CN107889513A - 保护器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于覆盖一段长形结构元件（50）的筒状热保护护套（1，60），所述筒状热保护护套（1，60）包括夹层状复合隔离系统（10、12、16、18、20），所述夹层状复合隔离系统（10、12、16、18、20）在800℃时具有低于或者等于0.11 W/m.℃的热导率并且具有小于50毫米的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于长形元件并且尤其是长形结构元件的热保护的隔离系统布置。例如，本发明涉及筒状结构的热保护，筒状结构包括筒状承载结构、承拉构件以及它们的锚具部分或者包括它们的端部锚具的斜拉索或构建在外部后张紧钢筋束中的张紧拉索。
此类长形结构元件并且特别是此类承拉元件，通常使用高强度材料（例如，高强度冷拉式钢）以允许通过具有小横截面的轻质元件传递集中力，其尤其用于桥梁、建筑物、特殊压力围护结构、挡土墙和主要由混凝土或者钢建造而成的其它结构中的力传递。在许多情况下，将这些承拉元件预张紧以便向周围的结构施加显著的预紧力（也称为预应力）。
所述发明涉及一种用于长形结构元件并且尤其用于后张紧钢筋束、斜拉索等的热保护的筒状护套。此类护套形成待装配在拉索、钢筋束或者管的伸展部分周围的套筒。更一般地讲，该护套可以用作对一段由易受热损害的高抗拉钢或者其它高抗拉强度材料制成的任何结构长形元件的热保护。可以进一步改变所述护套的形状以使得还向拉索的伸展部分穿过周围的或者被支撑的结构的构件的区域提供保护。可以将所述护套与筒状盖组合以保护此类拉索的端部终止处。
所述发明还涉及一种用于结构元件的端部终止处并且尤其用于后张紧钢筋束、斜拉索或者地锚等的端部锚具的热保护的筒状盖。此类盖形成待安装成套在锚具/管上的覆盖件，尤其是套在锚具端部或者管端部上的覆盖件。该盖可以特别用作对由高抗拉强度钢或者其它高抗拉强度材料制成的任何结构长形元件的端部的热保护。
更确切地说，本发明涉及对例如由烃类起火（hydrocarbon fire）引起的极端热负载情形的保护。许多不同类型的结构上的长形结构元件会暴露于此类起火事件，该起火事件由意外或者故意导致的如下事件引起：例如随后伴随有燃料的燃烧的车辆或者船舶撞击或者泄漏、使用在构建或者维护操作中的烃类材料的燃烧、或者在涉及固态、液态或者气态的烃类材料的结构的使用寿命期间发生的其它非计划事件。此类极端负载情形通常导致温度超过600℃，并且在一些情况下，在禁闭或者非禁闭环境中超过1000℃，持续时间可以远超过30分钟，并且有时超过60分钟或者甚至90分钟。
此类结构长形元件的端部锚具常见情况下依赖通过不同材料之间的直接支承或者摩擦或者结合而实现的机械锚固来将经受高应力元件在它们的端部处固定到周围的结构。这些端部锚具或者会直接暴露于起火事件，或者会当起火事件在拉索的伸展长度附近发生并且该拉索随后充当热导体时经历过度加热。
此类端部锚具在满足结构元件的一般负载情形时参与。当遭受高温时，高抗拉强度材料的松弛百分比（relaxation percentage）通常增加并且它们的强度降低。冷拉式高抗拉强度钢特别受这种现象的影响，这是因为：由在冷拉式高抗拉强度钢的制造期间对钢进行冷成形而实现的强度提高通过加热到高于临界温度得到大部分逆转，从而导致预应力损失并且结构阻力普遍下降。此外，过度加热会导致端部锚具中的受应力元件滑动或者失效。周围的混凝土或者沿着构件的跨度的其它结构或者保护层常常保护高强度钢免受此类不期望的温度升高的影响，从而减小发生大量热松弛和强度损失的可能性。然而，端部锚具布置结构以及在结构外部的承拉构件仍然易受影响，因为在极端热事件期间锚具通常暴露于升高的温度。
随后，此类经受高应力的长形结构元件（包括它们的端部终止处）上的高的热负载增加了发生钢材松弛、钢筋束失效或者锚具滑动或者失效的可能性，从而导致完全损失预应力或者极限阻力。由于在由钢绞线和线材制成的高抗拉钢的钢筋束之间形成的结合和周围的混凝土的缘故，在混凝土或者其它结构内部的常规后张紧拉索中的热负载的影响得到减少。然而，外部拉索，特别是在结构外部的后张紧拉索或者斜拉索，由于在外部起火事件期间被暴露而仍然高度易受热负载的影响。因此，对于外部后张紧拉索或者斜拉索，由外部起火事件直接导致的钢材松弛、钢筋束失效或者锚具滑动的风险显著更高。由于这种拉索传递负载所采用的集中方式和低冗余度，起火事件中拉索的损失会严重影响包含外部后张紧钢筋束、斜拉索（cable stay）或者其它暴露出的拉索的土木工程结构（诸如桥梁、横梁、纵梁、拉索支撑的塔架或者桅杆或者悬顶系统）的结构安全性。
长形结构构件（诸如外部后张紧拉索并且特别是斜拉索）的伸展部分在各种作用下自由运动，诸如：纵向伸长的改变、由于轴向拉索力变化导致的拉索垂度的改变、或者由于如下原因导致的对其变形排布（deformed alignment）的改变，所述原因为：改变的横向负载（诸如风阻力）、或由风力作用的缘故拉索发生激振所导致的振动、或通过与结构的由波动负载或者其它外部作用导致的振动的耦合的激振。因此，拉索的伸展部分所采用的几何曲线可以相对于周围的或者被支撑的结构以及拉索的端部锚具而变化并且可以发生相对较大的运动。这些运动可以保持不受限制，或者在被认为不利于拉索的性能（在锚具处弯曲、由在拉索与周围的结构之间的机械撞击引起的疲劳、损伤、结构使用者的舒适度的不可接受的降低）的情况下，通过使用装配在拉索的伸展部分与周围的结构之间的导向器、止动器、或者阻尼器来控制或者限制。已知通过粘弹性装置或者由碰摩（rubbing）或者摩擦来起作用的装置来阻抑此类相对运动。将此类阻抑装置在距离端部锚具一定距离处连接到拉索，以便形成所需要的阻抑性能。
考虑到此类拉索的柔性性质并且需要适应大的运动，向拉索的伸展长度提供的任何热保护护套必须能够使其形状适应拉索的改变的垂度线（sag line），并且允许在热保护元件与周围的结构之间的交界部处的相对大的局部位移。此外，如果护套由拉索支撑，则与拉索的自重相比，护套的自重必须保持是小的，以便不过度增大拉索垂度。
考虑到需要装配导向器、止动器、或者阻尼器以限制拉索与周围的或者被支撑的结构之间的相对运动，出于在结构的使用寿命期间对此类装置的检查、维护和可能替换的目的，任何热保护护套都需要容易移除。因此，护套必须是轻质的和模块式的。
此类斜拉索通常支撑全部暴露于水平风负载的桥面板（bridge deck）、悬顶结构、或者高桅杆和塔架。由斜拉索上的风阻生成的水平负载可以是结构上的总水平负载的实质部分（在一些情况下，超过总水平风负载的50％）。因此，通过限制斜拉索的外直径并且使斜拉索装配有空气动力学优化的表面来将风阻最小化是极其重要的。因此，装配到拉索装配的任何热保护护套都必须保持小的直径。
与斜拉索和未与结构结合的一些其它类型的外部拉索相反，相结合的后张紧钢筋束中的灌浆封装（grout encapsulation）的存在由于在钢绞线/线材与周围的混凝土之间形成的结合而倾向于减小局部热负载对由钢绞线或者线材制成的高抗拉钢的钢筋束的影响。然而，由于通过已形成的灌浆结合部在钢筋束与混凝土之间传递力的能力被移除而导致构件完整性全部损失，锚具运动和松弛对未结合的钢筋束的影响趋向于更加严重。
此类负面影响对于维持包含后张紧钢筋束、斜拉索或者地锚的土木工程结构（诸如桥梁、悬顶系统和挡土墙）的安全性始终是敏感的，在核设施和围护结构中存在后张紧拉索和后张紧端部锚具的情况下，安全性标准甚至要求更高。
背景技术
已知许多种管道热隔离方法和系统。然而，此类系统是专门开发用以减少来自被覆盖的元件的放热流，而所述发明是专门设计用以保护被覆盖的元件不受外部热负载源（诸如起火）的影响。
此外，这些常规隔离材料的热隔离属性不足以在通常超过1000℃的温度暴露持续时间为30分钟或者更久的极端热负载情形期间保护结构元件。
替代性地，表面施加的膨胀型产品形成用于结构元件的保护覆层，使得当暴露于起火负载达小的暴露间隔时，提供令人满意的元件保护。然而，此类方法和材料不提供延长的保护，因为它们通常不能在延长的高温暴露间隔期间减少热能传导到结构元件中。此外，它们易受到机械损伤的影响，这是因为由于需要允许它们自由膨胀以实现保护功能，所以它们不能被另外的保护层覆盖。
WO2007093703涉及一种用于斜拉索的由围绕拉索包裹并且彼此重叠的两个垫板（blanket）形成的起火保护装置。而且，外壳覆盖堆叠的垫板，该外壳由高密度聚乙烯（HDPE）制成。此类起火保护装置不适合于高级别的热保护，除非使用厚度增加的隔离材料，这导致增大的并且不期望的重量，以及特别是在拉索穿过被支撑结构以及可能必须装配的任何导向器、止动器或者阻尼器所在的交界区域中导致安装非常困难。
WO2012052796提供了一种热隔离刚性管，热隔离刚性管布置在斜拉索周围，具有热隔离材料，该热隔离材料具有在隔离管与拉索之间存在空气通道所要求的最小厚度和用以通过对流实现热量疏散的显著高度差。此类布置结构是刚性的，并且因此无法适应在变化的拉索垂度下沿着拉索的伸展长度发生的挠曲或者在正常工作条件期间在拉索穿过被支撑结构所处的交界部处的大的相对位移。此类布置结构仅可以通过在刚性管与拉索之间提供非常大的空气间隙来确保拉索的所需要的运动自由度，从而导致拉索直径显著增加，这对拉索的视觉外观产生不期望的影响，增加了所需要的到结构的相邻部分的横向空隙并且增加了拉索的风阻。
发明内容
本发明的目的是提供一种减轻或者消除上面提到的缺点中的至少一些的热保护护套和热保护盖。
根据本发明，借助于一种用于覆盖一段长形结构元件的筒状热保护护套来实现该目的，所述筒状热保护护套包括夹层状复合隔离系统，所述夹层状复合隔离系统在800℃时具有低于或者等于0.11 W/m.℃的热导率并且具有小于50毫米的厚度。
优选地，对于小于50毫米的厚度，所述夹层状复合隔离系统在800℃时具有低于或者等于0.10 W/m.℃的热导率，并且优选地，具有低于或者等于0.09 W/m.℃的热导率。此类热保护护套形成薄的多层复合构造，所述薄的多层复合构造被开发用于对一段长形结构元件的极度延伸的热保护，长形结构元件诸如外部后张紧拉索、斜拉索、悬顶元件、钢型材和管端部，并且特别是后张紧钢筋束和斜拉索端部锚具。
本发明还涉及一种热保护装置，所述热保护装置包括筒状热保护护套和形成对长形结构元件的端部终止处的极度延伸的热保护的筒状热保护盖。
本发明还涉及一种长形结构装置，所述长形结构装置包括：张紧拉索（或者任何其它长形结构元件），所述张紧拉索（或者任何其它长形结构元件）具有伸展部分和在拉索的端部处的至少一个锚具部分；以及如先前所描述的至少一个热保护护套，其中，所述筒状热保护护套覆盖从锚具部分延伸的一段伸展的拉索。可选地，该长形结构装置还包括包围热保护护套的外覆盖件。
本发明的另一方面设计一种筒状热保护盖，所述筒状热保护盖具有单侧封闭端部，所述盖包括筒状壁和端壁，所述筒状壁限定用于引入长形元件的端部的开口，所述筒状壁和所述端壁包括复合隔离系统，所述复合隔离系统至少包括：
- 外部第一层，所述外部第一层具有保护性外侧，
- 第二层，所述第二层覆盖所述外部第一层的内侧，所述第二层是由丝和增强纱制成的织物，以及
- 第三层，所述第三层覆盖第二层的内侧并且包括基本上由纤维制成的热隔离层，
其中，至少两个层缝合在一起。
此类筒状盖形成热隔离保护盖，所述热隔离保护盖包括多层复合构造，所述多层复合构造被开发用于对长形结构元件的端部终止处的极度延伸的热保护，长形结构元件诸如后张紧拉索、斜拉索、地锚、钢型材和管端部，并且特别是后张紧钢筋束和斜拉索端部锚具。
本发明包括耐用的外部第一层，所述耐用的外部第一层具有保护性外侧，该保护性外侧是金属、类金属或者非金属外侧（诸如镀铝织物或者任何其它反射层）以用于对复合构造的机械保护并且增加热辐射的热反射。优选地，利用层间缝合部来将该外部第一层固定到一系列特定布置的热隔离材料。热隔离材料优选地由半刚性和可成形材料两者组成，这使得复合盖能够形成适用于通用尺寸制造的一般筒状形状。
第二层和第三层各自形成复合隔离层，复合隔离层优选地被层间缝合并且相对于彼此重叠以便提供对受保护的系统（长形元件，诸如张紧拉索端部锚具）的延伸性覆盖并且提高总体系统功效。每个复合层跨越筒状保护盖的周界并且由各种具有低热导率的潜在隔离材料组成以便提供增加的强度和减少的热传导两者。例如，第三层包括纤维类型和多孔类型的多种热隔离材料。
本文在后面关于一些可能的实施例来呈现根据本发明的其它提供的内容。
附图说明
本发明借助对实施例的描述将得到更好的理解，该实施例以示例的方式给出并且由附图来图示，在附图中：
图1A示出了根据本发明的筒状热保护护套的一区段的实施例的轴测图；
图1B示出了图1A的筒状热保护护套的替代实施例的轴测图；
图1C和图1D分别示出了图1B的替代实施例的纵向连结部的端视总体图和细节图；
图2是安装在土木工程结构的斜拉索系统上的具有根据本发明的热保护护套的热保护装置的透视图；
图3是具有热保护装置的图2的斜拉索系统的透视图，该热保护装置包括安装在锚具上的热保护盖和根据本发明的热保护护套，该热保护护套安装在从锚具延伸的一段伸展部分上并且还覆盖土木工程结构与拉索之间的交界区域；
图4是具有图3的热保护装置的斜拉索系统的纵向截面图；
图4A示出了根据图4的方向IVA-IVA的热保护护套的第三部分的相邻元件的截面图；
图5和图6是图4的局部放大图；
图7示出了筒状热保护盖的实施例的轴测图；
图8是图7的筒状热保护盖的纵向截面图；
图9是用于安装图7和图8的筒状热保护盖的可移除闭合带的透视图；
图10是安装在斜拉索锚具上的透明筒状热保护盖的透视图；
图11是在完成安装之后安装在斜拉索锚具上的热保护盖的透视图。
具体实施方式
如基于图1A的实施例示出的，热保护护套1形成在两端部处开口的管状形状的套筒。因此，管状热保护护套1由壁2形成，壁2由形成夹层的一些层组成。这些层形成复合隔离系统。优选地，各个的热隔离材料的层的厚度和尺寸（包括在形成护套时的直径）使得在相邻层之间存在接触。在此类配置中，这些层被堆叠成复合隔离系统的夹层状结构。因此，在管状热保护护套1的两端部处形成大的圆形开口3以允许对待保护的元件80的引入。护套1具有管状形状，其具有可以是圆形的或者非圆形的截面，非圆形的截面例如具有诸如卵形、椭圆形、矩形、方形、其它四边形的形状，或者更一般地讲，具有其它多边形形状。
在基于图1B示出的另一实施例中，管状热保护护套1还装配有一个或者若干纵向连结部4，一个或者多个纵向连结部4允许打开管状截面并且因此允许对已经安装的待保护的元件进行改装。为了不增加在纵向连结部4处的热保护系统的总体直径，优选地使形成重叠的材料交错，因此围绕系统的周界产生连续的材料厚度。例如，如在图1C和图1D中示出的，沿着连结部4，并且对于沿拉索50的方向延伸的护套1的两个纵向边缘，外层10、12和16一起形成第一台阶41并且内层18和20一起形成相对于第一台阶41偏移的第二台阶42。第一台阶41与第二台阶42之间的偏移的方向对于护套1的纵向边缘是相反的，从而通过将护套1的这两个纵向边缘邻接来实现纵向连结部4的形成，其中，这两个纵向边缘的形状因此是互补的并且可以利用接触装配在一起。
在示出的实施例中，复合隔离系统由五层组成，从复合隔离系统的最外层到最内层，在下文中称为第一层10、第二层12、第三层16、第四层18以及第五层20。
第一层10是由金属、金属类或者非金属材料形成的保护层，其优选地由反射材料（诸如镀铝的反射织物）制成。更一般地讲，该第一层10优选地具有反射热能的金属类外面。该第一外层10提供所述复合隔离系统的和所述筒状热保护护套1的外部层结构：其形成外覆盖件。优选地，这是为护套1的其余部分提供保护的保护性外覆盖件，尤其是抵抗机械损伤（诸如侵蚀或者磨损）和/或暴露于大气（诸如紫外线保护）的保护性外覆盖件。为了使套筒具有带两个开口端部的形状，关于其它层，第一（外）层10例如由通过缝合部14附接在一起的矩形零件形成以形成包围整个所述护套外部区域的覆盖件。
在实施例中，该第一层10（诸如镀铝的反射织物）用于反射热辐射，因此减少输入到复合隔离系统的后续内部层中的热能。该第一层10还用作热隔离。作为热保护护套1的被暴露的层，第一层10优选地是耐用的、防水的并且具有高抗撕裂性。
由于易受环境影响并且在安装期间暴露于操作，优选的是，纱缝合部14采用双缝合式织法（double stitched weave）以提供系统牢固性。而且，作为缝合部14的纱材料的优选组合物，人们可以选择不锈钢或者其它高温材料，诸如，玻璃纤维或者凯夫拉尔纤维、或者类似的高强度、高温材料、或者其任何混合物。
在一些情况下，可以省略第一层10：这特别是在另一外元件覆盖并且因此保护复合隔离系统时会发生。例如，可以通过其它装置来提供外部保护，即，例如，包裹热保护护套1的外管（在图1A和图1B中未图示），该外管可以是HDPE管或者钢管。
第二层12在第一层10下方形成层（或者当不存在层10时，该第二层12构成第一外层）。第二层12覆盖第一层10的内侧表面。该第二层12直接抵靠第一层10的内侧放置。优选地，利用缝合部14将第二层12双轴向互连缝合到第一层10。由此，第一和第二层10和12一起形成复合隔离系统的和管状保护护套1的外组件。更确切地说，第一层10由上面提到的具有两个端部的矩形零件形成，两个端部在周界交界部处重叠并且被缝合。因此，利用缝合部14单独地缝合第一层10。而且，第二层12具有与第一层10的布局类似的布局，用于第二层12的矩形零件的重叠端部的周向位置相对于第一层10的矩形零件的重叠端部的周向位置交错。第一层10和第二层12设置成使得经缝合的连接部是交错的，从而在相应缝合部的外部或者内部提供连续的覆盖。利用耐热线15来制成先前提到的缝合部14。
根据本发明，第二层12是由丝和纱组成的织物。这些纱可以是增强纱: 它们用于增强织物的丝。因此，第二层12基本上是主体连续丝织物。优选地，织物是高强度隔离织物。而且，优选地，织物是耐高温织物。因此，第二层12在复合隔离系统内引起聚和力（cohesion）。
优选地，所述丝主要由织物组成，优选地由矿物织物（例如，蛭石织物）组成。该第二层12用作高温增强织物，以便实现对热保护护套1的增加的热保护以及增加的总体强度。第二层12有助于复合隔离系统的结构完整性。
第三层16被放置成面向所述第二层12的内侧，第三层16由基本上纤维制成的热隔离层制成或者主要由该热隔离层形成。这些纤维优选地由矿物材料形成。优选地，所述第三层16的所述纤维由以下材料中的任何材料制成：陶瓷、玻璃或者其它矿物材料。因此，所述热隔离层优选地为陶瓷棉、玻璃棉或者任何类似的材料。该第三层16优选地形成棉制热隔离层，该棉制热隔离层具有纤维，该纤维可以是矿物或者玻璃组合物，这种矿物或者玻璃组合物具有相对于所需要的热保护级别的总体积密度。第三层16覆盖第二层12的所有内侧表面。该第三层16直接抵靠第二层12的内侧放置。
在实施例中，第三层由纤维陶瓷棉形成，该纤维陶瓷棉增强了热隔离属性，具有低的热导率。
在优选实施例中，所述第三层16在200℃时具有等于或者低于0.08 W/m.℃的热导率，并且优选地，在200℃时具有等于或者低于0.06 W/m.℃的热导率。在优选实施例中，所述第三层16在200℃时具有包括在0.04与0.07 W/m.℃之间的热导率。优选地，所述第三层16在400℃时具有等于或者低于0.15 W/m.℃的热导率，并且优选地，具有等于或者低于0.1W/m.℃的热导率。在优选实施例中，所述第三层16在400℃时具有包括在0.05与0.15 W/m.℃之间的热导率。优选地，所述第三层16在800℃时具有等于或者低于0.3 W/m.℃的热导率，并且优选地，具有等于或者低于0.2 W/m.℃的热导率。在优选实施例中，所述第三层16在800℃时具有包括在0.15与0.3 W/m.℃之间的热导率。优选地，所述第三层16在1000℃时具有等于或者低于0.5 W/m.℃的热导率，并且优选地，具有等于或者低于0.3 W/m.℃的热导率。在优选实施例中，所述第三层16在1000℃时具有包括在0.2与0.5 W/m.℃之间的热导率。
在实施例中，所述第三层16包括限定分开的隔室的封套，隔室填充有所述纤维。例如，所述隔室是经十字法缝合的袋状物。第三层16的这种枕状处理（pillowing）有助于耐久性，并且允许该第三层的隔离保持更好的刚性，以便防止热保护护套1在处理和安装期间发生折叠或者起皱。
优选地，复合隔离系统包括第四层18，第四层18覆盖第三层16的内侧，具有微孔热隔离材料。该微孔热隔离材料（诸如，微孔硅酸钙材料）形成高温热隔离屏障。
优选地，所述第四层18在400℃时具有等于或者低于0.035 W/m.℃的热导率，并且优选地，具有等于或者低于0.03 W/m.℃的热导率。在优选实施例中，所述第四层18在400℃时具有包括在0.025与0.035 W/m.℃之间的热导率。优选地，所述第四层18在600℃时具有等于或者低于0.05 W/m.℃的热导率，并且优选地，具有等于或者低于0.04 W/m.℃的热导率。在优选实施例中，所述第四层18在600℃时具有包括在0.035与0.05 W/m.℃之间的热导率。优选地，所述第四层18在800℃时具有低于或者等于0.1 W/m.℃的热导率，并且优选地，具有等于或者低于0.07 W/m.℃的热导率。在优选实施例中，所述第四层18在800℃时具有包括在0.04与0.1 W/m.℃之间的热导率。
该第四层18直接抵靠第三层16的内侧放置。第四层18覆盖第三层16的所有内侧表面。
在实施例中，所述第四层18包括限定分开的隔室的封套，隔室填充有所述微孔热隔离材料。例如，所述隔室是基于热保护护套1的尺寸要求的预定尺寸的经十字法缝合的袋状物。
在实施例中，所述微孔热隔离材料包括二氧化硅和/或硅酸钙和/或硅酸铝。优选地，所述微孔热隔离材料包括火成二氧化硅。
在实施例中，所述微孔热隔离材料包括颗粒。此类颗粒优选地由或者基本上由二氧化硅和/或硅酸钙和/或氧化铝制成。
在实施例中，所述复合隔离系统是疏水的。在实施例中，所述第四层18是疏水的。
第三层16在第四层18与第二层12之间的间隔处形成可延展板。
优选地，所述第三层16和所述第四层18例如由中间层缝合部14彼此附接。取决于所述热保护护套1的总尺寸，对于第三层16和第四层18两者可能有必要使用多个板，由此需要在每个相应层16和18的周界交界部上的若干位置处重叠这些板的边缘。沿着周界进行交错地重叠实现了热保护效率的增加。实现重叠所采用的方式应该使得没有保有过剩材料，从而产生如图1所示的紧密装配的叠置层结构。
实施交错构建技术以便使织物层交叉连接以包封周界交界部并且交错设置在后续层之间。此类方法对于如下情况是优选的：消除在堆叠的层10、12、16、18之间以及在堆叠的层10、12、16、18之中的每对相邻层的交界部处形成热传送的可能性。
如在图1中示出的，在实施例中，第五层20被用作复合隔离系统中的内层。此类第五层20抵靠第四层18的内侧放置。此类第五层20是耐用层。优选地，所述第五层20包括玻璃织物。此类第五层20提供对所述第四层18的必要的保护，因为护套的制造、处理和安装会导致结构层损伤。
在实施例中，第五层20在形成所述复合隔离系统的织物层与管80之间形成交界层。优选地，所述管80由热塑性材料（例如聚乙烯）制成。在实施例中，所述管80提供高抗拉钢拉索50（例如斜拉索）的外包围件，该外包围件为高抗拉钢拉索50（例如，斜拉索）提供必要的安装空间和机械保护。拉索50可以或者是实心元件或者由一组平行的或者绞合的线材或围绕芯线材螺旋地缠绕的线材所制成的绞线组来组成。在这种情况下，如在图1A和图1B中示出的，所述管80被放置在拉索50的所述伸展部分与热保护护套1之间。在另一实施例中，所述管80是斜拉索的组成部分，例如，通过在其制造期间被挤制到预制造的斜拉索上或者在所述管80与拉索50之间具有空间，此类空间填充有灌浆材料，例如油脂、蜡或者水泥浆。在不需要提供安装空间的另一实施例中，可以省略所述管80，并且使第五层20与拉索50直接相邻。
在实施例中，热保护护套1的（或者下面所描述的热保护盖5的）复合隔离系统包括至少四个热隔离层，其中，至少一层形成外层并且包括反射织物，一层包括高强度热织物，一层包括基于纤维棉的热隔离层，以及一层包括经粉末填充的柔性袋状板。
在另一实施例中，热保护护套1的复合隔离系统包括至少三个热隔离层，其中，至少一层包括高强度热织物，一层包括基于纤维棉的热隔离层，以及一层包括经粉末填充的柔性袋状板。
已经根据ISO 834（1975）“耐火测试——建筑构造的元件”测试了此类热保护护套1。ISO 834:1975标准建立了承受标准热负载条件的建筑部件的耐火性。已经在将根据本发明的热保护装置安装成套在定位在混凝土基体中的应力拉索的锚端上之后测试了根据本发明的热保护装置。已经根据在ISO 834:1975标准中示出的温度曲线成功地实施了这些测试，在120分钟后，温度曲线达到1050℃的环境温度。而且，已经依照在欧洲标准EN 1991-1-2章节3.2.3中引用的碳氢化合物曲线（即，在30分钟之后，温度达到1100℃），使用包括护套和盖的热保护装置成功地实施了其它更剧烈的测试。
筒状热保护护套1，并且更一般地讲，复合隔离系统，还用于针对其它热源进行保护，其它热源诸如环境影响：暴露于阳光直射、来自除了火之外的其它源的任何环境温度变化。
图2至图6描述了形成用于保护长形结构元件的一部分的套筒的热保护护套60，该长形结构元件形成张紧拉索50，例如，斜拉索。
在该示例中，在优选实施例中，由先前所描述的防火层（可选地，第一层10、第二层12、第三层14、第四层16以及可选地第五层18）制成的夹层状复合热隔离系统在斜拉索的关键元件可能暴露于起火事件的区域中保护斜拉索的关键元件。使用形成有所述夹层状复合热隔离系统的热保护护套60，可以获得对张紧拉索50的部分的合适的热保护，这些部分包括：导向管55、导向系统70、偏差器或者阻尼器72、以及作为锚具52的一部分的其它部件（见图4至图6）。
在图2至图5中，热保护盖5在其覆盖固定到土木工程结构的负载传递墩座（abutment）（例如，桥面板100的鼓出部（blister）或者板51）的锚具52时在左侧处可见，并且热保护护套60从负载传递构件的另一侧使对张紧拉索50的热保护延伸。
为此，热保护护套60和热保护盖5由夹层状复合热隔离系统形成。即，如先前相对于热保护护套1或者60描述的，热保护护套60可能包含被叠置的第一层10、第二层12、第三层14和第四层16，并且热保护护套60包裹从锚具52延伸的张紧拉索50的一段伸展部分。
在图2中，通过形成混凝土基体的一部分的鼓出部或者板51来将张紧拉索50安装在桥面板100上。锚具52（张紧拉索端部）和热保护盖5在桥面板100下方延伸。张紧拉索50的伸展部分和护套60在桥面板100上方延伸。替代性地，拉索锚具52还可能定位在桥面板100上方并且借助于钢或者混凝土元件（诸如板51）连接至桥面板100并且从桥面板100向上突出：在这种情况下，拉索50的端部部分、热保护护套60以及盖5相对于它们在图2中的位置向上偏移。
在如图4所示的说明性的和优选的实施例中，热保护护套60包括三个部分61、62、63。更确切地说，所述护套60具有三个部分，包括：用于覆盖靠近锚具52的一段长形结构元件的具有第一直径的第一筒状部分61、成形为截头锥体并且从第一筒状部分61以直径减小的方式延伸的第二部分62、以及具有小于第一直径的第三直径的第三筒状部分63。在一些情况下，如果相应区域不暴露于起火事件，则省略三个部分61、62、和63中的任何一个部分。
第一部分61形成围绕一段张紧拉索50的封套，该一段张紧拉索50从锚具52延伸并且容纳在导向管55内部，导向管55在结构51内部形成空隙。在实施例中，导向管装配有凸缘55a （见图5）以支撑部分62和63以及拉索组件的其它可能元件（诸如，导向器（图5的导向系统70）和阻尼器（诸如图5的阻尼器72））的重量。导向管55的尺寸被设计成使得允许拉索50的横向运动，并且第一部分61的尺寸被设计成使得装配成套在凸缘55a上。为到达该目的，在第一部分61的内面和导向管55的外面之间存在筒状空间61a。第一部分61优选地具有恒定的内部直径。在靠近锚具52的第一部分61的端部处，第一部分61牢固地安置在混凝土板51（坯台（slab）或者墩座）上。在第一部分61的与锚具52相对的端部处，第一部分61形成用于与第二部分62连接的向内凸缘66。可选的刚性筒状外覆盖件73（例如由钢制成并且可能的话由两个相组装的半壳形成）可为第一部分61提供附加的保护和耐久性（见图4）。
在优选实施例中，形成第一部分61的复合隔离系统包括四个层，该四个层是如先前所描述的第二层12、第三层16、第四层18以及第五层20。在这种情况下，优选地，第一部分61优选地由所述外覆盖件73覆盖。
第二部分62是围绕拉索50的安装有导向或者阻尼装置的区段的封套：第二部分62的尺寸被设计成使得其不妨碍导向系统70。这通过在第二部分62的内面与导向系统70的外面之间提供环形空间62a来实现。第二部分具有从第一部分61的内部直径（第一直径）增加到第三部分63的内部直径（第三直径）的可变内部直径。导向系统70可以具有若干可能的配置和功能，诸如，仅捆绑拉索50并且附接到拉索50，但却相对于导向管55自由运动（见图6），或者通过相对于拉索50和导向管55固定来对拉索50进行导向（未示出），或者作为固定在拉索与导向管55之间的刚性或者半刚性导向器或者阻尼器72的一部分（见图5）。而且，形状采用截头锥体的外刚性壳64覆盖第二部分62以提供第二部分62的耐久性和保护。
在优选实施例中，形成第二部分62的复合隔离系统包括五个层，该五个层是如先前所描述的第一层10、第二层12、第三层16、第四层18以及第五层20。在另一优选实施例中，形成第二部分62的复合隔离系统包括四个层，该四个层是如先前所描述的第二层12、第三层16、第四层18和第五层20。
第三部分63通过按照具有或者不具有标称间隙的靠近或者紧靠方式围绕拉索50的外管80放置来包围拉索50的一段伸展部分。因此，第三部分包裹部的直径使得内直径与拉索50的外面的外直径相同或者略大于拉索50的外面的外直径。在第三部分63与管80之间可能存在纵向于拉索50的相对运动，这允许在安装或者维护操作期间以及在变化的轴向拉索负载下的拉索50的纵向变形期间发生滑动。如在图6中示出的，第三部分63可以由附接在一起的多个连续部分形成。实际上，该第三部分63可以具有小的或者大的长度，该长度的范围优选地长达50米，并且更优选地，长达20米，以及优选地，该长度范围长达10米，尤其是大约为1米到10米。因此，通过随后连接多个部分单元来实现重要的长度。
在另一优选实施例中，形成第三部分63的复合隔离系统包括四个层，该四个层是如先前所描述的第二层12、第三层16、第四层18以及第五层20。在这种情况下，优选地，第三部分63优选地由可能由管形成的外覆盖件75（HDPE或者钢）覆盖，外覆盖件75可以为第三部分63提供附加的保护和耐久性（见图4）。还可以在形成第三部分63的复合隔离系统中存在第一层10的情况下使用该可选的刚性筒状外覆盖件75。
通过重叠拼接连结部71来实现在第一部分61与第二部分62之间的连接（见图5）。更确切地说，第一部分61的和第二部分62的复合隔离系统都具有在交界部处叠置的端部部分。为了适应在拉索50与导向管55之间并且因此还在第一部分61与第三部分63之间的相对运动，按照允许柔性的方式来制造第二部分62。在优选实施例中，通过在第二部分62的形状中提供足够的几何余量（slack）来实现该操作。类似的拼接布置结构用于第二部分62与第三部分63之间的连接。优选地，如在图5和图6中可以看到的，在第二部分62的与第三部分63的接合处放置隔离支撑板65：其支撑外覆盖件64并且减少从该覆盖件64到拉索50的热量传送。优选地，支撑板65安置在间隔管上，间隔管进而或者安置在导向器70上或者安置在导向管凸缘55a上。
优选地，第一部分61和第二部分62的总长度等于或者小于护套60的总长度的75％。
在又一实施例中，护套60的第一部分61、第二部分62和第三部分63之中的至少一个部分由以可逆的方式组装在一起的两个半壳形成。优选地，第二部分62和第三部分63两者由两个半壳形成。采用两个部分的此类配置允许容易地安装在先前已存在的安装好的张紧拉索50上，并且还有助于实现对包裹在复合隔离系统内的张紧拉索50的设备进行控制和维护的可能性。
此类配置，并且尤其是夹层状复合隔离系统和材料的柔性，允许热保护护套60并且特别是其第三部分63发生可能的挠曲变形以适应由于以下情况导致的拉索50的垂度变化：轴向拉索力的变化或者由于改变的横向负载（诸如风阻力）导致的其变形排布的变化、或者由以如下情况导致的振动：由于风力作用引起的拉索激振或者通过与结构的由波动负载或者其它外部作用造成的振动相耦合而引起的激振。可以通过在第三部分63的各个元件之间提供柔性连结部来实现护套60的附加挠曲变形。这是与在第一和第二部分61、62之间的拼接布置结构71类似的连结部，并且按照如针对纵向连结部4描述的类似方式利用交错重叠部来实现，从而沿着系统的长度产生连续的材料厚度。例如，如在图6中示出的，沿着连结部76，外层10、12和16一起形成第一台阶761，并且内层18和20一起形成第二台阶762，该第二台阶762相对于第一台阶761轴向偏移。第一台阶761与第二台阶762之间的偏移的方向对于护套1的横向边缘是相反的，以使得通过使护套60的第三部分63的相邻一对单独的元件的这两个末端邻接来实现轴向连结部76的形成。因此，这些端部边缘的形状是互补的并且能够利用接触装配在一起，这为整个第三部分63提供了壁的连续厚度。而且，其为第三部分63的相邻元件提供了拼接连接，因此，防止了在第三部分63的两个相邻元件的交界部处的热传送。
而且，通过允许护套60的第三部分63借助于在交界部处滑动而相对于拉索50沿纵向方向运动，拉索50在变化的轴向拉索负载下保持自由地纵向变形。此类负载变化会例如由桥梁上交通负载、温度和其它外部负载变化而导致。
已经计算和测试出的是，根据本发明的复合隔离系对于小于50毫米的厚度并且尤其是在20与40毫米之间的厚度允许热导率在800℃时低于或者等于0.11 W/m.℃。对于根据本发明的复合隔离系统，可以获得在800℃时等于或者小于0.10 W/m.℃，或者甚至等于或者小于0.09 W/m.℃的热导率。在优选布置结果中，对于根据本发明的复合隔离系统，可以获得在800℃时在从0.06 W/m.℃到0.11 W/m.℃范围内的热导率。 而且，这些测试和计算表明，利用根据本发明的此类薄的复合隔离系统，导热性能在其它工作温度时也达到非常好的效果。值得注意的是，在200℃时，根据本发明的复合隔离系统允许热导率低于或者等于0.01 W/m.℃，低于或者等于0.009 W/m.℃，并且甚至低于或者等于0.0085 W/m.℃，优选地，在从0.006 W/m.℃到0.01 W/m.℃的范围内。在400℃时，根据本发明的复合隔离系统允许热导率低于或者等于0.022 W/m.℃，低于或者等于0.02 W/m.℃，并且甚至低于或者等于0.018 W/m.℃，优选地，在从0.011 W/m.℃到0.022 W/m.℃的范围内。在600℃时，根据本发明的复合隔离系统允许热导率低于或者等于0.084 W/m.℃，低于或者等于0.08 W/m.℃，并且甚至低于或者等于0.075 W/m.℃，优选地，在从0.045 W/m.℃到0.084 W/m.℃的范围内。对于1100℃的更高温度，根据本发明的复合隔离系统允许热导率低于或者等于0.17 W/m.℃，并且甚至低于或者等于0.15 W/m.℃，优选地，在从0.10 W/m.℃到0.17 W/m.℃的范围内。
而且，通过先前所描述的夹层状复合隔离系统和所使用的材料，护套1或者60具有通过以下等式给出的每单位长度的最大重量Wmax：
Wmax=K x D[kG]/[m2]
其中，D为所述护套60的最小内径（单位：米），Wmax的单位为kg/m，并且因子K在20至30之间，优选地，在22至27之间，并且其可以为25。当护套60以如上面所描述的三个部分61、62和63的方式形成并且第三部分63具有是最小直径的第三直径时，D还明显地与拉索50的外直径对应（见图6）。对于护套60，每长度单位的最大重量Wmax的该值涉及第三部分63，因此，该第三部分63具有小的重量（约为1 Kg/m至10 Kg/m），其与拉索50的自身重量相比保持是小的，这有利地不会过度增加拉索垂度，并且因此不会过度增加拉索50的张紧力（如果第三部分63由拉索支撑）。
拉索50的变形排布或者垂度的任何变化将导致在拉索的伸展长度与刚性地连接到被支撑的或者周围的土木工程结构的元件（诸如，导向管55或者锚具52的端部）之间的参考点P处的旋转。参考点P例如与拉索50的绞线的固定点对应，该固定点被认为定位在图4的左侧的锚具52的终端端部面处。此类角旋转（图4中的角α）可以超过例如10 mrad，或者例如25 mrad，并且可以高达50 mrad，这取决于拉索的长度和土木工程结构的柔性。在离散部位处，例如，在邻近护套60的第二部分62的导向管55的出口处，任何角旋转α转化成横向于拉索的纵向方向的在拉索50的伸展长度部分与被支撑的或者周围的土木工程结构之间的相对位移，这需要通过提供例如第二部分62的形状上的几何余量来适应大的横向运动。
利用该配置，护套60可以适应拉索50的伸展部分的典型挠曲以及由在附接到拉索50的活动部分与附接到被支撑的或者周围的土木工程结构的固定部分之间的靠近锚具52的典型角旋转α引起的横向运动。而且，此类柔性对于拉索安装也是有利的，因为其允许装备有护套60的拉索50进行足够大的运动以进行容易地处理。优选地，该柔性使得所述护套60（或者护套1）可以被弯曲以使得限定具有约为2 m或者更大的半径R的圆弧。值得注意的是，所述护套60的柔性使得第三部分63可以被弯曲以使得限定具有约为2 m或者更大的半径R的圆弧（见图6）。而且，所述护套60的柔性使得当固定靠近锚具52的第二部分62的端部时，所述护套部分62可以适应横向于拉索50的纵向方向的位移，该位移等同于拉索的伸展部分在锚具的出口处至少50 mrad的角旋转α，其跟随拉索50的运动（见图4）。优选地，所述护套60（或者护套1）可以适应等于D的横向运动，其中，D为护套60（或者护套1）的内部直径，或者D为护套的最小内部直径。
如在图4中示出的，护套60形成热保护装置90，从柔性方面来说，热保护装置90可以被限定为具有固定部分91（护套的第一部分61）、用于横向运动的柔性部分92（护套60的第二部分62）以及用于弯曲的柔性部分93。
图4示出了拉索50的锚具52的端部部分，锚具52定位在混凝土板51的与拉索50的伸展部分相对的一侧上。锚具52的端部部分装配有提供机械保护和密封的端盖 53。该端盖53被包括在固定部分91中。在实施例中，并且如在图4中示出的，筒状热保护盖5还用于保护锚具52的端部部分及其盖53以抵抗起火或者其它热效应。在存在此类盖5的情况下，固定部分91还包括该热保护盖5。
如基于图7至图11的实施例示出的，筒状热保护盖5形成圆形截面的套筒，其在一端部处打开，而在另一端部处封闭。因此，筒状热盖5由筒状壁6和端壁7形成，筒状壁6和端壁7两者都具有形成夹层状壁的相同的叠置层。这些堆叠层形成复合隔离系统。因此，在筒状热保护盖5的端部处形成大的圆形开口8以允许对待保护的元件的引入。
在示出的筒状热保护盖5的实施例中，复合隔离系统等同于针对护套60描述的复合隔离系统，并且由五个层组成，从复合隔离系统的最外层到最内层，该五个层如先前提到的是第一层10、第二层12、第三层16、第四层18和第五层20。
在实施例中，第五层20在形成所述复合隔离系统的织物层与具有元件22的框架结构24之间形成交界层。优选地，所述框架结构24是金属框架或者陶瓷框架或者其组合。优选地，所述框架结构24具有沿着一段热保护盖5以及遵循热保护盖5的内周界放置的圆形环。作为一种选择，如在图4中图示的，所述框架结构24还包括彼此平行并且沿着热保护盖5的长度延伸的区段。
图8示出了在安装时用于长形结构元件的端部部分的完整热保护装置的横截面正视图，即，所述筒状热保护盖5和能够被捆绑在所述筒状热保护盖5的端部开口8周围的闭合带28。
优选地，在热保护盖5中，并且为了安装效率，金属框架24比复合隔离系统的筒状壁（层10、12、16、18和20）长。按照这种方式，对于用于附接金属框架24的工具，提供了接近平角支架22的方式。例如，将平角支架22制造成具有孔以允许进行机械固定（例如，利用螺栓）。
在实施例中，所述筒状热保护盖5与能够被捆绑在所述筒状热保护盖5的开口8周围的闭合带28一起使用。图9图示了在热保护装置完成安装（post-installation）的结束时填充空隙的可移除带28。更确切地说，形成在套筒的开口端部（由热组合系统形成）与框架的末端（连接元件22）之间的空间在完成安装时利用闭合带28闭合。在实施例中，第三层16和第五层20形成可移除带28的组成部分。26是形成连接细节的附接装置，以使得通过围绕框架24张紧来在完成安装时将可移除带28在热保护盖5上保持就位。在图3中示出的实施例中，在可移除带28的两个端部处放置两个带状区段29，其能够通过固定装置（环和钩、或者诸如Velcro系统（商标）的其它装置）连接在一起。还存在用作张紧机构的金属带26（图3）以作为捆绑带将可移除带28在热保护盖5周围保持就位。
带28的移除允许易于实施对热保护盖5的固定，因为平角支架22没有被复合隔离系统或者任何其它元件覆盖。
优选地，手柄30在热保护盖5的外表面处在第一层10之上使用，以有助于对热保护盖5的处理。为了实现牢固性，手柄是缝合到层10和12中的中间层。
如在图10和图11中示出的，用于长形结构元件的端部部分的热保护装置包括所述筒状热保护盖5，并且优选地，还包括具有加工孔的隔离板40。能够抵靠所述筒状热保护盖5的开口8放置所述隔离板40，所述孔面向所述开口8。在此类情况下，将金属框架24附接到隔离板40。在可能的实施例中，隔离板40是硅酸钙板。在图10和图11中，此类隔离板40被精密地加工并且被机械地固定（例如被栓接）到受保护的结构（即，混凝土板51），锚具52从混凝土板51向右延伸。
为了安装，金属框架24与已经固定的层20、18和16形成第一内组件。然后，围绕先前所附接的第一组件接合由第一层10和第二层12形成的一件式覆盖件：覆盖件（第一层10和第二层12）形成套在第三层16上滑动的独立套筒或者外组件。然后由金属框架和层20、18、16、12和10组成的整个组件被安装成套在待保护的长形结构元件的端部上。
热保护盖5可以根据应用的所需要的尺度来在尺寸上变动。作为示例，热保护装置具有在200毫米与1000毫米之间的外直径，尤其是具有约为500毫米的外直径，以及约为500毫米至2000毫米或者更大的长度。
而且，热保护盖5可以具有不同的形状，这取决于待保护的锚具40及其端盖52的形状、在锚具的位置处的可用空间、和/或取决于筒状热保护盖的复合隔离系统中使用的特定层。在图1和图2中，第一至第五层10、12、14、16、18和20具有带圆形截面的筒状壁，但是其它截面形状也是可能的，诸如卵形、椭圆形、矩形、方形、其它四边形、或者更一般地讲，其它多边形形状。
此类配置允许在新安装的和已经存在的土木工程结构上使用热保护护套60和热保护盖5以便进行设备的改装。
热保护护套60和可选的热保护盖5形成热保护装置90，热保护装置90为从锚具52延伸的张紧拉索50（或者其它任何结构长形元件）的一段（伸展部分和端部部分）的高级别热保护提供解决方案。通过耐受600℃或者更高（高达800℃、1000℃，以及在一些情况下，1200℃）的温度达超过30分钟的时间段（即，长达超过90分钟），该热保护护套60可以有效地保护张紧拉索50的被热保护护套60包裹的这部分。需要此类高级别的热保护以在张紧拉索的机械阻力被减小到临界点之前为起火应急响应小组的到达提供充足的时间，例如，在起火导致交通堵塞而交通堵塞延迟消防设施到达的存在交通荷载的桥上，并且此外，该热保护护套60提供了一种低重量解决方案，该方案允许减少在张紧拉索50上的额外重量，这限制了施加在张紧拉索50上以及总体构造上的附加负载，并且还允许对需要控制的张紧拉索50的部分进行维护，因为可以手动处理热保护护套60的需要取下的部分，并且此外，由热保护护套60的柔性，该热保护护套60不会妨碍拉索的自由运动。
因此，在本文中提出了一种长形结构装置，长形结构装置包括长形结构元件（诸如张紧拉索50，张紧拉索50在拉索50的（一个或多个）端部处具有至少一个锚具部分52（可能包括两个锚具部分））、以及至少一个热保护护套60，其中，所述筒状热保护护套60覆盖从锚固部分52延伸的拉索的长度。在可能实施例中，还存在覆盖所述锚具52的筒状热保护盖5。
优选地，长形结构元件是外部后张紧拉索或者斜拉索。
因此，在本文中，提出了如先前所描述的筒状热保护护套60在具有长形结构元件的土木工程结构中的使用，长形结构元件的端部靠近一个锚具52固定或者固定到一个锚固件52，其中，所述热保护护套60包裹靠近至少所述锚具52的一段所述长形结构元件。利用此类热保护护套60，获得了土木工程结构，其中，所述筒状保护护套60能够适应在所述长形结构元件（诸如拉索50）的伸展长度部分与刚性地连接到被支撑的或者周围的土木工程结构的元件之间的过渡部位处的横向运动，该横向运动等同于在锚具52（参考点P）处高达至少50 mrad的角旋转（α）。
在筒状热保护盖5的替代实施例中，复合隔离系统至少包括：
- 外部第一层，外部第一层具有保护性外侧，
- 第二层，第二层覆盖所述外部第一层的内侧，所述第二层是由丝和增强纱制成的织物，以及
- 第三层，第三层覆盖第二层的内侧并且包括基本上由纤维制成的热隔离层，
其中，至少两个层缝合在一起。
优选地，至少将所述第一和第二层缝合在一起。优选地，将第一和第二层作为一对缝合在一起。在优选实施例中，第一和第二层之间的缝合部是经双轴向互连缝合的以形成用于热保护盖的牢固外封套。
作为变型，将第一、第二和第三层全部互连缝合。
根据筒状热保护盖5的优选实施例，所述复合隔离系统还包括第四层，第四层覆盖第三层的内侧并且包括微孔热隔离材料。
此类第四层具有低的热导率，因此形成高温热隔离屏障，同时增加了形成筒状热保护盖的复合隔离系统的结构完整性。优选地，该第四层是柔性微孔层。优选地，该第四层包括颗粒。
根据筒状热保护盖5的优选实施例，所述复合隔离系统还包括第五层，第五层覆盖第四层的内侧。优选地，该第五层附接到第四层。优选地，该第五层包括结构层。
此类第五层形成耐用的保护层，该保护层在处理筒状热保护盖期间向第四层提供附加的保护，尤其是机械保护。优选地，将第五层缝合到第四层。
根据优选实施例，所述筒状热保护盖还可包括框架，框架放置在所述复合隔离系统内并且附接到所述复合隔离系统。优选地，该框架是金属框架。替代性地，该框架由陶瓷材料或者由复合材料制成。尤其需要此类框架来使形成复合隔离系统的夹层结构的机械完整性得到稳定，特别是对于大尺寸的盖，针对大尺寸的盖，复合隔离系统的柔性对于在特定定向的应用中的盖引起不稳定形状。
利用框架（诸如钢框架），将复合隔离系统的热复合层永久地固定到刚性框架，通用结构配件提供持久的刚性。此类框架还有助于将筒状热保护盖安装并且固定到待保护的长形元件或者长形元件的端部上。
本发明还涉及将此类热保护盖用于对长形结构元件进行热保护。此类长形结构元件例如用作向土木工程结构提供强度和机械负载阻力的元件。根据本发明的此类热保护盖可以用于对任何长形或者柱状承载结构或者包括任何承拉构件（包括后张紧钢筋束和斜拉索）的任何柱状支承构件的端部部分及它们的锚具的热保护。
具体地，本发明涉及将此类热保护盖用于对后张紧拉索锚具的或者斜拉索锚具的或者地锚的端部部分进行热保护。
作为可能的应用（未示出），热保护盖5可以覆盖张紧拉索的锚固元件，或者更一般地讲，覆盖长形承拉元件的锚固元件，该长形承拉元件的端部部分嵌入在混凝土结构中。所述长形承拉元件可以例如是用于向所述混凝土结构施加预压缩力的预应力拉索以便控制如若不然在施加外部负载或者变形的情况下在混凝土结构中出现的不期望的抗拉应力。在一个实施例中，所述混凝土结构可以例如是在平面图中具有圆形形状的围护结构，该围护结构用于容纳向围护结构施加正内部压力的物质，并且因此引起抗拉环向应力，该抗拉环向应力进而通过借助于嵌入的预应力拉索向混凝土结构施加预压缩来补偿。这种围护结构例如是液化天然气储罐或者核电站中的安全壳的一部分。考虑到预应力拉索对此类围护结构的总体结构安全性的重要性，常常实施常规检查或者力测量，这需要移除热保护盖。由于锚固元件的高度在地面上方或者锚固元件的受限的空间，所以常常难以接近锚固元件的位置。因此，所期望的是，此类热保护盖5是轻质的以允许对它们的手动处理。在此类情况下，例如，需要热保护盖以保护锚具免受在涉及电气设备、焊接或者其它热源的维护干预期间引起的起火的影响，其由于禁闭条件以及可能存在燃料、油脂或者在维护干预期间使用的其它产品形式的碳氢化合物而会快速地发展到非常高的温度。
在热保护盖5的另一应用中（未示出），热保护盖5覆盖张紧拉索的锚固元件，或者更一般地讲，长形承拉元件，该长形承拉元件的端部嵌入在土壤中并且嵌入在覆盖土壤的一部分的混凝土元件中。该布置结构形成地锚。该地锚在一端部上例如借助于机械互锁或者通过水泥注入的结合方式锚固在土壤中或者岩石中，并且其在相对端部上的锚固元件抵靠混凝土结构来安置。该布置结构允许将地锚抵靠该结构预紧，并且因此通过引入的锚固力来限制和控制该结构的运动。由于土壤的固结或者运动，此类地锚需要对锚固元件进行常规干预以达到检查或者测量剩余的锚固力的目的。因此，热保护盖5必须是轻质的，以便在由于它们的高度在地面上面而导致的通常暴露并且难以接近的位置中进行这些干预期间允许对热保护盖5的手动处理。在以下情况下通常需要热保护盖5：锚固元件定位成邻近道路、铁路、船道、或者运载燃料或者有效负载形式的大量碳氢化合物的车辆、船舶或者火车所使用的其它交通路线，以便保护高负载的锚固元件免受意外或者故意导致的起火的影响。
而且，此类配置允许将根据本发明的热保护盖5使用在已经存在的土木工程结构上以便对设备进行改装。
因此，在本文中提出了在具有长形结构元件的土木工程结构中使用如先前所描述的筒状热保护盖5的用途，长形结构元件使其端部固定在锚具处，其中，所述热保护盖5包裹所述长形结构元件的端部，从而形成所述锚具的一部分。
筒状热保护盖5，并且更一般地讲，复合隔离系统还用于针对其它热源进行保护，其它热源诸如环境影响：暴露于阳光直射、来自除了火之外的其它源的任何环境温度的改变。
因此，在本文中提出了用于结构元件的端部终止处并且尤其是用于后张紧钢筋束、斜拉索或者地锚等的端部锚具的热保护的筒状防火盖。此类盖形成待安装成套在锚具/管上的覆盖件，尤其是套在锚具端部或者管端部上的覆盖件。该盖具体可以用作对由高抗拉强度钢或者其它高抗拉材料制成的任何结构长形元件的端部的热保护。
附图中使用的附图标记
1 热保护护套
2 墙
3 开口
4 连结部
41 第一台阶
42 第二台阶
5 筒状热保护盖
6 筒状壁
7 端壁
8 开口
10 外部第一层（金属外面）
12 第二层（由丝和增强纱制成的织物）
14 缝合部
15 耐热线
16 第三层（具有纤维的热隔离层）
18 第四层（微孔热隔离材料）
20 第五层（结构层）
22 平角支架
24 框架
26 附接装置（金属带）
28 闭合带（捆绑件）
29 附接方法（带状区段）
30 手柄
40 隔离板
50 张紧拉索
51 混凝土板
52 锚具
53 端盖
55 导向管
55a 凸缘
60 热保护护套
61 第一部分
61a 筒状空间
62 第二部分
62a 环形空间
63 第三部分
64 外覆盖件
65 隔离支撑板
66 向内凸缘
70 导向系统
71 拼接连结部
72 阻尼器
73 外壳
75 外覆盖件
76 连结部
761 第一台阶
762 第二台阶
80 管
90 热保护装置
91 固定部分
92 用于横向运动的柔性部分
93 用于弯曲的柔性部分
100 面板
P 参考点
α 变形护套的旋转角
R 变形护套的半径。
Claims (35)
1.一种用于覆盖一段长形结构元件（50）的筒状热保护护套（1；60），包括夹层状复合隔离系统（10、12、16、18、20），所述夹层状复合隔离系统（10、12、16、18、20）在800℃时具有低于或者等于0.11 W/m.℃的热导率并且具有小于50毫米的厚度。
2.根据权利要求1所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述护套（1、60）具有由以下等式给出的每单位长度的最大重量Wmax：
Wmax=K×D，
其中，K在20至30之间，D为所述护套（1；60）的最小内直径（单位：m），并且Wmax的单位为Kg/m。
3.根据权利要求1或2所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述护套（1；60）具有在20与40毫米之间的厚度。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述护套（1；60）能够适应等于D的横向运动，其中，D是所述护套（1；60）的内部直径。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述护套（1；60）的柔性使得所述护套（1；60）能够被弯曲从而限定具有约为2 m或者更大的半径的圆弧。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的筒状热保护护套（60），其中，所述护套（60）具有三个部分，包括：第一筒状部分（61），所述第一筒状部分（61）具有第一直径，用于覆盖靠近锚具的一段长形结构元件；第二部分（62），所述第二部分（62）成形为截头锥体并且从所述第一筒状部分以直径减小的方式延伸；以及第三筒状部分（63），所述第三筒状部分（63）具有小于所述第一直径的第三直径。
7.根据前一权利要求所述的筒状热保护护套（60），其中，所述护套（60）的至少一个部分由以可逆的方式组装在一起的两个半壳形成。
8.根据前述两项权利要求所述的筒状热保护护套（60），其中，第二部分（62）和第三部分（63）两者均由两个半壳形成。
9.根据权利要求5所述的筒状热保护护套（60），其中，所述第一和第二部分的总长度等于或者小于所述护套（60）的总长度的75％。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述复合隔离系统至少包括：
- 第二层（12），所述第二层（12）是由丝和增强纱制成的织物，以及
- 第三层（16），所述第三层（16）覆盖所述第二层（12）的内侧并且包括基本上由纤维制成的热隔离层。
11.根据前一权利要求所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述复合隔离系统（20）还包括具有保护性外侧的外部第一层（10），所述第二层（12）覆盖所述外部第一层（10）的内侧。
12.根据前一权利要求所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第一层、所述第二层和所述第三层（10、12、16）之中的至少两个层缝合在一起。
13.根据权利要求10所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第三层（16）在1000℃时具有低于0.55 W/m.℃的热导率。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第三层（16）包括限定分开的隔室的封套，所述隔室填充有所述纤维。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第三层（16）的所述纤维由以下材料中的任何一种制成：陶瓷、玻璃或者矿物成分。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述复合隔离系统还包括第四层（18），所述第四层（18）覆盖所述第三层（16）的内侧并且包括微孔热隔离材料。
17.根据前一权利要求所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第四层（18）在800℃时具有低于0.1 W/m.℃的热导率。
18.根据权利要求16或17所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第四层（18）包括限定分开的隔室的封套，所述隔室填充有所述微孔热隔离材料。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述微孔热隔离材料包括颗粒。
20.根据权利要求16至19中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述微孔热隔离材料包括二氧化硅和/或硅酸钙和/或氧化铝。
21.根据权利要求16至20中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第四层（18）是疏水的。
22.根据权利要求16至21中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述复合隔离系统还包括覆盖所述第四层（18）的内侧的第五层（20），所述第五层（20）附接到所述第四层（18）并且包括结构层。
23.根据前一权利要求所述的筒状热保护护套（1；60），其中，所述第五层（20）包括玻璃织物。
24.一种热保护装置，所述热保护装置包括根据权利要求1至23中的任一项所述的筒状热保护护套（1；60）、以及具有筒状壁（6）和封闭端壁（7）的筒状热保护盖（5），所述筒状壁（6）限定用于引入长形元件的端部的开口，所述筒状壁（6）和所述端壁（7）包括与所述筒状热保护护套（60）相同的夹层状复合隔离系统。
25.根据前一权利要求所述的热保护装置，其中，所述热保护盖（5）还包括框架（24），所述框架（24）放置在所述复合隔离系统内并且附接到所述复合隔离系统。
26.根据权利要求25所述的热保护装置（90），包括根据权利要求14所述的筒状热保护护罩（1；60），并且其中，所述框架（24）附接到所述热保护盖的所述复合隔离系统的所述第四层（18）。
27.根据权利要求25和26中的任一项所述的热保护装置（90），其中，所述框架（24）是金属框架或者陶瓷框架。
28.根据权利要求24至27中的任一项所述的热保护装置（90），以及隔离板（40）具有孔，所述隔离板（40）能够抵靠所述筒状热保护盖（5）的开口（8）放置，所述孔面向所述开口（8）。
29.一种长形结构装置，包括：张紧拉索（50），所述张紧拉索（50）具有伸展部分以及在所述拉索的端部处的至少一个锚具部分（52）；以及根据权利要求1至23中的任一项所述的至少一个热保护护套（1；60），其中，所述筒状热保护护套（1；60）覆盖从所述锚具部分（52）延伸的一段伸展拉索。
30.根据权利要求29所述的长形结构装置，其中，所述长形结构装置还包括包裹所述热保护护套（1、60）的外覆盖件（73、64、75）。
31.根据权利要求29所述的长形结构装置，其中，所述长形结构装置还包括覆盖所述锚具部分的筒状热保护盖（5），所述筒状热保护盖（5）具有筒状壁（6）和封闭端壁（7），所述筒状壁（6）限定用于引入所述锚具部分（52）的开口，所述筒状壁（6）和所述端壁（7）包括与所述筒状热保护护套（1；60）相同的夹层状复合隔离系统。
32.根据权利要求29所述的长形结构装置，其中，所述张紧拉索是外部后张紧拉索。
33.根据权利要求29所述的长形结构装置，其中，所述张紧拉索是斜拉索。
34.一种具有长形结构元件的土木工程结构，所述长形结构元件使其端部固定到锚具，其中，根据权利要求1至23中的任一项所述的热保护护套（1；60）包裹靠近所述锚具（52）中的至少一个的一段所述长形结构元件。
35.根据权利要求34所述的土木工程结构，其中，所述筒状保护护套（1；60）能够适应在所述长形结构元件的所述伸展长度部分与刚性连接到被支撑的或者周围的土木工程结构的元件之间的过渡部位处的横向运动，所述横向运动等同于在所述锚具处的高达至少50mrad的角旋转（α）。
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