上，加入本發明所述的一個抗滑傳力裝置11;所述抗滑傳力裝置11的左右連接區12和13分別與索夾壁16和17通過摩擦型螺栓14連接。其中，抗滑裝置11上具有螺桿通過孔15。
[0043]它的實施步驟是:
第一步:安裝纜索絲股，直至位于抗滑裝置11下方的纜索絲股全部安裝。
[0044]第二步:將已安裝的纜索絲股中位于抗滑裝置11上方的部分鋼絲分隔，放入抗滑裝置11，并通過兩側的螺桿通過孔15、繞過抗滑裝置11下方的已安裝纜索絲股，用軟鐵絲將抗滑裝置11臨時固定在主纜上。
[0045]第三步:繼續安裝纜索絲股，安裝完畢后緊纜。
[0046]第四步:解除軟鐵絲臨時固定，安裝上片索夾16和下片索夾17，連接螺桿18。
[0047]第五步:繼續橋梁施工，當完成橋梁施工之前、或者下一步工序中僅由索夾壁與主纜間的摩擦力提供的索夾抗滑能力不具備足夠的安全系數時，安裝索夾壁16和17與抗滑裝置11相連接的摩擦型螺栓14。
[0048]其中，第五個步驟也可與第四步同步進行，在橋梁施工過程中需要調整連接螺桿18夾緊力時，也同步調整摩擦型螺栓14的扭力。
[0049]取單位長度的索夾，設索夾壁的拉力為t、纜索絲股表面對索夾壁的壓力的集度為P，索夾壁微段s的方向角為Θ，主纜半徑r，則由索夾壁1/4橫截面的力平衡條件得t=-Pr，設抗滑裝置與纜索絲股的一個接觸面上壓力的合力為N，由抗滑裝置一側的纜索的力平衡條件有N= — 2t，設纜索絲股與索夾壁及抗滑裝置間的摩擦系數為μ，主纜絲股與索夾壁間的摩擦力F。= 一 2π Pt，主纜絲股與抗滑裝置一個接觸面間的摩擦力F1= μΝ = -2 μ t，略去表示方向相反的負號，并考慮到抗滑裝置具有兩個與纜索絲股緊密接觸的表面，且在它們上產生的摩擦力的大小和方向都相同，故單位長度此索夾的抗滑力合計F = F0 +F1 = 2 (+ 2) μ t，與無抗滑裝置11的常規索夾抗滑能力F’ = Ftl = 2 π μ t相比較，提高了 [2( + 2) μ t] / (2 JI μ t) -1 = 63.7% ;即在不改變索夾抗滑安全系數的情況下，索夾長度可減小I — (F’ /F) = 38.9%。
【權利要求】
1.一種增強懸索橋主纜與鞍座或索夾間抗滑能力的方法，該鞍座與索塔頂部連接，包括具有槽底和槽壁的鞍槽，在橋梁縱立面內，槽底的上表面向上凸起，該主纜由多股絲股構成，從鞍槽中通過，與鞍座槽底的上表面接觸，該索夾包括兩片對合的索夾壁，主纜從索夾中通過并與索夾壁內側面接觸；其中，在主纜表面同鞍槽或索夾壁的接觸面上具有壓力，可產生具有防止相對滑動作用的抗滑摩擦力；其特征在于:在位于鞍槽內的主纜絲股之間，增加與鞍槽底面平行的摩擦面，該摩擦面與鞍槽連接；或在位于索夾內的主纜絲股之間增加摩擦面，該摩擦面與索夾壁連接；其中，在所增加的摩擦面與主纜內部絲股的接觸面上具有壓力，可產生具有防止相對滑動作用的抗滑摩擦力。
2.一種主纜抗滑裝置，用于懸索橋主纜與索夾、鞍座等構件的連接；該主纜由多股絲股構成，通過鞍座懸掛在懸索橋索塔上；該鞍座包含鞍槽，主纜從鞍槽中通過鞍座；該索夾是懸索橋吊索與主纜的連接件，包括兩片對合的索夾壁，主纜從索夾中通過并與索夾壁內側面接觸；其特征在于，包括摩擦區1、連接區甲2和連接區乙3 (參見圖1)，所述摩擦區位于主纜橫截面內，并與主纜絲股接觸，所述連接區甲和連接區乙位于主纜橫截面外，并與摩擦區及鞍座或索夾構件連接，摩擦區位于連接區甲和連接區乙之間。
3.根據權利要求2所述的一種主纜抗滑裝置，其特征在于所述摩擦區I包括一個板狀主摩擦件4和若干肋狀子摩擦件5 (參見圖2)，所述子摩擦件包括至少兩個與主纜絲股接觸的表面，并與主摩擦件連接。
4.根據權利要求2或權利要求3所述的一種主纜抗滑裝置，其特征在于，還包括絲股限位件6 (參見圖3)，所述絲股限位件只包括一個與主纜絲股接觸的表面，并在所述連接區甲或連接區乙與摩擦區連接處附近，與摩擦區或連接區甲或連接區乙連接。
5.一種主纜鞍座，包括鞍體和鞍槽，該鞍槽包括鞍槽底21和鞍槽壁22 (參見圖4)，鞍槽底可包含階梯狀槽路，鞍槽底與鞍槽壁形成大體為U形截面的凹槽，懸索橋主纜從凹槽中通過并發生轉向，主纜下表面與鞍槽底接觸，其特征在于，還包括若干從鞍槽內的主纜絲股間通過、并與鞍槽連接的根據權利要求2或權利要求3或權利要求4所述的主纜抗滑裝置23。
6.根據權利要求5所述的一種鞍座(參見圖4)，其特征在于，所述鞍槽壁內側還包含連接肋41，所述主纜抗滑裝置通過連接肋與鞍槽壁相連接，鞍槽壁與主纜表面不直接接觸。
7.根據權利要求6所述的一種鞍座(參見圖4)，其特征在于還包括填充物25，該填充物位于鞍槽、主纜抗滑裝置和主纜表面之間的空隙里，在垂直于主纜抗滑裝置的主摩擦件與主纜絲股接觸表面的方向上，該填充物的變形模量比位于主纜抗滑裝置與鞍槽底間的主纜絲股的變形模量小。
8.根據權利要求5所述的一種鞍座，其特征在于，包括并聯使用的主纜抗滑裝置23，還包括壓縮條36 (參見圖4)，主纜抗滑裝置23包括主摩擦件31、子摩擦件32，相鄰主纜抗滑裝置通過主纜絲股和壓縮條36連接，在垂直于主摩擦件與主纜絲股接觸表面的方向上，壓縮條的變形模量比相鄰主纜抗滑裝置間的主纜絲股的變形模量小。
9.一種索夾，是懸索橋主纜和吊索的連接裝置，包括兩片對合并用螺桿18連接的索夾壁16、17 (參見圖5)，其特征在于還包括從索夾內主纜絲股間通過、在兩片索夾壁對合處附近與索夾壁連接的根據權利要求2所述的主纜抗滑裝置11。
【文檔編號】E01D19/16GK103993558SQ201410263239
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月14日 優先權日:2014年6月14日
【發明者】蘇傳海 申請人:蘇傳海