КРЕПЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОПРЯДНОГО ТРОСА
MULTISTRAND ROPE FASTENER

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к несущим тросам, применяемым в строительных конструкциях. В частности, оно относится к закреплению вантовых тросов или предварительно напряженных тросов.
Подобные несущие тросы часто изготавливают из множества параллельных прядей. Их концы закрепляют при помощи блоков, в которых выполнены каналы для приема и фиксации отдельных прядей, например, при помощи разъемных конических зажимов.
Пряди троса выполняют из металла, например, в форме стренг. В основной части троса их часто помещают в индивидуальные кожухи из пластмассы, которые изолируют их от окружающей среды и таким образом защищают их от веществ, вызывающих коррозию. Для надежного удержания пряди в крепежном блоке производят удаление пластмассового кожуха в районе закрепления. После этого необходимо принять специальные меры для защиты от коррозии в районе закрепления. Обычно объем, содержащий открытые участки прядей, заполняют защитным материалом, подаваемым под давлением в зону закрепления.
Этап впрыска защитного материала необходимо осуществлять с осторожностью для того, чтобы избежать возникновения каких-либо остаточных пустот в заполняемом объеме, поскольку в данных пустотах может начаться коррозия метала прядей, особенно в случае попадания в них воды.
Воск представляет собой один пример защитного материала, подаваемого под давлением в зону закрепления, с точки зрения его сцепных свойств, защиты от коррозии и усталостных характеристик. Воск находится в твердом состоянии при комнатной температуре и переходит в жидкое состояние при нагреве. За счет этого обеспечивается получение извлекаемого заполнителя, что является полезным для проверки крепления.
Могут применяться другие подаваемые под давлением защитные материалы, в частности плотные материалы, например консистентная смазка, или отверждаемые материалы, например смола или полимер.
Для конкретной строительной конструкции защитный материал выбирают с учетом требуемой функциональности по установке и/или обслуживанию крепления.
Объем, заполняемый защитным материалом, включает камеру, расположенную с передней стороны крепления и закрытую крышкой. Концевые участки прядей троса, выступающие из крепления, расположены в этой камере.
В некоторых крепежных конструкциях (см., например, WO 01/20098 А1) имеется вторая камера сзади крепежного блока, в которой располагаются концы индивидуальных кожухов прядей. Задняя грань данной второй камеры закрывается уплотняющим устройством сальникового типа или ему подобным устройством, через которое проходят закрытые кожухом части прядей. Заполнение второй камеры защитным материалом может осуществляться отдельно от заполнения первой камеры, расположенной на передней стороне крепления, или одновременно. В последнем случае обычно выполняют один или большее число соединительных каналов, проходящих через крепежный блок, в дополнение к каналам, содержащим пряди, для обеспечения прохода подаваемого под давлением материала.
В других типах крепежных конструкций (см., например, ЕР 0896108 А2 или ЕР 1227200 А1) с задней стороны крепежного блока отсутствует вторая камера, содержащая все пряди. Концы индивидуальных кожухов прядей располагаются в каналах крепежного блока или в продолжениях этих каналов, выполненных с задней стороны крепежного блока.
Впрыск осуществляется после установки и натяжения прядей. Обычно заполняющий материал впрыскивают через сопло, расположенное в нижней части крепежного узла, до тех пор, пока он не начнет вытекать через отдушину, расположенную в верхней части крепления. Это сводит к минимуму опасность возникновения пустот в заполняемом объеме.
Целью изобретения является обеспечение дальнейшей оптимизации характеристик крепления с точки зрения функциональности, которая может потребоваться в различных ситуациях.
Краткое описание изобретения
Предложено крепежное устройство для троса, состоящего из множества прядей, устройство содержит:
крепежный блок, имеющий переднюю сторону, заднюю сторону и каналы, проходящие между передней и задней сторонами, при этом каждая прядь троса вставляется в соответствующий канал с фиксирующим элементом;
первый защитный материал, содержащийся, по меньшей мере, в некоторых каналах крепежного блока;
камеру, содержащую участки множества прядей троса, расположенную, по меньшей мере, на одной из передней и задней сторон крепежного блока; и
второй защитный материал отличный от первого защитного материала, содержащегося в камере.
В случае наличия более чем одной камеры, например камеры в передней части и камеры в задней части крепежного блока, они могут содержать различные защитные материалы для оптимизации характеристик крепежного узла. В этом случае, по меньшей мере, один из заполняющих материалов, находящихся в камерах, отличается от материала, помещенного в каналы крепежного блока. Также возможно присутствие одинакового заполняющего материала в обеих камерах, при условии, что он отличается от материала, защищающего оголенные пряди и фиксирующие элементы, по меньшей мере, в нескольких каналах крепежного блока.
В одном варианте осуществления крепежного устройства первый защитный материал представляет собой воск или консистентную смазку.
Крепежное устройство может содержать камеру только в передней стороне крепежного блока, данная камера содержит концевые участки множества прядей троса и второй защитный материал, например воск или консистентную смазку. В этом случае первый защитный материал может представлять собой полимер или смолу.
В альтернативном варианте крепежное устройство может содержать первую камеру на задней стороне крепежного блока, содержащую натянутые участки множества прядей троса, и вторую камеру на передней стороне крепежного блока, содержащую концевые участки множества прядей троса. Первая и вторая камеры содержат защитный материал, причем защитный материал, по меньшей мере, одной из первой и второй камер отличается от защитного материала, по меньшей мере, нескольких каналов крепежного блока.
Защитный материал первой камеры может отличаться от защитного материала второй камеры. Например, защитный материал первой камеры может представлять собой полимер или смолу, а защитный материал второй камеры может являться воском или консистентной смазкой.
В одном варианте осуществления крепежного устройства камера имеет две части, соответственно на передней и задней сторонах крепежного блока, соединенные одна с другой, по меньшей мере, одним соединительным каналом, проходящим через крепежный блок и заполненный вторым защитным материалом. Обычно соединительный канал крепежного блока не содержит прядей троса, проходящих через блок.
Прочие признаки и преимущества способа и аппарата, раскрываемого в данном документе, станут понятны из следующего описания неограничивающих вариантов изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематический вид примера крепежного устройства несущего троса на первом этапе впрыска;
Фиг.2-4 - схематические виды крепежного устройства, показанного на Фиг.1, соответствующие другим этапам способа установки; и
Фиг.5 - схематический вид другого варианта осуществления крепежного устройства.
Описание вариантов осуществления изобретения
Несущий трос, показанный на Фиг.1, содержит множество прядей 10, каждая из который состоит из металлической стренги 11, помещенной в индивидуальный пластмассовый кожух 12. Для упрощения чертежа на фигурах показаны только две пряди 10. Обычно применяется большее число прядей, например несколько десятков прядей. Пряди 20 проходят параллельно одна другой вдоль заданной траектории несущего троса, например вдоль наклонной линии вантового троса между полотном и пилоном моста или вдоль траектории предварительного напряжения троса.
Несущий трос закрепляется на обоих концах. Крепежные устройства передают усилие натяжения троса на конструкцию.
Для надежного зажатия прядей 10 в крепежных устройства производят удаление пластмассовых кожухов 12 на концах прядей 10, вследствие чего метал стренг 11 оголяется. На каждом конце троса оголенные участки прядей 10 проходят сквозь крепежный блок 15 крепежного устройства. Крепежный блок 15 имеет несколько каналов 16, проходящих между задней стороной 17 (в сторону рабочей части троса, где пряди находятся в натянутом состоянии) и передней стороной 18. Каждая прядь 10 вставляется в один из каналов 16 с фиксирующим элементом 19.
В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения каждый канал 16, предназначенный для приема пряди 10, имеет цилиндрическую часть около задней стороны 17 крепежного блока 15, диаметр которой несколько больше диаметра стренги 11, и коническую часть, которая скошена в сторону передней стороны 18 крепежного блока 15. Блокирующий элемент выполнен в форме конического зажима 19, помещенного в конической части канала 16 для захвата металлической пряди 11. Зажим 19 имеет цилиндрическое отверстие для приема пряди и состоит из множества секторов (например, трех секторов) скрепленных кольцом 20, вставленным в кольцевую канавку, расположенную рядом с широким торцом зажима 19.
При установке троса его пряди 10 вставляются в соответствующие каналы 16 с коническими зажимами 19, создается усилие натяжения путем захвата частей прядей 11, выступающих из передней грани 18 крепежного блока 15, их натяжения при помощи привода, такого как гидравлический домкрат, и проталкивания зажимов 19 в каналы 16. После отключения привода зажимы 19 фиксируют пряди 11 в их каналах 16. Данная операция натяжения может выполняться последовательно по прядям, по группам прядей или сразу для всего троса.
После натяжения троса в каналах 16 остаются некоторые зазоры, в частности, вокруг прядей 11 в цилиндрических частях каналов и между секторами зажима в конических частях канала.
Первый этап впрыска выполняется для обеспечения заполнения данных зазоров веществом 100, которое будет защищать метал от коррозии.
В одном варианте осуществления изобретения вещество, которым заполняются каналы 16 на первом этапе впрыска, является воском или консистентной смазкой. Однако оно может представлять собой отверждаемый материал, такой как полимер или смола.
Как показано на Фиг.1, первый этап впрыска может выполняться для каждого канала 16 с использованием крышки 25 в форме чашки, установленной над входным отверстием канала. Крышка 25 плотно прилегает к передней стороне 18 крепежного блока 15 за счет уплотнения 26, а на противоположном ее торце имеется отверстие, через которое может пропускаться стренга 11. Уплотняющее кольцо 27 располагается по периметру стренги 11 для уплотнения переднего торца крышки 25, который фиксируется в своем положении при помощи кольца 28, обжимающего свободный конец стренги 11.
Защитный материал 100 впрыскивается в текучей или мягкой фазе через входное отверстие 29, имеющееся в крышке 25. Поскольку объем зазоров, не занятых металлической стренгой и зажимом, точно известен, в каждый канал 16 возможна подача заданного количества защитного материала, обеспечивающего заполнение канала целиком. Впрыскивающий насос (не показанный на фигурах) управляется таким образом, чтобы обеспечить впрыск заданного количества защитного материала 100 внутрь крышки 25 для того, чтобы целиком заполнить канал 16.
Крепление чашеобразной крышки 25 к стренге 11 обеспечивает удержание крышки 25 около входного отверстия канала 16 в процессе впрыска защитного материала под давлением, необходимым для компенсации потери напора внутри канала 16. Следует заметить, что для удержания крышки на данном этапе могут применяться другие механизмы, например, прикрепленные к крепежному блоку 15.
После того как заполняющий материал 100, впрыскиваемый в каналы 16, отверждается (если он является полимером или смолой) или застывает за счет охлаждения (если он представляет собой воск), крышка 25 удаляется с передней стороны крепежного блока 15. Если наполнитель 100 является плотным материалом, таким как консистентная смазка, он не требует времени на отверждение, и крышка может удаляться сразу после впрыска. На участке стренги 1, который находился внутри крышки 25, может остаться некоторое количество защитного материала 10 или он может отсутствовать.
После первого этапа впрыска осуществляется второй этап впрыска для заполнения прочего замкнутого объема (прочих замкнутых объемов) крепежного узла защитным материалом. В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1-4, имеются две камеры, требующие заполнения, камера 30 на задней стороне крепежного блока 15 и камера 31 на задней стороне. Эти две камеры 30, 31 заполняют защитным материалом 200, 300 по отдельности.
Первая камера 30 на задней стороне 17 крепежного блока ограничена в радиальном направлении трубкой 32, через которую проходят натянутые участки прядей 10. Концы пластмассовых кожухов 12 прядей расположены внутри камеры 30. Напротив крепежного блока 15 камера 30 закрывается уплотняющим устройством 34, например, сальниковым приспособлением, описанным в документе WO 01/20098 А1, которое изолирует камеру 30 снаружи, обеспечивая при этом прохождение прядей 10.
В данном примере передний конец трубки 32 снабжен фланцем 33, который образует опорную поверхность для крепежного блока 15, при этом фланец 33 упирается в конструкцию, оборудованную тросом. Предполагается, что крепежный узел может иметь различные другие схемы компоновки в пределах объема настоящего изобретения.
Впрыск защитного материала 200 в первую камеру (см. Фиг.2) производится через вход, который в проиллюстрированном примере сформирован каналом 35, выполненным в крепежном блоке 15 в нижней части камеры 30. В показанной конструкции канал 35 имеет изгиб для обеспечения доступа к нему с боковой стороны крепежного блока 15. Он также может быть прямолинейным и выходить на переднюю сторону 18 крепежного блока 15. Для выпуска воздуха, содержащегося в камере 30, на этапе впрыска в верхней части трубки 32 сформирована отдушина 36. После завершения впрыска отдушина 36 закрывается пробкой 37 (см. Фиг.3), при необходимости защитному материалу 200 дается время на отверждение или застывание, после чего производится закупоривание входного канала 35 другой пробкой 38.
Вторая камера 31 на передней стороне 18 крепежного блока ограничена кожухом 40, показанным на Фиг.4. Кожух 40 установлен на крепежном блоке 15 при помощи болтов или других крепежных средств (не показанных на фигуре). Уплотнительное кольцо 41 установлено между задним торцом кожуха 40 и передней гранью 18 крепежного блока для предотвращения вытекания защитного материала в процессе впрыска. Размеры кожуха 40 обеспечивают размещение в нем оголенных концов всех прядей 10 троса. В его нижней части имеется канал 42 для впрыска защитного материала 300, а в его верхней части имеется отдушина 43 для выпуска воздуха при впрыске защитного материала 300.
Защитный материал 300, впрыскиваемый во вторую камеру 31, заполняет все остающиеся пустоты. При вытекании материала через отдушину 43 впрыск прекращают и в отдушину 43 устанавливают пробку 45. При необходимости защитному материалу 300 дается время на отверждение или застывание, после чего производится закупоривание входного канала 42 другой пробкой 38.
Защитный материал, впрыскиваемый для заполнения каналов 16, камеры 30 в задней части крепежного блока 15 и камеры 31 в передней части крепежного блока 15, может подбираться независимо для каждого заполняемого объема, что позволяет оптимизировать крепежный узел путем подбора в каждом случае материала с требуемыми характеристиками.
Камера 31, расположенная в передней части крепежного бока 15, может открываться путем удаления кожуха 40 в процессе всего периода службы крепежного узла для обеспечения проверки правильности его функционирования. Из этих соображений обычно желательным является применение в данной камере 31 защитного материала 300, который может быть легко удален. Воск является предпочтительным материалом для данной цели, поскольку он может быть расплавлен или, по меньшей мере, размягчен за счет нагрева и откачан при помощи насоса. Также возможно применение консистентной смазки.
Захват и закрепление прядей 10 происходит в каналах 16. Упругий материал 100, обладающий смазывающими свойствами, такой как консистентная смазка или воск, пригоден с точки зрения его хороших усталостных свойств, за счет чего повышается суммарная прочность прядей.
В камеру 30 в задней части крепежного блока 15 возможно проникновение воды, стекающей по конструкции или по тросу. Применение гибкого, вязкого и связанного материала 200 часто является наилучшим способом предотвращения подобного проникновения. Предпочтительным является выпрыск в данную часть крепежного узла полимера или смолы.
На Фиг.5 показан альтернативный варианте осуществления крепежного устройства, для которого второй этап впрыска, т.е. этап, выполняемый после заполнения каналов 16, в которых зафиксированы пряди, по существу производится за один шаг. Заполняемая таким образом камера состоит из двух частей 50, 51, соединенных при помощи одного или большего числа соединительных каналов 52. Первая часть 50 расположена на задней стороне 17 крепежного блока 15, выполняет функции, аналогичные функциям первой камеры 30 варианта осуществления изобретения, показанного на Фиг.1-4, и ограничена цилиндрической трубкой 32 и сальниковым уплотняющим устройством 34. Вторая часть 51 расположена на передней стороне 18 крепежного блока 15, выполняет функции, аналогичные функциям второй камеры 31 варианта осуществления изобретения, показанного на Фиг.1-4, и ограничена кожухом 40. Соединительные каналы 52 параллельны каналам, содержащим пряди.
После установки и натяжения прядей 10 выполняется первый этап впрыска для заполнения каналов 16 защитным веществом 100, как описано со ссылками на Фиг.1. Затем на крепежный блок 15 устанавливают кожух 40 и выполняют второй этап впрыска для ввода защитного материала 400 в состоящую из двух частей камеру 50-51.
В варианте, показанном на Фиг.5, например, представляет собой крепежный узел нижнего конца наклонного вантового троса. В данной конфигурации нижняя часть крепежного узла находится в нижней части кожуха, в которой выполнен вход 42. Как и в предыдущем варианте осуществления изобретения имеются две отдушины 36, 43, одна (36) в верхней части задней части 50 камеры, а другая (43) в верхней части передней части 51 камеры. На втором этапе впрыска поднимается уровень текучего материала 400. При достижении отдушины 42 происходит вытекание материала и отдушину 43 закрывают пробкой 45 для продолжения впрыска и обеспечения дальнейшего повышения уровня защитного материала 400 в соединительных каналах 52 и в задней части 50 камеры. При достижении другой отдушины 36 второй этап впрыска прекращают и отдушину 36 закрывают пробкой. При необходимости защитному материалу 400 дается время на отверждение или застывание, после чего производится закупоривание входного канала 42 другой пробкой.
В варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.5, защитный материал 400, подаваемый под давлением в камеру 50-51 на втором этапе, предпочтительно, хотя не обязательно, является таким же материалом, что и защитный материал 100, подаваемый под давлением в каналы 16 на первом этапе. Например, воск или консистентная смазка может впрыскиваться в каналы 16, а затем в состоящую из двух частей камеру 50-51. Однако в соответствии с требованиями конкретной конструкции предпочтительным может оказаться применение различных заполняющих материалов.
В еще одном варианте осуществления изобретения камера, заполняемая на втором этапе впрыска, расположена только на передней стороне крепежного блока 15. Концевые участки пластмассовых кожухов 12 прядей 10 в этом случае располагаются внутри каналов 16 крепежного блока 15 или в индивидуальных продолжениях данных каналов, выходящих за пределы крепежного блока 15.
В этом случае первый этап впрыска выполняется для заполнения каналов 16 и/или их продолжения защитным материалом 100. Производится заполнение, по меньшей мере, участков каналов 16 и/или их продолжений, в которых на металле стренги отсутствует пластмассовый кожух. Независимый впрыск защитного материала в каналы 16 и/или их продолжения обеспечивает надежное заполнение вне зависимости от переменных потерь напора, обычно имеющих место при впрыске вещества в данные каналы.
После этого выполняют второй этап впрыска для ввода защитного материала 300, который предпочтительно отличается от ранее введенного защитного материала 100, в камеру 31, расположенную только на передней стороне 18 крепежного блока 15 и содержащую концевые участки стренг 11. Он может осуществляться также, как и этап, описанный со ссылками на Фиг.4.
В том случае, когда камера 31, заполняемая защитным материалом, расположена только на передней стороне крепежного блока 15, подходящим вариантом защитного материала часто может оказаться применение воска или консистентной смазки, как для каналов 16, так и для камеры 31, поскольку эти материалы обеспечивают хорошие усталостные характеристики (для каналов 16) и поскольку они могут быть относительно просто удалены (из камеры 31). Однако в качестве подходящих или предпочтительных могут применяться и другие материалы. Например, в крепежном узле данной конструкции может потребоваться обеспечение водонепроницаемости задней части каналов. Из этих соображений в каналах 16 возможно применение защитного заполняющего материала, такого как полимер или смола, а в камеру 31 может вводиться воск или консистентная смазка.
Вышеописанный способ защиты оголенных концов прядей несущего троса при помощи двух или большего числа этапов впрыска материала в различные части крепежного устройства применим при установке нового троса. Он также может применяться при обслуживании или ремонте уже существующего троса. В этом случае защитный заполняющий материал, который был предварительно установлен в различных частях крепежного устройства, может удаляться (например, при помощи способа, описанного в заявке на патент Франции No. 11 52557 от 28 марта 2011 г.) перед впрыском одного или большего числа защитных материалов за два или большее число этапов, как описано выше.
Хотя выше было приведено подробное описание примеров осуществления изобретения, специалистам в данной области техники понятны конструкции различных альтернативных вариантов, модификаций и эквивалентов.
В частности, предполагается, что вышеупомянутые варианты защитных материалов, которыми заполняются различные части крепежного узла, являются предметом оптимизации конструкции и могут заменяться в зависимости от требуемой функциональности для конкретной конструкции крепежного узла, имеющей конкретную геометрическую конфигурацию или расположение.
Крепежное устройство с различными заполняющими материалами для защиты прядей в различных частях может устанавливаться с использованием вышеупомянутого способа двухэтапного впрыска. Однако возможно рассмотрение и других способов установки для получения гибридного заполнения крепежного устройства, т.е. заполнения различных частей различными защитными материалами.