專利名稱：吊索橋鋼纜纏繞物及纏繞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于例如吊索橋或斜拉橋的鋼纜那樣大而長的室外管件的纏繞物，以及將這種纏繞物裹到這種管件上去的方法。
吊索橋和斜拉橋的鋼纜暴露在惡劣的室外氣候條件下，因而必須涂上油漆，以避免生銹以及由這種暴露所引起的其它形式的損害。傳統(tǒng)上，這種鋼纜被涂上耐氣候性油漆。但是，由于這種油漆過的鋼纜經(jīng)過暴露于其間的氣候條件的惡劣，所以仍然需要對油漆過的鋼纜定期重新油漆，而且由于這些鋼纜比較不易接近，因而定期重新油漆的費(fèi)用很大。在重新油漆之前除去舊漆，這對正常的重新油漆來說是必需的步驟，但也產(chǎn)生環(huán)境方面的問題。
最近已經(jīng)知道，大橋的鋼纜可以通過用無限長的聚氯丁二烯材料的帶子螺旋纏繞而受到更長久的保護(hù)，使其免于暴露。但是，這種材料往往不能適當(dāng)?shù)仡A(yù)先著色，因而不能與橋的其它構(gòu)件或要用到這種材料的其它結(jié)構(gòu)的外觀相匹配或融合。這樣，通常在用聚氯丁二烯覆蓋物螺旋纏繞橋的鋼纜之后，還要在纏繞物的外表面涂漆，以便在鋼纜和其它橋結(jié)構(gòu)之間保證合適的顏色匹配。顯然，這種涂漆后的工序是一種勞動(dòng)力相當(dāng)密集的工作，因而費(fèi)用高昂。
此外，在用聚氯丁二烯螺旋纏繞吊索橋鋼纜時(shí)，重要的是，每一圈蓋物都要單單地粘在上一圈覆蓋物上，以適當(dāng)?shù)胤饨觾扇χg的接縫，從而避免水分和灰塵侵入覆蓋物和鋼纜之間的內(nèi)部。在使用上述種類的聚氯丁二烯覆蓋物的情況下，已經(jīng)知道，通過在一圈圈連貫的覆蓋物之間設(shè)置很大的搭接，并用溶劑將搭接層互相粘接起來，就可以封接接縫。但是，刷涂溶劑也是量動(dòng)力密集型的工作，因而成本高昂，而且由于從環(huán)境、健康和安全的角度來說很多溶劑都是有害的，因此在處理和貯存這種材料時(shí)需要高度注意。此外，溶劑封接步驟還要影響先前刷好漆的表面。
根據(jù)本發(fā)明，用于吊索橋或斜拉橋或其它很大很長的室外管件的鋼纜可以通過用無限長的、合適的合成橡膠材料制成的柔性帶將其螺旋纏繞來有利地保護(hù)，使其不暴露于惡劣的氣候條件下，這些材料是例如為各種用途而銷售的材料—例如用于覆蓋房頂?shù)牟牧希鼈兌脊谝浴昂Ｅ羵悺鄙虡?biāo)名。這種材料可以預(yù)先加以各種各樣顏色的顏料，從而不需要事后涂漆(而這正是聚氯丁二烯覆蓋物的特點(diǎn))，因而在覆蓋物的外面和橋的其它構(gòu)件或相鄰結(jié)構(gòu)之間得到適當(dāng)?shù)念伾ヅ洹４送?，這種合成橡膠的一圈圈連貫的搭接部分可以適當(dāng)?shù)鼗ハ喾饨?，以通過例如沿著鋼纜推力環(huán)形輻射加熱器或環(huán)形內(nèi)加熱帶那樣的封接操作來封接圈與圈之間的接縫，從而不再需要曾是聚氯丁二烯覆蓋物的特征的那些溶劑封接步驟，并且消除了隨之而來的溶劑處理問題。
如上所述，熱封步驟的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，諸如標(biāo)有帕倫商標(biāo)的那些合成橡膠覆蓋材料可以沿其縱向或機(jī)器方向具有有效的可熱縮性。這樣，使這種材料的搭接的層或圈互相封接所需的溫度將使這些層收縮，從而確保橋的鋼纜或其它物件被其螺旋沿伸的覆蓋物所裹緊。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)使用的海帕倫合成橡膠最好是兩層這種材料，以提供適當(dāng)?shù)母采w厚度。當(dāng)使用這種疊層時(shí)，最好是將例如由聚酯或其它高抗拉強(qiáng)度的有機(jī)材料制成的網(wǎng)夾在兩層中間，以便改善帶的整體抗拉強(qiáng)度。使用這種網(wǎng)將降低帶的熱縮程度，但是如果帶是處在施加在鋼纜上的張力下，由網(wǎng)所強(qiáng)化的合成橡膠帶仍將具有足夠的熱縮性能，以保證使鋼纜覆蓋物緊緊地包住其下面的鋼纜。
在用于吊索橋鋼纜的本發(fā)明的實(shí)施過程中，因?yàn)殇摾|的支承環(huán)通常沿一般的吊索橋鋼纜分開放置，因此重要的是，能夠適當(dāng)?shù)胤饨愉摾|和每根支承環(huán)之間形成的接縫。根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，這種封接通過使用通常為楔形的氯丁橡膠或類似的彈性材料的模壓件來提供，這些模壓件側(cè)面與側(cè)面相接，以形成環(huán)形構(gòu)件，該構(gòu)件緊裹在位于支承環(huán)或其它支撐構(gòu)件近旁的鋼纜的一部分上，環(huán)形構(gòu)件的厚端與鋼纜支承環(huán)的端面形成緊密的密封連接。最好是，模壓件的側(cè)面互相連接，然后，最好通過高抗拉強(qiáng)度的塑料帶約束環(huán)形構(gòu)件，而將其機(jī)械地限定在這種構(gòu)造中。
相對短的海帕倫合成橡膠套在環(huán)形構(gòu)件附近的位置處圍繞鋼纜形成，并緊緊抱住鋼纜。該合成橡膠套長到足以覆蓋彈性環(huán)形構(gòu)件以及在其后面延伸的一小段鋼纜。然后，將該合成橡膠套在鋼纜上推向支承環(huán)，以使其圍繞支承環(huán)旁邊的彈性環(huán)形構(gòu)件。這個(gè)步驟自然會(huì)使套拉伸。因而增加套的張力，該步驟也自然會(huì)使彈性環(huán)形構(gòu)件壓縮，從而改善彈性環(huán)形構(gòu)件和鋼纜之間接縫處的封接。然后，最好通過用高抗拉強(qiáng)度的帶子將該套機(jī)械地限制定位，并且如上所述，形始螺旋式地纏繞鋼纜，最好從鋼纜支承環(huán)的端面開始螺旋纏繞，從而使纏繞物覆蓋在合成橡膠套和被合成橡膠套所包住的彈性環(huán)形構(gòu)件上。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于例如吊索橋那樣的大而長的室外管件的改進(jìn)的耐氣候性纏繞物，并提供將這樣的纏繞物裹在這樣的物件上的方法。更具體地說，本發(fā)明的目的是對這種構(gòu)提供一種具有上述特征的預(yù)先適當(dāng)著色的纏繞物，以便在將該纏繞物在該物件上就位后，不需要在纏繞物上涂漆。本發(fā)明的目的還在于提供一種具有上述特征的多層纏繞物，可以通過熱封使其重疊的層互相粘接，而不需使用溶劑，同時(shí)也避免了溶劑處理以及隨之而來的溶劑貯存問題，本發(fā)明的目的還在于提供一種由可以熱縮和可以封接的材料制成的、具有上述特征的多層纏繞物，將其搭接的層相互加熱封接，然后收縮，與管件形成非常緊密的接合。本發(fā)明的目的還在于在管件支承環(huán)和具有上述特征的被纏繞的管件之間提供一種合適的封接。本發(fā)明的目的還在于提供一種纏繞預(yù)先涂漆的管件的方法，這種方法不需要事先除去油漆。但無論如何不會(huì)影響現(xiàn)有的油漆。
為進(jìn)一步理解本發(fā)明及其目的，應(yīng)對于附圖及其下列簡要說明、最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明以及權(quán)利要求予以注意。


圖1示出管件和管件支承環(huán)的部分剖視圖。該管件被纏繞，并相對于根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的支承環(huán)封接；圖2是本發(fā)明中實(shí)際使用的一層纏繞材料的最佳實(shí)施例的放下的部分剖視圖；圖3是圖1所示的被纏繞的管件放大的部分透視圖；以及圖4是示出在相應(yīng)于圖1上的纏繞所用的某一步驟的工具的透視圖。
圖1示出一段長形管件10，直觀地示出吊索橋或斜拉橋的鋼纜，該鋼纜通常用在室外不可接觸的地方，易受腐蝕或其它形式的損壞，這些損壞往往是由于其暴露在室外氣侯條件下而造成的。在吊索橋上，這種管件10用于包住軸向延伸的承受拉力的構(gòu)件12，并限制其徑向運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件12一般是由一束獨(dú)立的鋼纜制成的。管件10一般由在圖1中部分示出的支承環(huán)14以及在吊索橋上通常稱為管托或撐桿的垂直支承構(gòu)件在沿其長度方向的不同位置處支承。
管件10做為一個(gè)單獨(dú)構(gòu)件示出，在吊索橋上，它一般通過將鍍鋅的外鋼纜螺旋地繞在負(fù)載構(gòu)件12上而形成，螺旋纏繞構(gòu)件的相鄰匝的表面之間互相接觸。在很多較老的吊索橋上，事先已經(jīng)在管件的外部涂上油漆，通常使用的油漆為鉛基油漆。無論如何，不管管件10的涂漆表面狀態(tài)如何，都可以將纏繞物16纏繞在涂了漆的構(gòu)件10上，而且這可以在不破壞涂漆表面狀態(tài)的情況下做到。在任何情況下，不管管件10的外表面的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)如何，它都受到保護(hù)，而不暴露在氣候條件下。所述保護(hù)是通過用外纏繞物16將其沿從支承環(huán)14向下一個(gè)未示出的支承環(huán)延伸的長度方向包住，并通過設(shè)置一個(gè)一般由件號18表示的封接結(jié)構(gòu)，將在支承環(huán)14和管件10之間形成的接頭封接來實(shí)現(xiàn)的。
一般說來，如圖3所示，外纏繞物16是通過將成卷R的無限長的纏繞帶S螺旋纏繞在管件10上而形成的。纏繞帶S是一種柔性的有機(jī)材料，它具有適當(dāng)?shù)目箽夂蛐猿煞?。該纏繞帶最好在拉力下使用，以確保使它能緊貼在管件器的外部。如圖1和圖3所示，捆邦纏繞帶時(shí)，其相鄰匝之間是互相搭接的，搭接部分最好等于纏繞帶寬度的一半，以使相鄰匝之間能形成合適的接縫，并沿管件10形成一個(gè)大致均勻的雙層纏繞物。此外，纏繞物16起到有效地將已經(jīng)涂在管件10上的鉛基油漆封閉起來的作用，因而消除了潛在的環(huán)境污染問題。
圖2的截面圖示出纏繞簾S，它最好由具有內(nèi)層S1和外層S2的層壓帶構(gòu)成，在兩層之間，夾有由較高抗拉強(qiáng)度材料制成的網(wǎng)S3。最好是，每一層S1和S2的厚度是均勻的。使其厚度均勻的一種方法是壓延，另一種方法是購買例如杜邦公司銷售的、用于遮蓋層頂以及用于其它方面的、商品名為海帕倫的合成橡膠。這種材料可以通過將適量的單色顏料摻進(jìn)將要壓延的樹脂中而預(yù)先看似各種各樣的顏色和色調(diào)。使用這種方法，在夾層S1、S2的最外層和橋的周圍部件或其它相鄰結(jié)構(gòu)之間可得到適當(dāng)?shù)念伾ヅ?，從而不需要在外纏繞物16在管件10上就位后在外纏繞物16上涂漆。在圖示的用于纏繞18英寸(457.2mm)外徑、呈吊索橋鋼纜形式的管件10的本發(fā)明的實(shí)施例中，纏繞帶S為6英寸(152.4mm)寬，每塊海帕倫合成橡膠帶S1和S2的厚度是0.015英寸(0.381mm)，網(wǎng)S3為250登尼爾、8×8的聚酯網(wǎng)。每一圈這種材料層可能緊密，盡可能精確地與上一圈的一半寬度搭接。
當(dāng)外纏繞物16在管件10上就位后，將其加熱，以封接間互相搭接的部分，從而封接由這些圈所形成的螺旋延伸的接縫。如圖3所示，在內(nèi)熱或電熱帶B在管件10上就位之后，其加熱步驟可以通過電熱帶B的熱傳導(dǎo)，以及按程序?qū)㈦姛釒向前推進(jìn)來完成。另一種可供選擇的方案是，熱封步驟可以通過沿著管件10上的纏繞物16推進(jìn)一個(gè)環(huán)形熱輻射器來完成。
密封18可以用適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬?，但在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，該密封是通過將圖4示出的一般為楔形氯丁橡膠材料或其它彈性材料模壓件E的相對的側(cè)面連成一個(gè)環(huán)形構(gòu)件20而形成的。環(huán)形構(gòu)件20緊貼在管件10外表面的環(huán)形部分上，而環(huán)形構(gòu)件20的較厚的一頭緊貼在呈環(huán)形的支承環(huán)14的端面上。模壓件E相對的側(cè)面最好互相粘在一起，以形成環(huán)形構(gòu)件20。在任何情況下，在環(huán)形構(gòu)件20相對于管件10和支承環(huán)14就位之后，最好用諸如“Delrin”商標(biāo)的聚甲醛(POM)帶那樣的高抗拉強(qiáng)度的塑料帶22以及在環(huán)形構(gòu)件20的外部形成、以容納塑料帶22的槽24將其緊緊地約束住，使其固定在所述位置。
當(dāng)如上述那樣將環(huán)形構(gòu)件20和帶22在管件10上就位后，使環(huán)形套26緊貼在位于環(huán)形構(gòu)件20之后的管件10的一段上成形。套26由可拉伸的有機(jī)材料制成，最好由海帕倫商標(biāo)的合成橡膠制成。在套成形之后，將它推向支承環(huán)14，以包裹環(huán)形構(gòu)件20。如圖所示，套26有足夠的軸向長度以覆蓋環(huán)形構(gòu)件20的全部軸向長度以及在其后面延伸的管件10的一部分。在任何情況下，將套26推向支承環(huán)14都會(huì)增加套26覆蓋在環(huán)形構(gòu)件20上面的部分的張力，從而壓縮環(huán)形構(gòu)件20，使其與支承環(huán)14和管件的被環(huán)形構(gòu)件20所包圍的部分形成緊密的密封接合。當(dāng)如上述那樣使套26就位后，最好是用諸如“Delrim”商標(biāo)的POM帶的另一個(gè)高抗強(qiáng)度的塑料帶將套26限定在其位置上。向外突出的環(huán)形凸緣30在環(huán)形構(gòu)件20的外部形成，以使帶28相對于支承環(huán)14軸向定位。于是，外纏繞物16在管件10上形成，最好由支承環(huán)14開始，從而起到將套26的外部包裹起來并將帶28蓋住的作用。
雖然已經(jīng)示出和說明由發(fā)明者聽設(shè)計(jì)的、執(zhí)行從其申請日期起的本發(fā)明的最佳模式，很顯然，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的范圍，可以做出適當(dāng)?shù)男薷摹⒆兓?，或同等的事情。所述范圍完全由下述?quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于圍繞適用于暴露在室外的吊索橋或斜拉橋的拉力負(fù)載支承鋼纜的實(shí)際長度形成保護(hù)性纏繞物的方法，包括步驟有將合成橡膠材料的柔性帶緊緊地螺旋纏繞在鋼纜的實(shí)際長度上，該柔性帶有很多圈，沿著所述鋼纜的實(shí)際長度延伸，帶的每一圈搭接在上一圈的一部分上，以及加熱螺旋纏繞的帶，以便使帶的每一圈同上一圈被壓在下面的部分熱封，從而封接兩圈之間形成的接縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，螺旋纏繞柔性帶的工序是在將鋼纜在橋上就位后完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成橡膠材料是氯磺化聚乙烯(海普隆)材料，所述加熱步驟對于使氯磺化材料交聯(lián)而生成硫化材料是有效的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在將合成橡膠材料的帶纏繞到管件上之前，至少一部分管件的外表面已經(jīng)涂上鋁基油漆，以及當(dāng)將合成橡膠材料的帶纏繞到管件上時(shí)，不用將油漆從其外表面部分去掉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括，在將合成橡膠材料的帶纏繞在管件上之前，在支承環(huán)和管件之間形成的接縫處形成一個(gè)環(huán)形密封，然后，先將合成橡膠帶纏繞在環(huán)形密封上，再將其纏繞在環(huán)形密封后面沿伸的管件的一部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，環(huán)形密封的形成包括設(shè)置彈性材料的雙側(cè)面模壓件的步驟，模壓件有對置的側(cè)面，這些側(cè)面面對面地繞管件連接起來，該模壓件具有沿管件軸向延伸的表面，在模壓伸側(cè)面對側(cè)面地連接后，該表面呈環(huán)形地貼在管件上，該模壓件還具有第二表面，它沿著管件的橫截面方向延伸，在模壓件側(cè)面對側(cè)面連接之后，該第二表面呈環(huán)形地貼靠在支承環(huán)的表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于環(huán)形密封的形成包括另一個(gè)步驟，即在模壓件側(cè)面對側(cè)面連接之后，通過將一個(gè)合成橡膠材料的套圍繞在模壓件上面而使其收縮，以便使模壓件的表面同管件保持密封接觸，同時(shí)也使模壓件的第二表面同支承環(huán)的表面保持密封接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合成橡膠材料在加熱過程中所受到的熱密封溫度下是可熱縮的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，至少帶的最外層表面部分由氯磺化聚乙烯(海普隆)材料制成，該材料內(nèi)加有顏料，其顏色與具有這種管件的結(jié)構(gòu)的相鄰部分的顏色相協(xié)調(diào)，按另一種方式，所述最外層表面部分可以不涂油漆或不著色。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，帶包括互相疊壓在氯磺化聚乙烯(海普隆)材料的內(nèi)層和外層，其中外層加有顏料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，帶還包括一層夾在內(nèi)層和外層中間的高抗拉強(qiáng)度的網(wǎng)材料。
12.一種適于暴露在室外的吊索橋和斜拉橋上的長的承受拉伸負(fù)荷的鋼纜和覆蓋該長鋼纜的實(shí)際長度的保護(hù)性纏繞物組合物，所述保護(hù)纏繞物包括緊緊地螺旋纏繞在鋼纜上的合成橡膠材料帶，帶的每一圈搭接在上一圈的一部分上，并被熱封接，以密封在兩圈之間形成的接縫，其特征在于，當(dāng)所述合成橡膠材料纏繞在長鋼纜上時(shí)，它是可焊接的熱塑性塑料，而且在熱封之后交聯(lián)，從而生成覆蓋在長鋼纜上的硫化橡膠。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其特征在于，帶包括互相疊壓的氯磺化聚乙烯(海普隆)材料的內(nèi)層和外層，其外層含有顏料，而在另一種情況下，不涂漆或不著色。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其特征在于，帶包括互相疊壓的氯磺化聚乙烯(海普隆)材料的內(nèi)層和外層，一層有機(jī)材料的高抗拉強(qiáng)度的網(wǎng)夾在內(nèi)層和外層之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其特征在于，帶的每一圈都大致疊壓在上一圈的一半寬度上，從而形成沿著長鋼纜的所述實(shí)際長度延伸的雙層厚度的纏繞物。
全文摘要
一種用于吊索橋或斜拉橋的密封的鋼纜，鋼纜(10)由纏繞物(16)所密封，該纏繞物是通過將合成橡膠的柔性帶(S)螺旋地緊緊纏繞在鋼纜上形成的。帶在纏繞時(shí)，其每一圈都搭接在上一圈的一半寬度上，因而形成厚度均勻的雙層纏繞物。在螺旋纏繞程序之后，對纏繞物加熱，以將互相疊合的層熱封，從而封接在兩相鄰的層之間的接縫，并使纏繞物收縮，緊箍在鋼纜上。用合適的顏料預(yù)先上色疊合的多層帶的外層，從而不需要事后才在纏繞物上涂漆，以便在帶和橋結(jié)構(gòu)的相鄰部分之間得到合適的顏色匹配。
文檔編號E01D19/10GK1127818SQ9510037
公開日1996年7月31日 申請日期1995年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月27日
發(fā)明者S·G·馬蒂, R·J·蘭漢姆, B·J·麥馬丁, A·L·雷德, D·H·布朗 申請人:D·S·布朗公司