[发明专利]一种减小悬索桥主缆缠丝松弛效应的方法

说明书

本发明属于悬索桥主缆防护施工技术领域，特别涉及一种减小悬索桥主缆缠丝松弛效应的方法。一种减小悬索桥主缆缠丝松弛效应的方法，首先计算缠丝内部张力对主缆形成的扭矩；然后根据扭矩平衡的原理，计算提供相应抵抗扭矩所需锁定的缠丝圈数；最后通过并焊或并焊与缠包共用的方式来锁住端部缠丝的张力以提供足够的摩擦力，防止缠丝由于回退引起松弛而导致内部张力的损失。本发明通过提高主缆缠丝端部提供的摩擦力，巧妙地避免了由于端部缠丝提供的抵抗扭矩不足而引起的缠丝内部张力损失的问题，无需增大缠丝导入力即可使主缆缠丝在施工完成后内部张力保持在较高水平，增强了缠丝对主缆发挥的密封防腐、保持缆形的作用。

技术领域

本发明属于悬索桥主缆防护施工技术领域，特别涉及一种减小悬索桥主缆缠丝松弛效应的方法。

背景技术

主缆缠丝是悬索桥主缆防护施工的重要一环，其施工质量关系到悬索桥的使用寿命，需严格控制。主缆缠丝是用专用的缠丝设备以一定的张力使镀锌软钢丝密匝牢固地缠绕在主缆上的作业，用以保护主缆钢丝，保证涂装防护效果同时发挥保持缆形的作用。

缠丝要发挥出预定作用，其内部张力的保持是至关重要的。但通过实桥测试发现，悬索桥主缆缠丝施工完成后，缠绕钢丝内部张力仅为初始导入张力的1/4~1/3。针对缠丝张力损失的问题，现阶段主缆缠丝施工中主要通过以下两种方式进行解决：

（1）通过加大缠丝初始导入力，使施工完成后缠绕钢丝内部残余张力保持为发挥缠丝预定作用所需的张力，但加大缠丝初始导入力会引起一系列的问题。随着缠丝导入力的增大，缠绕钢丝的型号以及材质等都需要进行相应匹配，这使得对缠丝的要求非常严苛，特别是主缆直径较大的情况下，这一系列问题更为突出；

（2）考虑到主缆直径在二期恒荷载施加上去后，主缆轴力增大，直径会变小，这也会导致缠丝由于发生松弛而引起内部张力的损失。因此，主缆一般在桥面铺装完成或者完成大部分后进行缠丝施工，但这种方式对缠丝的时机以及施工的工期提出了新的要求。

通过对主缆缠丝施工工艺的深入分析，认为造成缠丝内部张力大幅减小的主要原因是：由于缠丝内部张力会对主缆产生扭矩作用，而在端部缠丝接长过程中，现阶段的施工工艺是将每根缠绕钢丝只在端部进行并焊一圈（1处2点）锁住端部缠丝的张力并提供摩擦力来产生一定的抵抗扭矩，若提供的抵抗扭矩不足则不能使端部缠丝与主缆保持相对静止，缠绕钢丝会由于回退引起松弛而导致内部张力损失，从而降低缠丝预定的密封防腐，保持缆形的作用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种减小悬索桥主缆缠丝松弛效应的方法，通过提高主缆缠丝端部提供的摩擦力，巧妙地避免了由于端部缠丝提供的抵抗扭矩不足而使端部缠绕钢丝回退，从而引起缠丝松弛导致缠丝内部张力损失的问题，增强了缠丝对主缆发挥的密封防腐、保持缆形的作用，不会对缠绕钢丝的型号及材质等参数提出严苛的要求，增大了设计和施工的便利性，并对缠丝施工时机放宽了限制。

本发明的技术方案在于：一种减小悬索桥主缆缠丝松弛效应的方法，包括以下步骤：

S1：计算缠丝内部张力对主缆形成的扭矩；

S2：根据扭矩平衡的原理，计算提供相应抵抗扭矩来使端部缠丝与主缆间保持相对静止所需锁定的缠丝圈数；

S3：根据S2中计算出的需锁定的缠丝圈数，采用并焊或并焊与缠包共用的方式进行端部缠丝的锁定，锁住端部缠丝内部张力并提供形成相应抵抗扭矩所需的摩擦力。

由于主缆缠丝施工采用双线平行缠绕的方式施工，所述步骤S1中缠丝内部张力对主缆形成的扭矩大小为：

 （1）

式中，为单根缠丝的内部初始张力，单位为N；R为主缆半径，单位为m。

所述步骤S2中端部缠丝与主缆间保持相对静止所需锁定的缠丝圈数n的计算过程如下：