CN111535179A - 一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构 - Google Patents

Abstract

悬索桥的主缆，是悬索桥的主要载荷部位，悬索桥主缆的除湿处理的好坏程度，关系到悬索桥的使用寿命和安全系数。本发明提供一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，通过通气钢管对主缆进行有效的空气湿度控制，使悬索桥主缆能够保持主缆内部的空气干燥，延长桥梁的使用寿命。

Description

一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构

技术领域

本发明涉及悬索桥主缆结构领域，尤其是一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构。

背景技术

针对现有悬索桥主缆除湿防腐技术中存在的问题，本发明提供一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构解决悬索桥主缆内部潮湿空气难以除尽的问题。

在传统除湿***中，干燥空气通常以一定压力从外而内灌入主缆内部。但由于主缆内部索股之间、索股内部平行钢丝之间的空隙较小，从外而内灌入的干燥空气很难进入其缝隙之中。潮湿空气依然在主缆中产生腐蚀环境，且在主缆腐蚀的过程中，材料间锈蚀部分产生的氧化物质填充孔缝，使后续干燥空气更加难以介入，从而形成恶性循环。

在与本发明相似的结构中，CN208501495《干空气除湿的进气管结构》在进气管结构上，未考虑使用材质、通孔位置和埋入索缆内部的方式，在使用上有很大困难，本发明充分考虑其现有技术的缺点，从根本上解决上述问题。

本发明将与平行钢丝同材质的通气钢管埋入平行钢丝、索股之中，采用分组方式进行干空气除湿，在不影响主缆性能的前提下从主缆内部自内而外为主缆提供可靠的除湿结构，提高主缆除湿效率，使主缆除湿更方便快捷、可靠。

发明内容

本发明提供一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，使用特制钢材制作的通气钢管，在主缆的制作过程中，预先埋入索股之中，从而使主缆内部可通过干燥空气，达到除湿目的。

具体的，所述一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，包括一种以特制的高强度钢丝制作的平行钢丝，其尺寸、外形、质量、力学性能、化学成分及其他技术要求应符合GB/T 17101-2019、GB/T20492-2019的规定。平行钢丝填充在受力索股中，是主缆载荷的主要材料，在主缆中起承重作用。

具体的，所述一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，还包括一根中心索股，中心索股全部由通气钢管填充，安装在主缆的中心，由于中心索股全部由通气钢管填充，根据不同规格由61根、91根、127根通气钢管呈正六边形平行排列组成。

具体的，所述一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，除固定在主缆中心的中心索股外，主缆其余索股均为受力索股，根据不同规格由1根通气钢管和60根、90根、126根平行钢丝组合而成，通气钢管排列在索股正中心，其余平行钢丝以通气钢管为圆心呈正六边形排列。

具体的，所述一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，还具有符合国家标准的外形处理。

具体的，所述通气钢管，在制作材料上，采用材料为平行钢丝同种材料，防止不同金属间的电偶腐蚀。在制作工艺上，使用增加延展性的工艺，使其延展率高于平行钢丝，防止在使用产生因拉伸而产生的形变或断裂。

优选的，通气钢管外径及长度与平行钢丝相同，增加空间利用率，且在索股中均匀分布。钢管厚度0.5~2.0mm，使其拥有足够的支撑力。钢管上通孔孔径0.5~2.5mm，每米有2~100个，呈错位分布，通孔作为干燥空气从钢管内部进入主缆内部的通路。

优选的，由于每根通气钢管围绕的平行钢丝数量为6根，在索股制作中，通气钢管和平行钢丝接触面会有6个且成正六边形，因此为最大限度的增加通气效率，通孔在通气钢管上横断面的的圆周上部孔数量为4或4的倍数，一般为4个、8个或12个，避免通气钢管上的通孔在偶然的情况下被平行钢丝全部遮堵。

进一步，所述通气钢管均在主缆一端有与干燥空气管路相通的进气口，进气口灌入有一定压力的干燥空气，使通气钢管内部充满气体，与此同时通气钢管上的通孔也同样排出干燥空气，使主缆内部保持干燥。

优选的，主缆通气方式以分组方式进行，首先根据主缆的长度把主缆分成3~30段，分别记为A₁~A_n段，然后将主缆的中心索股内中通气钢管分为3~30组同样标记A₁~A_n组，同时整个索缆的受力索股分为同样的3~30组也标记为A₁~A_n组。

优选的，在主缆除湿时标记为A₁组的受力索股和中心索股中的通气钢管只在主缆的A₁段进行集中打孔，孔密度为每米2~100个，标记为A₂组的受力索股和中心索股中的通气钢管只在主缆的A₂段进行打孔，孔密度同样为每米2~100个，依此类推。

优选的，为避免分组过于集中，本发明采用均匀分组的方式，即在A₁组所有通气钢管或受力索股都均匀分布在整条主缆之中，防止干燥空气不均匀影响除湿效果。

具体的，所述一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，在上述结构方案基础上，具体的除湿过程如下：

第一步，了解主缆的应用场合，根据应用场合的主缆长度选择合适的分段方式，将主缆分为3~30段，标记为A₁~A_n段。

第二步，在通气钢管的制作过程中，根据上一步的分段方式，在通气钢管的不同位置进行打孔，即在A₁段进行除湿的通气钢管只在A₁段的距离内打孔，孔密度为每米2~100个，其余长度不做处理，以此类推。

第三步，在索股的制作过程中，分别制作两种索股，一种以通气钢管为中心，通气钢管四周分布固定平行钢丝而成的受力索股，一种全部以通气钢管分布固定而成的中心索股，且根据前两步的要求将通气钢管和受力索股均匀的分布在中心索股和主缆中。

第四步，进行主缆后续制作步骤，即使用国家标准做主缆的外形处理；

第五步，将主缆与干燥空气发生装置相连，进行主缆除湿处理，并维持长期稳定的主缆湿度监控。

与现有悬索桥除湿技术相比，本发明具有如下优点。

一、自内而外灌入干燥空气使主缆除湿更彻底

在大桥除湿的应用场景中，传统的除湿构造和除湿***有着很大的技术缺陷，从根本上来说主要为干燥空气在灌入主缆过程中分布不均匀，即传统除湿干燥空气只停留在索缆表面，不能进入索股间空隙，更加不能进入索股内平行钢丝间的缝隙中，这样的缺陷直接导致了除湿***在应用过程中防腐的措施失效，许多的实际案例表明，传统的外部除湿方法不合理也不科学。本发明提供一种自内而外的悬索桥主缆的除湿结构，在保证主缆强度的同时，干燥空气能够通过进气口灌入使主缆内部的平行钢丝和索股之间均能充满干燥空气，且效率高于传统方式，在防腐同时既不影响主缆强度，也可减少因主缆腐蚀而带来的经济损失和安全隐患。

二、同材质避免电偶腐蚀

本发明核心内容为通气钢管及其在索股、主缆中的位置。通气钢管的材料在本发明中使用与平行钢丝相同的材质，这是因为异材质金属因为电极电位不同的在自然环境下长期接触会发生电化学腐蚀，也称为电偶腐蚀。本发明使用同材料制作通气钢管，避免电偶腐蚀的发生。

三、尺寸合理保证主缆空间利用率和干燥空气的流量

在本发明中，通气钢管采用毛细盘管，长度和外径与主缆的平行钢丝相同，即在充分利用空间的同时，避免产生应力而形变影响主缆使用寿命。钢管厚度为0.5~2.0mm。钢管上打有通孔，孔径为0.5~2.5mm，通孔数量每米2~100个，呈错位分布，通孔作为干燥空气从钢管内部进入主缆内部的通路，保证通入空气的流量。

四、分组通气避免主缆前段通孔堵塞或漏气影响后段干燥空气的通过

在主缆的实际应用场合中，主缆暴露的环境无确定因素，即外力、人为等不可抗力因素会导致部分主缆破损或发生内部污染，影响通气的进行，在传统的除湿中，通常采用串联的方式进行空气除湿，一旦管路中发生漏气、堵塞现象，都会影响到后段主缆内部通过干燥空气。本发明采用分段除湿，均匀布管、布股的方式，避免以上问题，使主缆的除湿环节更加可靠。

附图说明

图1为主缆整体结构。

图2为受力索股结构。

图3为中心索股结构。

图4为通气钢管与通孔示意图。

图5为主缆分段通气示意图。

图6为受力索股与中心索股内的通气钢管分组示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的传统悬索桥除湿主缆结构上的缺陷，本发明提供一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，下面将结合各个附图对本发明实施技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

实施例1。

1基于本发明的标准悬索桥主缆

由于悬索桥主缆长度规格存在一定差异，索股内平行钢丝的数量根据需要可分为61根、91根、127根，本例选用61根标准索股进行说明。

1.1主缆规格

本例主缆采用索股数量为19个，其中除中心索股外，其余索股均采用受力索股，共18个，参见图1。

1.2受力索股结构

受力索股除中心一个通气钢管外其余均为平行钢丝，平行钢丝及通气钢管长度相同，通常与应用桥梁的尺寸相关，本发明实例选用平行钢丝为φ5mm级。每个索股横断面呈正六边形，参见图2。

1.3中心索股结构

中心索股均由通气钢管组成，其他规格与受力索股相同，参见图3。

1.4通气钢管结构

通气钢管采用毛细盘管，长度和外径与主缆的平行钢丝相同，即在充分利用空间的同时，避免产生应力而形变影响主缆使用寿命。钢管厚度为1.5mm，在主缆除湿分组的出气段上，钢管上每隔一定距离打有通孔，孔径为0.8mm，每米16个，呈错位分布，通孔作为干燥空气从钢管内部进入主缆内部的通路，保证通入空气的流量，参见图4。

1.6分组通气主缆结构

通孔位置采用分组方式在主缆的不同位置开孔通气，本例中将悬索桥的主缆分为A₁，A₂，A₃，A₄四段，如图5所示，根据这三段将主缆内部受力索股和中心索股中的通气钢管分别分为A₁，A₂，A₃，A₄四组，每组受力索股和通气钢管按照对应的区段进行打孔通气，如图6所示。

Claims (10)

1.一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，其特征在于，包括：中心索股（1），受力索股（2）和外层的外形处理（3）。

2.一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，其特征在于，还包括，在受力索股（1）中，由高强度特制钢材制成的平行钢丝（4），其尺寸、外形、质量、力学性能、化学成分及其他技术要求应符合GB/T 17101-2019、GB/T20492-2019的规定。

3.一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，其特征在于，还包括，在两种索股中都具有通气作用的通气钢管（5）。

4.如权利要求1所述的一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，每条主缆中，除中心索股（1）外，其余均是由平行钢丝（4）和通气钢管（5）共同组成的受力索股（2）。

5.如权利要求4所述的的受力索股（2），其内部以通气钢管（5）为圆心周围固定平行钢丝（4）平行排列而成，根据不同规格由1根通气钢管（5）和60根平行钢丝（4）、1根通气钢管（5）和90根平行钢丝（4）、1根通气钢管（5）和126根平行钢丝（4）组成，且呈正六边形排列。

6.如权利要求1所述的一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，中心索股（1）均以通气钢管（5）平行排列而成，根据不同规格由61根、91根、127根通气钢管（5）呈正六边形排列组成。

7.如权利要求1所述的一种利用通气钢管除湿的悬索桥主缆结构，最外层结构的外形处理（3），以国家标准的缆索表面处理方法制作。

8.如权利要求3所述的两种索股中的通气钢管（5），所选用材料为平行钢丝（4）相同材质，壁厚为0.5~2.0mm，且其上不同位置打有通孔，通孔直径为0.5~2.5mm，数量每米2~100个，通气钢管（5）的外径尺寸、外形与平行钢丝（4）相同，分为φ5mm级和φ7mm级两种。

9.如权利要求3所述的两种索股中的通气钢管（5），在制作过程中提高其材料的延展率，使其总体延展率大于平行钢丝（4），防止使用中发生拉伸应力变形或断裂。

10.如权利要求3所述的通气钢管（5），通孔位置采用以主缆的长度为单位，将其分成3-30段，然后将主缆中的受力索股（2）和中心索股（1）内的通气钢管（5）分别分为3~30组，然后以通气钢管（5）的组为单位，在主缆的各个相应的段上进行打孔的方式进行通气。

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