CN102359026A - 一种智能塑料护套半平行钢丝拉索及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能塑料护套半平行钢丝拉索，其特征在于金属管，金属丝和电感式位移传感器，制作方法如下：在金属管的周围扭绞钢丝；在钢丝的外周包层包带；在包带的外周热挤一层塑料护套；在钢丝的两端分别装上张拉端锚头和固定端锚头；金属管两端平齐张拉端锚头和固定端锚头的两端；在金属管内穿一根可滑动的金属丝，金属丝的一端与张拉端锚头用螺拴固定在一起，使金属丝的另一端长出固定端锚头，并可自由滑动；在固定端锚头上用螺拴固定一个电感式位移传感器；将长出固定端锚头的金属丝穿入电感式位移传感器的线圈中。用本发明的方法制备的智能塑料护套半平行钢丝拉索，具备有能够检测自身索力和钢丝破断的功能。
Description
技术领域
本发明属于塑料护套半平行钢丝拉索的制备技术领域，具体涉及一种智能塑料护套半平行钢丝拉索及其制作方法。
背景技术
塑料护套半平行钢丝拉索能承受巨大的拉力,所以广泛应用在公路，铁路，桥梁，水电站，大坝，边坡防滑，公共建筑上，是这些建筑的关键受力构件,保障着建筑的安全。
塑料护套半平行钢丝拉索通常用7根或7根以上的直径为5mm或7mm的高强度钢丝扭绞制成，其中中心的一根钢丝是直的,不发生扭绞,也不能相对于周边的其它钢丝产生相对位移。在长时间的使用过程中,塑料护套半平行钢丝拉索中的钢丝常常因应力腐蚀或疲劳发生破断，发生钢丝破断后的拉索有效受力面积就会减少，拉索的应力就会增大，当拉索有效受力面积减少引起的拉索应力增大到超过拉索的破断应力时，钢丝拉索就会突然破断，使用钢丝拉索的建筑就会发生巨大的毁坏,造成生命和财产的巨大损失。
目前还没有能够替代塑料护套半平行钢丝拉索的受力构件,塑料护套半平行钢丝拉索又不能检测自身钢丝破断,所以采用塑料护套半平行钢丝拉索的建筑都存在着一定的安全隐患,重大的事故时有发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的塑料护套半平行钢丝拉索不能检测自身钢丝破断的缺陷，从而提供一种能检测自身钢丝破断的塑料护套半平行钢丝拉索及其制作方法。
本发明采用以下技术方案实现上述目的。
本发明提供一种智能塑料护套半平行钢丝拉索，其结构中包括钢丝,包带,塑料护套,固定端锚头,张拉端锚头,其特征在于：
（1）、本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索的结构中还包括金属管,金属丝和电感式位移传感器；
（2）、钢丝扭绞在金属管的周围；
（3）、上述金属管不能相对于钢丝移动；
（4）、在上述金属管内穿有一根可滑动的金属丝；
（5）、上述的金属丝可相对于钢丝自由移动；
（6）、上述金属丝的一端与钢丝一端的张拉端锚头是固定在一起的；
（7）、上述金属丝的另一端长出钢丝另一端的固定端锚头,穿入固定在固定端锚头上的一个电感式位移传感器的线圈中,金属丝的另一端可相对于钢丝自由移动。
根据本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索，在优选情况下，所述金属管的外径与钢丝的直径相同。
根据本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索，在优选情况下，所述金属管的壁厚为1-1.5mm。
根据本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索，在优选情况下，所述金属管的材质为铝合金。
根据本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索，在优选情况下，所述金属丝的直径为1-2mm。
根据本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索，在优选情况下，所述金属丝的材质及热胀系数与钢丝相同。
本发明提供上述的智能塑料护套半平行钢丝拉索的制作方法，包括下列步骤中的（2）,（3）,（4）,其特征在于下列步骤中的（1）,（5）,（6）,（7）和（8）：
（1）、在金属管的周围扭绞钢丝；
（2）、在钢丝的外周包层包带；
（3）、在包带的外周热挤一层塑料护套；
（4）、在钢丝的两端分别装上张拉端锚头和固定端锚头；
（5）、使上述金属管两端平齐张拉端锚头和固定端锚头的两端；
（6）、在上述的金属管内穿一根可滑动的金属丝, 金属丝的一端与钢丝一端的张拉端锚头用螺拴固定在一起, 使金属丝的另一端长出钢丝另一端的固定端锚头,金属丝的另一端可相对于钢丝自由移动；
（7）、在上述的钢丝另一端的固定端锚头上用螺拴固定一个电感式位移传感器；
（8）、将长出钢丝另一端的固定端锚头的金属丝部分穿入上述的电感式位移传感器的线圈中。
用本发明的方法制备的塑料护套半平行钢丝拉索能检测自身钢丝破断,在恒定的拉力作用下，当拉索中钢丝没破断时，钢丝伸长一定的量而金属丝不受力不伸长，金属丝的另一端与钢丝另一端的固定端锚头之间产生一个距离，如拉索中的钢丝发生了破断时，在同样的拉力作用下钢丝的伸长量就会增大，金属丝的另一端与钢丝另一端的固定端锚头之间的距离就会缩短，因此，只要通过电感式位移传感器测量到在同等的拉力下金属丝的另一端与钢丝另一端的固定端锚头之间的距离缩短了，就可知道拉索中的钢丝发生了破断,就可及时采取补救措施,防止钢丝拉索突然破断，保障建筑结构的安全。
相对于光纤, 本发明采用金属丝相对于钢丝的位移量来检测钢丝的破断,其突出的优点是排除了温度的干扰,位移量测量准确度高,重复性好,抗环境干扰能力强,可全天候24小时不间断检测,实用可行,不但可以检测钢丝破断,还可依据虎克定律同时检测索力的大小,而且金属丝还具有耐用,廉价和可替换的优点。
本发明的智能塑料护套半平行钢丝拉索,结合现有的计算机及通讯技术,极易组成监控系统,实现远程和无人监控。
附图说明
图1是本发明的智能塑料护套半平行钢丝拉索的结构示意图。
图2是本发明的智能塑料护套半平行钢丝拉索的横向剖面示意图。
图3是本发明的智能塑料护套半平行钢丝拉索的纵向剖面示意图。
图例说明:1-金属管,2-钢丝,3-金属丝,4-包带,5-塑料护套,6-张拉端锚头,7-固定端锚头,8-电感式位移传感器。
具体实施方式
本发明提供一种智能塑料护套半平行钢丝拉索, 如图1-3所示, 其结构中包括钢丝2, 包带4, 塑料护套5, 张拉端锚头6, 固定端锚头7,其特征在于：
（1）、本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索的结构中还包括金属管1,金属丝3和电感式位移传感器8；
（2）、钢丝2扭绞在金属管1的周围；
（3）、金属管1不能相对于钢丝2移动；
（4）、金属管1内穿有一根可滑动的金属丝3；
（5）、金属丝3可相对于钢丝2自由移动；
（6）、金属丝3的一端与钢丝2一端的张拉端锚头6是固定在一起的；
（7）、金属丝3的另一端长出钢丝2另一端的固定端锚头7,穿入固定在固定端锚头7上的一个电感式位移传感器8的线圈中,金属丝3的另一端可相对于钢丝2自由移动。
本发明提供上述的智能塑料护套半平行钢丝拉索的制作方法，包括下列步骤中的（2）,（3）,（4）,其特征在于下列步骤中的（1）,（5）,（6）,（7）和（8）：
（1）、在金属管1的周围扭绞钢丝2；
（2）、在钢丝2的外周包层包带4；
（3）、在包带4的外周热挤一层塑料护套5；
（4）、在钢丝2的两端分别装上张拉端锚头6和固定端锚头7；
（5）、使上述金属管1两端平齐张拉端锚头6和固定端锚头7的两端；
（6）、在上述的金属管1内穿一根可滑动的金属丝3, 金属丝3的一端与钢丝2一端的张拉端锚头6用螺拴固定在一起, 使金属丝3的另一端长出钢丝2另一端的固定端锚头7,金属丝3的另一端可相对于钢丝2自由移动；
（7）、在上述的钢丝2另一端的固定端锚头7上用螺拴固定一个电感式位移传感器8；
（8）、将长出钢丝2另一端的固定端锚头7的金属丝3部分穿入上述的电感式位移传感器8的线圈中。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
本实施例以用300根直径为7毫米的钢丝制作的拉索为例说明本发明的制作方法。
（1）、将300根长度为300米,直径为7毫米,破断应力为1770兆帕的钢丝,扭绞在中心一根外径为7mm,壁厚为1.5mm的金属管周围；
（2）、在钢丝的外周包层包带；
（3）、在包带的外周热挤一层塑料护套；
（4）、在钢丝的两端分别装上张拉端锚头和固定端锚头；
（5）、使金属管两端平齐张拉端锚头和固定端锚头的两端；
（6）、在上述的金属管内穿一根直径为2mm可滑动的金属丝, 金属丝的一端与钢丝一端的张拉端锚头用螺拴固定在一起, 使金属丝的另一端长出钢丝另一端的固定端锚头,金属丝的另一端可相对于钢丝自由移动；
（7）、在上述的钢丝另一端的固定端锚头上用螺拴固定一个电感式位移传感器；
（8）、将长出钢丝另一端的固定端锚头的金属丝部分穿入上述的电感式位移传感器的线圈中。
通过钢丝两端的锚头对钢丝施加拉力, 在8076千牛的拉力作用下，当钢丝破断了1根时，通过电感式位移传感器测量到金属丝的另一端与钢丝另一端的固定端锚头之间的距离缩短了3毫米。
通过钢丝两端的锚头对钢丝施加拉力, 在8076千牛的拉力作用下，当钢丝破断了15根时，通过电感式位移传感器测量到金属丝的另一端与钢丝另一端的固定端锚头之间的距离缩短了55毫米。
实施例2
本实施例以用100根直径为5毫米的钢丝制作的拉索为例说明本发明的制作方法。
（1）、将100根长度为100米,直径为5毫米,破断应力为1860兆帕的钢丝,扭绞在中心一根外径为5mm,壁厚为1mm的金属管周围；
（2）、在钢丝的外周包层包带；
（3）、在包带的外周热挤一层塑料护套；
（4）、在钢丝的两端分别装上张拉端锚头和固定端锚头；
（5）、使金属管两端平齐张拉端锚头和固定端锚头的两端；
（6）、在上述的金属管内穿一根直径为1mm可滑动的金属丝, 金属丝的一端与钢丝一端的张拉端锚头用螺拴固定在一起, 使金属丝的另一端长出钢丝另一端的固定端锚头,金属丝的另一端可相对于钢丝自由移动；
（7）、在上述的钢丝另一端的固定端锚头上用螺拴固定一个电感式位移传感器；
（8）、将长出钢丝另一端的固定端锚头的金属丝部分穿入上述的电感式位移传感器的线圈中。
通过钢丝两端的锚头对钢丝施加拉力, 在1458千牛的拉力作用下，当钢丝破断了1根时，通过电感式位移传感器测量到金属丝的另一端与钢丝另一端的固定端锚头之间的距离缩短了3.5毫米。
通过钢丝两端的锚头对钢丝施加拉力, 在1458千牛的拉力作用下，当钢丝破断了5根时，通过电感式位移传感器测量到金属丝的另一端与钢丝另一端的固定端锚头之间的距离缩短了20毫米。
Claims (7)
1.一种智能塑料护套半平行钢丝拉索，其结构中包括钢丝,包带,塑料护套,固定端锚头,张拉端锚头,其特征在于：
（1）、本发明提供的智能塑料护套半平行钢丝拉索的结构中还包括金属管,金属丝和电感式位移传感器；
（2）、钢丝扭绞在金属管的周围；
（3）、上述金属管不能相对于钢丝移动；
（4）、在上述金属管内穿有一根可滑动的金属丝；
（5）、上述的金属丝可相对于钢丝自由移动；
（6）、上述金属丝的一端与钢丝一端的张拉端锚头是固定在一起的；
（7）、上述金属丝的另一端长出钢丝另一端的固定端锚头,穿入固定在固定端锚头上的一个电感式位移传感器的线圈中,金属丝的另一端可相对于钢丝自由移动。
2.根据权利要求1所述的智能塑料护套半平行钢丝拉索，其特征在于：所述金属管的外径与钢丝的直径相同。
3.根据权利要求1所述的智能塑料护套半平行钢丝拉索，其特征在于：所述金属管的壁厚为1-1.5mm。
4.根据权利要求1所述的智能塑料护套半平行钢丝拉索，其特征在于：所述金属管的材质为铝合金。
5.根据权利要求1所述的智能塑料护套半平行钢丝拉索，其特征在于：所述金属丝的直径为1-2mm。
6.根据权利要求1所述的智能塑料护套半平行钢丝拉索，其特征在于：所述金属丝的材质及热胀系数与钢丝相同。
7.一种如权利要求1中所述的智能塑料护套半平行钢丝拉索的制作方法，包括下列步骤中的（2）,（3）,（4）,其特征在于下列步骤中的（1）,（5）,（6）,（7）和（8）：
（1）、在金属管的周围扭绞钢丝；
（2）、在钢丝的外周包层包带；
（3）、在包带的外周热挤一层塑料护套；
（4）、在钢丝的两端分别装上张拉端锚头和固定端锚头；
（5）、使上述金属管两端平齐张拉端锚头和固定端锚头的两端；
（6）、在上述的金属管内穿一根可滑动的金属丝, 金属丝的一端与钢丝一端的张拉端锚头用螺拴固定在一起, 使金属丝的另一端长出钢丝另一端的固定端锚头,金属丝的另一端可相对于钢丝自由移动；
（7）、在上述的钢丝另一端的固定端锚头上用螺拴固定一个电感式位移传感器；
（8）、将长出钢丝另一端的固定端锚头的金属丝部分穿入上述的电感式位移传感器的线圈中。
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