一种小直径钢丝索股制作装置及方法与流程

本发明涉及悬索桥主缆索股制作。更具体地说，本发明涉及一种小直径钢丝索股制作装置及方法。

背景技术：

1、主缆是悬索桥的关键构件，其性能对于悬索桥的承载能力及耐久性至关重要。主缆一般由众多钢丝组成，钢丝间的相互作用复杂，主缆的横向特性难以由钢丝的横向特性简单叠加得到，因此国内外学者对悬索桥主缆进行了大量的理论分析及试验研究。

2、目前，悬索桥主缆缩尺比试验中，常采用缩减索股数量或钢丝绳模拟主缆，无法准确模拟钢丝间的相互作用。如将主缆钢丝按比例缩放后，则主缆钢丝直径将小于1mm，钢丝容易出现绞丝打结等情况，且常规索股制作设备无法应用，尚无针对直径小于1mm钢丝的索股制作装置及方法。

3、综上，本发明提出了一种主缆小直径钢丝索股制作装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种无需依赖大型设备的适用于小直径钢丝的主缆索股制作装置及方法，解决了悬索桥主缆小直径钢丝索股制作问题，具有安装应用方便，操作便捷、质量可控、无需大型机械设备等优点。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种小直径钢丝索股制作装置，包括：放丝装置，其用于放钢丝，所述放丝装置具有固定阻尼以使得放出的钢丝具有一定初张力；转向装置，其为一对且相对设置，所述钢丝通过一对转向装置往复绕设；牵引装置，其具有固定荷载且连接并牵引放丝装置上的钢丝外端，所述牵引装置牵引钢丝按额定拉力沿一对转向装置往复绕设，直至形成索股编制要求的钢丝根数；整形装置，其用于对绕设完成后的多根钢丝整形压紧，使其形成索股编制要求的形状及压紧力。

3、优选的是，所述放丝装置包括固定块、转动设置于固定块上的底板和转轴、套设于转轴上的放丝盘以及设置于固定块上的阻尼器，所述底板和转轴的中心轴线重合，所述放丝盘与所述底板和转轴同步转动，所述阻尼器与底板接触以控制底板转动时所需扭矩，保证放丝时钢丝具有初张力。

4、优选的是，所述转向装置包括立柱、固定于立柱外侧的滑轮支架以及设置于滑轮支架上的滑轮，钢丝缠绕于滑轮上并通过滑轮改变方向，一对转向装置的一对立柱相对设置且一对立柱上的一对滑轮位于同一水平面内。

5、优选的是，所述牵引装置包括测力计和牵引器，所述钢丝与测力计和牵引器依次串联连接，所述测力计用于保证钢丝牵引时的拉力恒定。

6、优选的是，还包括跨中支架，其包括相对设置于钢丝两侧的一对固定柱、将一对固定柱连接为一体的横梁，一对固定柱位于一对转向装置的中心，一对固定柱上均设置有刻度，以测量钢丝跨中的垂度，用于保证钢丝张力一致无误。

7、优选的是，所述整形装置包括一对定型夹具及多个缠包带，一对定型夹具设置于一对转向装置中间用于使钢丝成型且挤紧，所述定型夹具包括一对夹板和将一对夹板连接为一体的螺栓，一对夹板相对面的中心均设置有凹槽，一对夹板闭合夹紧后一对凹槽恰好形成为与索股外形匹配的梯形刻槽，索股钢丝从刻槽中穿过，多个缠包带间隔固定缠绕于整形后的索股上。

8、优选的是，还包括索股锚头，一对定位夹具将索股整形夹紧后，索股端部的钢丝通过索股锚头锚固，所述索股锚头包括锚杯、设置于锚杯一个端部的分丝板、从锚杯另一个端部插入的楔块，钢丝通过分丝板分为多股，所述楔块外周表面间隔设置有多道卡槽，多股钢丝依次通过分丝板分丝后再一一对应从多道卡槽中穿出，所述楔块与锚杯之间通过黏结材料填充，所述锚杯外侧通过设置螺纹与带垫板螺母连接。

9、本发明还提供了一种小直径钢丝索股制作方法，包括如下步骤：

10、步骤一、通过具有固定荷载功能的牵引装置拖拉牵引钢丝一端沿一对转向装置往复绕行，使钢丝按额定拉力缠绕于转向装置的滑轮上；

11、步骤二、根据跨中支架的固定柱上刻度测量钢丝的跨中垂度，复核钢丝张力及变形的均匀性；

12、步骤三、钢丝全部张拉完成后，从靠近其中一端转向装置开始进行钢丝整形，采用定型夹具将靠近此转向装置的钢丝夹紧，并用另一个定型夹具由夹紧端向另一端对钢丝索股进行整形，压紧，其后再用缠包带间隔一定距离固定；

13、步骤四、将钢丝全部整形压紧后，采用定型夹具将靠近另一端转向装置的索股夹紧；对索股长度测量复核，从一对定型夹具外侧切断钢丝，完成索股编制；

14、步骤五、将索股端部钢丝分成多股，从锚头底部分丝板的分丝孔伸入锚杯内，向锚杯内注入黏结材料，并顶紧楔块，使楔块的多道卡槽一一对应每股钢丝；黏结材料凝固后，检测钢丝与锚头的连接性能，满足要求后即完成索股的制作。

15、本发明至少包括以下有益效果：

16、本发明的小直径钢丝索股制作装置及方法可作为试验用钢丝索股的制作手段，为一种悬索桥缩尺试验模型中小直径钢丝索股无需依赖大型牵引设备的制作装置。该装置不仅结构合理、安装应用方便，而且解决了传统索股编制需要大型机械设备，场地要求高等难题。该装置也可用于高强钢丝束的制作与锚固。

17、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种小直径钢丝索股制作装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的小直径钢丝索股制作装置，其特征在于，所述放丝装置包括固定块、转动设置于固定块上的底板和转轴、套设于转轴上的放丝盘以及设置于固定块上的阻尼器，所述底板和转轴的中心轴线重合，所述放丝盘与所述底板和转轴同步转动，所述阻尼器与底板接触以控制底板转动时所需扭矩，保证放丝时钢丝具有初张力。

3.如权利要求1所述的小直径钢丝索股制作装置，其特征在于，所述转向装置包括立柱、固定于立柱外侧的滑轮支架以及设置于滑轮支架上的滑轮，钢丝缠绕于滑轮上并通过滑轮改变方向，一对转向装置的一对立柱相对设置且一对立柱上的一对滑轮位于同一水平面内。

4.如权利要求1所述的小直径钢丝索股制作装置，其特征在于，所述牵引装置包括测力计和牵引器，所述钢丝与测力计和牵引器依次串联连接，所述测力计用于保证钢丝牵引时的拉力恒定。

5.如权利要求1所述的小直径钢丝索股制作装置，其特征在于，还包括跨中支架，其包括相对设置于钢丝两侧的一对固定柱、将一对固定柱连接为一体的横梁，一对固定柱位于一对转向装置的中心，一对固定柱上均设置有刻度，以测量钢丝跨中的垂度。

6.如权利要求1所述的小直径钢丝索股制作装置，其特征在于，所述整形装置包括一对定型夹具及多个缠包带，一对定型夹具设置于一对转向装置中间用于使钢丝成型且挤紧，所述定型夹具包括一对夹板和将一对夹板连接为一体的螺栓，一对夹板相对面的中心均设置有凹槽，一对夹板闭合夹紧后一对凹槽恰好形成为与索股外形匹配的梯形刻槽，索股钢丝从刻槽中穿过，多个缠包带间隔固定缠绕于整形后的索股上。

7.如权利要求6所述的小直径钢丝索股制作装置，其特征在于，还包括索股锚头，一对定位夹具将索股整形夹紧后，索股端部的钢丝通过索股锚头锚固，所述索股锚头包括锚杯、设置于锚杯一个端部的分丝板、从锚杯另一个端部插入的楔块，钢丝通过分丝板分为多股，所述楔块外周表面间隔设置有多道卡槽，多股钢丝依次通过分丝板分丝后再一一对应从多道卡槽中穿出，所述楔块与锚杯之间通过黏结材料填充，所述锚杯外侧通过设置螺纹与带垫板螺母连接。

8.一种小直径钢丝索股制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种小直径钢丝索股制作装置及方法，装置包括：放丝装置，其用于放钢丝，所述放丝装置具有固定阻尼以使得放出的钢丝具有一定初张力；转向装置，其为一对且相对设置，所述钢丝通过一对转向装置往复绕设；牵引装置，其具有固定荷载且连接并牵引放丝装置上的钢丝外端，所述牵引装置牵引钢丝按额定拉力沿一对转向装置往复绕设，直至形成索股编制要求的钢丝根数；整形装置，其用于对绕设完成后的多根钢丝整形压紧，使其形成索股编制要求的形状及压紧力。本发明解决了悬索桥主缆小直径钢丝索股制作问题，具有安装应用方便，操作便捷、质量可控、无需大型机械设备等优点。技术研发人员：田唯,游新鹏,颜兆福,李冕,张成威,汪仁威,晏泽伟,顾家昌,胡伟,王涛,袁航,杨建平,张耀,徐鑫,张媛,贺欣怡,彭志辉,李佳奇,乐煌辉,许慧远受保护的技术使用者：中交第二航务工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5