[发明专利]一种悬索桥主缆用预制平行钢丝预成型索股的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于悬索桥主缆用索股技术领域，具体涉及一种预制平行钢丝预成型索股的制作方法。

背景技术

悬索桥又被称为吊桥，是一种古老的桥型，很早以前人们就利用藤条和竹子等材料来制作吊桥，以解决交通问题。在许多书籍里不难发现有关我国古代吊桥的记载，最早的吊桥可能是独索桥，索用藤或竹编成，人伏在索上的木简上滑溜过去。这些由竹材、藤材甚至铁链制成的吊桥，由于其材料性能的限制，主要用于人行。早期，在欧洲和美洲，随着社会的发展，冶炼技术的进步，抗拉强度较高的铁链开始被用来做吊桥的主缆。我国四川省大渡河上的沪定桥就是最早用铁链建成的吊桥，其始建于1706年，跨径达100多米。在18世纪中叶西方国家也出现了用铁链作为承重构件的铁索桥，最初是1741年英国在Tess河上建成的一座跨径为21.34米的铁索桥。后来，在1808年又建成了Finley桥，在这座桥上除了有用铁链制成的铁索外，还有用吊杆悬吊的水平桥面，即加劲梁，形成了近代悬索桥的雏形。1816年，第一座用钢丝做主缆的人行吊桥的建成，揭开了悬索桥发展的序幕。钢丝、钢绞线等现代材料开始在悬索桥的发展中得到越来越广泛的应用。随着金属工业技术的发展，悬索桥主缆大多改用抗拉强度更高的高强钢丝。由于钢丝绳主缆便于施工，所以中、小跨度悬索桥普遍使用由高强钢丝编成的钢丝绳主缆。但是，钢丝绳的缺点是弹性模量低，导致悬索桥的变形较大，所以，主缆不适于建造大跨度悬索桥。大跨度悬索桥主缆一般采用高强度平行钢丝来制作。

现代悬索桥出现于19世纪50年代的美国，它最显著的标志就是首次采用了大直径平行丝股主缆。从现代悬索桥的出现到现在，大跨度悬索桥主缆的材料几乎没有改变，都使用Φ5mm左右的高强镀锌钢丝，所不同的是采用了不同的主缆施工方法。大跨度悬索桥主缆的施工方法有两种，即空中纺线法 (AS ：Air Spinning)和预制平行钢丝索股法(PPWS： Prefabricated Parallel Wire Strand)。前者简称AS法，后者简称PS法或PWS（Parallel Wire Strands）法。AS法每缆含总股数较少，约30～90股，但每股所含丝数多达400～500根以上。因而其单股锚固吨位大，锚固空间相对集中。AS法的主要缺点为架设（组编）主缆时的抗风能力较弱以及所需劳力较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种悬索桥主缆用预制平行钢丝预成型索股的制作方法，将若干根镀锌钢丝在工厂内预先制成正六边形索股，每股61丝（91丝、127丝等），两端用热铸锚锚固，并在工厂内对索股预成型，便于架设时索股的入鞍操作，然后盘卷并运输到架设现场，逐根架设。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种悬索桥主缆用预制平行钢丝预成型索股的制作方法，包括如下实施步骤，

（1）制作标志钢丝

为了便于在制造、架设钢丝索股过程中观察、辨别平行钢丝索股是否扭转，在平行钢丝索股截面的顶角处设一定位标志钢丝，并涂色以作区别，一般是全线涂红。

（2）制作标准长度钢丝

悬索桥的一项重要参数就是主缆线形，制作时要控制每条索股的长度。预制平行钢丝索股为了控制平行钢丝束的长度精度，在平行钢丝束截面的边角处设置一根或者两根及以上的标准长度的钢丝作为标准丝，标准丝的作用是控制悬索桥主缆索股的整体长度，优选地，索股在其截面的边角处各设置一根或者多根标准丝，从而实现索股长度的双控，并利用两根标准丝的长度差异，测量其股内误差。

同时，在标准丝上对应于散索鞍控制点、主索鞍中心点以及边跨跨中、中跨跨中和锚跨锚头1米起点等特征位置处依据设计要求作出明显位置标记，标记方法如下：

以钢丝无应力时的长度为基准，考虑误差因素，计算操作修正量，而后在现场将钢丝加载张拉到基线上，测定当时温度，并做温度、应力、垂度修正以及其它因素造成的误差修正，在制作时重复核对标记偏移量，作出准确标记位置。

标准丝的长度是通过基线测长法确定的，具体操作是在钢丝的两端施以一定的张紧力使钢丝平直，并进行应力和温度修正，其修正公式如下：

L=L₀×［（1+F/EA）+α（T-20）］

式中：L：钢丝应力下的长度，m；

L₀：无应力设计长度，m；

F：张紧力，N；

E：钢丝弹性模量，MPa，制作标准丝是实测值；

A：钢丝的截面积，m²，制作标准丝取实测值；

α：钢丝线膨胀系数；