CN205209760U - 一种悬索桥索夹抗滑移测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁建筑技术领域，尤其是涉及一种悬索桥索夹抗滑移测试装置，包括制动索夹、试验索夹、千斤顶和位移测量装置；所述制动索夹和所述试验索夹用于固定在悬索桥主缆上，所述千斤顶用于固定在所述制动索夹和所述试验索夹之间，所述千斤顶的顶端与所述试验索夹相抵接，所述千斤顶的底端与所述制动索夹相抵接；所述位移测量装置用于测量所述试验索夹的移动位移。本实用新型具有试验结果精确、操作简单、快捷方便和稳定可靠的特点。

Description

一种悬索桥索夹抗滑移测试装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁建筑技术领域，尤其是涉及一种悬索桥索夹抗滑移测试装置。

背景技术

悬索桥，又名吊桥指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸的缆索作为上部结构主要承重构件的桥梁。它的缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。

悬索桥中最大的力是悬索中的张力和塔架中的压力。由于塔架基本上不受侧向的力，它的结构可以做得相当纤细，此外悬索对塔架还有一定的稳定作用。索夹是悬索桥中的重要构件，索夹由铸钢制作，分成左、右两半或上、下两半。安装之后，用高强螺栓将两半拉紧，使索夹内壁对悬索桥主缆产生压力，防止索夹沿悬索桥主缆向低处滑动。为保证索夹与悬索桥主缆有足够的摩擦力，索夹加工阶段除内壁控制加工精度外还要喷砂、喷锌处理。

为保证悬索桥的安全，在悬索桥主缆和索夹的材质、结构发生较大变化时，均应对悬索桥主缆的配套应用索夹做抗滑移的安全性试验。常规的抗滑移的安全性试验是在室内试验完成，与现场存在较大的差异，试验结果不精确，操作复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种悬索桥索夹抗滑移测试装置，以解决现有技术中存在的常规的抗滑移的安全性试验与现场存在差异大、试验结果不精确和操作复杂的技术问题。

本实用新型提供的一种悬索桥索夹抗滑移测试装置，包括制动索夹、试验索夹、千斤顶和位移测量装置；所述制动索夹和所述试验索夹用于固定在悬索桥主缆上，所述千斤顶用于固定在所述制动索夹和所述试验索夹之间，所述千斤顶的顶端与所述试验索夹相抵接，所述千斤顶的底端与所述制动索夹相抵接；所述位移测量装置用于测量所述试验索夹的移动位移。

进一步地，所述位移测量装置为百分表。

进一步地，所述制动索夹设置有多个螺栓；所述试验索夹设置有多个螺栓。

进一步地，所述试验索夹的螺栓上设置有螺栓预紧力传感器。

进一步地，还包括螺栓拉伸器，用于分别对所述制动索夹的螺栓和所述试验索夹的螺栓进行预紧。

进一步地，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述千斤顶的顶端和所述试验索夹之间。

进一步地，所述千斤顶的顶端通过球面垫圈与所述试验索夹相抵接，且所述球面垫圈位于所述千斤顶的顶端与所述压力传感器之间。

进一步地，还包括第一阻挡板，所述第一阻挡板位于所述千斤顶的底端和所述制动索夹之间。

进一步地，所述千斤顶的数量为多个，多个所述千斤顶沿所述悬索桥主缆的周向均匀分布。

进一步地，所述千斤顶数量为两个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的悬索桥索夹抗滑移测试装置，包括制动索夹、试验索夹、千斤顶和位移测量装置；制动索夹和试验索夹用于固定在悬索桥主缆上，千斤顶用于固定在制动索夹和试验索夹之间，千斤顶的顶端与试验索夹相抵接，千斤顶的底端与制动索夹相抵接；位移测量装置用于测量试验索夹的移动位移。本实用新型通过测出索夹滑移时的千斤顶的顶推力后，可直接得出索夹与悬索桥主缆的最大摩擦阻力，再根据索夹开始滑动时螺栓的预紧力，算出摩阻系数，有了摩阻系数便能快速算出试验索夹的抗滑移安全性。本实用新型具有试验结果精确、操作简单、快捷方便和稳定可靠的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中悬索桥索夹抗滑移测试装置的使用状态图。

附图标记：

101-制动索夹；102-试验索夹；103-千斤顶；

104-百分表；105-螺栓；106-压力传感器；

107-球面垫圈；108-第一阻挡板；109-悬索桥主缆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

参见图1所示，其中图中箭头的指向为千斤顶的顶推方向，本实用新型实施例提供了一种悬索桥索夹抗滑移测试装置，包括制动索夹101、试验索夹102、千斤顶103和位移测量装置；制动索夹101和试验索夹102用于固定在悬索桥主缆109上，千斤顶103用于固定在制动索夹和试验索夹之间，千斤顶的顶端与试验索夹相抵接，千斤顶的底端与制动索夹相抵接；位移测量装置用于测量试验索夹的移动位移。本实用新型通过测出索夹滑移时的千斤顶的顶推力后，可直接得出索夹与悬索桥主缆的最大摩擦阻力，再根据索夹开始滑动时螺栓的预紧力，算出摩阻系数，有了摩阻系数便能快速算出试验索夹的抗滑移安全性。本实用新型具有试验结果精确、操作简单、快捷方便和稳定可靠的特点。

本实施例中，位移测量装置为百分表104。

本实施例中，制动索夹设置有多个螺栓105；试验索夹设置有多个螺栓105。具体的说，制动索夹和试验索夹上的螺栓均为高强螺栓。

本实施例中，试验索夹的螺栓上设置有螺栓预紧力传感器，用于检测试验索夹的螺栓的预紧力。

本实施例中，悬索桥索夹抗滑移测试装置还包括螺栓拉伸器，用于分别对制动索夹的螺栓和试验索夹的螺栓进行预紧。

本实施例中，悬索桥索夹抗滑移测试装置还包括压力传感器106，压力传感器106设置在千斤顶的顶端和试验索夹之间，用于检测千斤顶的顶推力。

本实施例中，千斤顶的顶端通过球面垫圈107与试验索夹相抵接，且球面垫圈107位于千斤顶的顶端与压力传感器之间。

本实施例中，悬索桥索夹抗滑移测试装置还包括第一阻挡板108，第一阻挡板108位于千斤顶的底端和制动索夹之间。

本实施例中，千斤顶的数量为多个，多个千斤顶沿悬索桥主缆的周向均匀分布。具体的说，千斤顶数量为两个。

本实施例中，悬索桥索夹抗滑移测试装置的具体安装方法为：

1、将制动索夹和试验索夹分别安装在悬索桥主缆上，并且制动索夹和试验索夹之间的间距要小于千斤顶的量程范围，再在试验索夹的螺栓上安装螺栓预紧力传感器。

2、将两个千斤顶固定安装在制动索夹和试验索夹之间，并且两个千斤顶对称分布在悬索桥主缆的周向，其中：千斤顶的顶端与试验索夹相抵接，千斤顶的底端与制动索夹相抵接，第一阻挡板安装在千斤顶的底端和制动索夹之间，压力传感器安装在千斤顶的顶端和试验索夹之间，球面垫圈安装在千斤顶的顶端与压力传感器之间。

3、将百分表设置在试验索夹与千斤顶的顶端相抵接的相对侧，其中：百分表的表体固定在悬索桥主缆上，百分表的测量头抵接在试验索夹与千斤顶的顶端相抵接的相对侧。

本实施例中，悬索桥索夹抗滑移测试装置的测试步骤为：

1、将悬索桥索夹抗滑移测试装置的制动索夹、试验索夹、螺栓预紧力传感器、千斤顶、压力传感器、球面垫圈和百分表进行安装。

2、采用螺栓拉伸器分别对制动索夹的螺栓和试验索夹的螺栓进行预紧，其中，按单个螺栓的设计预紧力的20％～30％对试验索夹的螺栓进行预紧；然后用千斤顶顶推试验索夹，以消除悬索桥主缆中因钢丝的弯曲所造成的不稳定。

3、继续使用螺栓拉伸器对试验索夹的螺栓进行预紧，使螺栓的预紧力达到预设置，然后测量试验索夹出口处的悬索桥主缆的圆周长，计算索夹内空隙率；再测量距离索夹出口处为设定距离处的悬索桥主缆的圆周长，计算索夹外空隙率，该设定距离可以为5mm、10mm或15mm。索夹内空隙率的计算公式为：k＝(1-A/A′)*100％，其中，A表示悬索桥主缆的全部钢丝的截面积的理论值，A′为实际测量的索夹内面积；A′＝C²/(4π)，C为实际测量的索夹出口处的悬索桥主缆的圆周长。索夹外空隙率的计算公式为：k′＝(1-A/A″)*100％，其中，A表示悬索桥主缆的全部钢丝的截面积的理论值，A″为实际测量的索夹外面积；A″＝C′²/(4π)，C′为实际测量的索夹外的悬索桥主缆的圆周长。

4、用千斤顶顶推试验索夹，逐渐加载，并记录试验索夹开始移动时，千斤顶的顶推力；然后计算出摩阻系数；摩阻系数的计算公式为：μ＝F/(mQ)，其中F为试验索夹开始滑动时千斤顶的顶推力，Q为索夹开始滑动时螺栓的预紧力；m为索夹紧固压力分布不均匀系数，取m＝2.8。

本实用新型实施例提供的悬索桥索夹抗滑移测试装置，在某大桥现场测试悬索桥索夹的具体应用：

该悬索桥主缆采用44股预制平行钢丝索股组成；每股预制平行钢丝索股由127根钢丝组成，且每根钢丝的直径为5.2mm；单个螺栓的设计预紧力为225kN。悬索桥主缆的全部钢丝的截面积的理论值A＝44*127*5.2²*π/4＝118673.3mm²。试验索夹包括4个螺栓，制动索夹包括10个螺栓。

测试时，分两种工况对螺栓预紧力进行加载：工况一、对试验索夹的螺栓进行预紧，使螺栓的预紧力达到100kN时，用千斤顶顶推试验索夹，逐渐加载，并记录试验索夹开始移动时，千斤顶沿悬索桥主缆方向的顶推力，测得摩阻系数，该摩阻系数为多次测量数据的平均值；工况二、对试验索夹的螺栓进行预紧，使螺栓的预紧力直接达到225kN时，用千斤顶顶推试验索夹，逐渐加载，并记录试验索夹开始移动时，千斤顶沿悬索桥主缆方向的顶推力，测得摩阻系数；工况一和工况二测得的数据见表一：

试验索夹的摩阻系数：μ＝(0.210+0.215+0.214+0.212)/4＝0.213

试验索夹的索夹内空隙率：k＝17.6％

试验索夹的索夹外空隙率：k′＝18.4％

通过测试，该悬索桥主缆与悬索桥索夹之间的最小平均摩阻系数μ＝0.213，该摩阻系数大于设计要求值0.15，因此该测试证明悬索桥索夹的抗滑移性能良好，具有足够的安全储备。试验索夹的索夹内空隙率为17.6％，试验索夹的索夹外空隙率为18.4％，均小于设要求限值20％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，包括制动索夹、试验索夹、千斤顶和位移测量装置；所述制动索夹和所述试验索夹用于固定在悬索桥主缆上，所述千斤顶用于固定在所述制动索夹和所述试验索夹之间，所述千斤顶的顶端与所述试验索夹相抵接，所述千斤顶的底端与所述制动索夹相抵接；所述位移测量装置用于测量所述试验索夹的移动位移。

2.根据权利要求1所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，所述位移测量装置为百分表。

3.根据权利要求1所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，所述制动索夹设置有多个螺栓；所述试验索夹设置有多个螺栓。

4.根据权利要求3所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，所述试验索夹的螺栓上设置有螺栓预紧力传感器。

5.根据权利要求3或4所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，还包括螺栓拉伸器，用于分别对所述制动索夹的螺栓和所述试验索夹的螺栓进行预紧。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述千斤顶的顶端和所述试验索夹之间。

7.根据权利要求6所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，所述千斤顶的顶端通过球面垫圈与所述试验索夹相抵接，且所述球面垫圈位于所述千斤顶的顶端与所述压力传感器之间。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，还包括第一阻挡板，所述第一阻挡板位于所述千斤顶的底端和所述制动索夹之间。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，所述千斤顶的数量为多个，多个所述千斤顶沿所述悬索桥主缆的周向均匀分布。

10.根据权利要求9所述的悬索桥索夹抗滑移测试装置，其特征在于，所述千斤顶数量为两个。