CN110004752B - 一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索及其加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于属于桥梁技术领域，具体涉及一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索及其加工装置，包括索股、护套管和聚脲保护层，聚脲保护层设置护套管外层，护套管空套设置在索股外表面，索股两端外表面通过索箍夹紧，护套管外表面缠绕设置有螺旋线。设置由聚脲材料制成的防护层和护套管外表面螺旋线，提高抗风雨激振能力，使用寿命长，同时降低护套的风阻系数，降低拉索的横桥向风载，提高桥梁受力稳定性，空套安装的护套管便于钢绞线或钢丝的更换，聚脲涂层的连续旋转加工，聚脲涂层厚度均匀，质量稳定，生产效率高。
Description
技术领域
本发明属于属于桥梁技术领域，具体涉及一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索及其加工装置。
背景技术
以往在斜拉桥体系中的夹片式群锚拉索最外一层防护主要由HDPE材料的护套管进行保护。由于HDPE材料属于塑料型材料，制造过程需要造粒、挤塑等工艺，过程中必定拥有残余应力，在阳光紫外线照射共同作用下，很快就容易产生裂纹，随着光照时间的增加，裂纹逐渐扩大，最后演变为HDPE护套断裂，导致夹片式群锚拉索外层防护彻底失效，直接影响整个夹片式群锚拉索体系的使用寿命。
与此同时，随着大跨径斜拉桥的需求增多，越来越多超长的斜拉索将会被设计应用，拉索越长，各种类型振动就越明显，极端情况下的振动直接导致拉索的损坏。风雨激振就是典型的一种破坏振动形式，而产生风雨激振的主要原因就是雨线的形成，目前抑制风雨激振的有效控制手段就是在HDPE护套管表面增加螺旋线凸筋来阻断雨线的形成。通过拉索的HDPE护套风载性能实验中得出，如果在HDPE护套管表面增加螺旋线凸筋又会导致拉索的风阻系数增加，根据《公路桥梁抗风设计规范》JTG-T-D60-01-2004横桥向风载计算得出：拉索受到的横桥向载荷与风阻系数成线性正比关系，随着拉索的风阻系数增加就会导致拉索的横桥向风载线性增加，这不仅直接影响拉索原设计受力状态下的使用寿命，甚至还影响整个桥梁的受力结构稳定性。因此在大跨径斜拉桥拉索设计时，既要保证抗风雨激振的螺旋线抑制措施，又要保证较低的风阻系数是两个相互矛盾的东西，需要拉索设计者做出慎重的考虑。为了解决了HDPE套管容易开裂的问题，现有技术通常在HDPE外护套管设置聚脲防护涂层结构，如中国专利CN105088943A，公开了一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索，各种钢丝拉索的外层或是有单层或双层HDPE套管，或是在单层或双层HDPE套管的外层还涂覆有一层聚脲防护涂层Ⅲ构成具有多重保护的填充或涂覆有聚脲防护材料的钢丝拉索，但该结构仍存在一定问题，HDPE套管上未设置抗风雨激振的螺旋线，HDPE护套表面涂覆聚脲涂层后的风阻系数变化没有做出相应的研究，且聚脲防护层制作生产方法不明确，聚脲涂层的厚度误差较大，生产浪费率较高。
发明内容
本发明提供一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索及其加工装置，设置由聚脲材料制成的防护层和护套管外表面的螺旋线，提高抗风雨激振能力，使用寿命长，空套安装的护套管便于钢绞线或钢丝的更换和聚脲涂层的连续旋转加工，聚脲涂层厚度均匀，质量稳定，材料利用率高。
本发明的技术方案如下：一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索，包括索股、护套管和聚脲保护层，聚脲保护层设置所述护套管外层，所述护套管空套设置在所述索股外表面，所述索股两端外表面通过索箍夹紧，所述护套管外表面缠绕设置有螺旋线，所述聚脲保护层包覆在所述护套管和所述螺旋线的外部，所述螺旋线的外部也包裹的聚脲材料能降低风阻。护套管空套安装，索股和护套管分体设计，索股两端用索箍夹紧，成组的钢丝或钢绞线不用粘贴在一起，更换拉索时不需要整根索股更换，只需要拆掉索箍便可实现单根破损或腐蚀的钢丝或钢绞线的更换，更换方便，成本低。
在夹片式群锚拉索中，护套管长度较短，通常为10米以下，容易采用装置进行旋转，有利于护套管外部的保护层的喷涂或涂刷加工，得到聚脲保护层涂层均匀。
采用聚脲保护层对HDPE(高密度聚乙烯)制成的护套管进行包裹，避免了光照对护套管的损伤，在护套管外层设置螺旋线可阻断雨线的形成，保证了拉索抗风雨激振，因带聚脲保护涂层表面更光滑，通过风洞试验的风载性能测试，带聚脲保护涂层的护套管的风阻系数可以下降7％以上，由于拉索受到的横桥风载荷与风阻系数成线性正比关系，那么拉索的横向风载可以得到有效的降低，拉索受力条件和抗疲劳性更佳从而延长了使用寿命，并且拉索更低的风阻系数也进一步提高桥梁的受力结构稳定性。
优选的，螺旋线为两条以上，抗风雨激振效果更好。
优选的，所述护套管为HDPE套管，HDPE是高密度聚乙烯，防腐性能好，拉索寿命长。
优选的，所述索股由钢丝组合而成，或者由钢绞线组合而成，或者钢丝和钢绞线混合组合而成，成本较低。
本发明还提供一种用于加工所述聚脲保护层的加工装置，该加工装置用于制作所述聚脲保护层，包括基座，滑动导轨，设置在所述基座上驱动装置，涂覆支架，转动连接在所述基座上的旋转夹头，所述驱动装置驱动所述旋转夹头转动，转动连接在滑动导轨上方的滑块上的顶盘，通过输送管道依次连接的原料桶、喷涂主机、出料结构，所述出料结构设置在涂覆支架上，所述涂覆支架可移动设置在所述基座上。在护套管外表面上制作聚脲保护层时，所述护套管的两端被所述夹头和顶盘分别顶住夹紧，驱动装置带动夹头、护套管和顶盘一起旋转，聚脲材料从设置在护套管外表面附近的出料结构送出，且所述出料结构在涂覆支架的带动下按照一定速度沿着纵向移动，实现聚脲材料涂覆在护套管上，形成聚脲保护层，夹头可以卡紧护套管的外径，又可以撑紧护套管的内径所述，顶盘可沿着导轨移动，实现护套管夹紧和拆卸，调整顶盘的位置可针对任意大小、任意长度的护套管进行涂覆，实现一机多用的功能；当改变驱动装置的速度、涂覆支架的速度和喷涂主机控制原料的流量，可实现精准的控制涂覆聚脲涂层的厚度及误差。采用护套管空套装在索股上的结构，护套管和索股分离结构，方便后期更换维护，保护层制作过程中护套管可连续旋转，提高了工作效率，涂覆效果好，涂层均匀，避免了涂料的浪费。
优选的，所述驱动装置为可调速式旋转驱动装置，所述涂覆支架为可调速式移动涂覆支架。由于采用工厂自动化生产，结合了可调速式旋转驱动装置、可调速式自动移动涂覆支架、喷枪流量或涂刷量控制，通过这几项生产参数合理搭配，不仅可以精准的控制涂覆聚脲涂层的厚度及误差，还可以提高生产效率，得到质量稳定、优异的聚脲保护涂层。
优选的，所述原料桶包括第一原料桶和第二原料桶，所述出料结构为喷枪，聚脲防护涂层的原料可为两种组分，当两种组分融合之后凝固时间非常短暂时，可设置两个原料桶，在喷出之前进行混合，采用喷枪快速喷射，避免了两种原料提前混合凝固造成的堵塞。
优选的，所述原料桶为一个，所述出料结构为涂覆刷，当聚脲防护涂层材料的凝固时间较长时，可以将单组份或多组分的原料预先放入一个原料桶中，充分混合后，采用涂覆刷增加出料后的涂覆面积，提高凝固效率。
优选的，所述旋转夹头通过轴承连接在所述基座上，所述顶盘通过轴承连接在滑动导轨上方的滑块上，旋转部件采用轴承连接，摩擦阻力小，回转精度高，转动稳定，成本低。
优选的，所述顶盘为锥型顶盘结构，采用锥形夹紧方式，夹紧力更好，加工质量稳定。
本发明的有益效果是：
1、护套管空套安装，索股和护套管分体设计，索股两端用索箍夹紧，成组的钢丝或钢绞线不用粘贴在一起，更换拉索时不需要整根索股更换，只需要拆掉索箍便可实现单根破损或腐蚀的钢丝或钢绞线的更换，更换方便，成本低。
2、由于护套管外层设置螺旋线可阻断雨线的形成，有效抑制风雨激振，当护套管涂覆聚脲保护层后，聚脲涂层可以很好的复现护套管外层的螺旋线，所以涂覆了聚脲涂层的护套管管仍然可以很好的抑制拉索风雨激振。又因带聚脲保护涂层表面更光滑，那么拉索的横桥向风载可以得到有效的降低，拉索受力条件和抗疲劳性更佳从而延长了使用寿命，并且拉索更低的风阻系数也进一步提高桥梁的受力结构稳定性。
3、本发明所述的加工装置利用了护套管上的保护层制作过程中护套管可连续旋转，提高了工作效率，涂覆效果好，涂层均匀，避免了涂料的浪费，不仅可以精准的控制涂覆聚脲涂层的厚度及误差，还可以提高生产效率，得到质量稳定、优异的聚脲保护涂层。
附图说明
图1是本发明所述的一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索的一个实施例的结构示意图。
图2是图1的A处结构放大图。
图3是本发明的一个实施例中索箍夹紧索股的结构示意图。
图4是是本发明的一个实施例中护套管的结构示意图。
图5是本发明的一种聚脲保护层加工装置的一个实施例的结构示意图。
图6是本发明的一种聚脲保护层加工装置的又一个实施例的结构示意图。
图中：1-护套管，101-螺旋线，2-索股，201-索箍，3-聚脲保护层，4-涂覆支架，5-驱动装置，6-旋转夹头，7-喷枪，8-顶盘，9-滑动导轨，10-第一原料桶，11-第二原料桶，12-喷涂主机，13-输送管道，14-基座，15-涂覆刷，16-滑块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
实施例1：
如图1～图3所示，一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索，包括索股2，所述索股2由钢丝组合而成，护套管1和聚脲保护层3，聚脲保护层3设置所述护套管1外层，即所述护套管1和所述索股2之间留有间隙，所述护套管1空套设置在所述索股2外表面；
如图3所示，所述索股2两端外表面通过索箍201夹紧；
所述护套管1外表面缠绕设置有螺旋线101，所述聚脲保护层3包覆在所述护套管1和所述螺旋线101的外部，螺旋线101为一条。
实施例2：
如图1～图3所示，本发明所述的一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索，包括索股2、护套管1和聚脲保护层3，所述索股2有多根钢绞线或钢丝组合拼装而成，所述护套管1为HDPE套管，聚脲保护层3设置所述护套管1外层，所述护套管1空套设置在所述索股2外表面，即所述护套管1和所述索股2之间留有间隙，所述索股2两端外表面通过索箍201夹紧，所述护套管1外表面缠绕设置有螺旋线101，
如图4所示：所述螺旋线101为两条，呈现双螺旋线结构。
实施例3：
如图5所述，本发明所述的一种聚脲保护层加工装置，该加工装置用于在护套管1和螺旋线101外表面制作所述聚脲保护层3，所述的聚脲保护层3材料的原料为双组份材料，且两个组分的材料融合后凝固时间很短，该加工装置包括基座14，滑动导轨9，设置在所述基座14上驱动装置5，涂覆支架4，所述驱动装置5为可调速式旋转驱动装置，所述涂覆支架4为可调速式移动涂覆支架；通过轴承连接在所述基座14上的旋转夹头6，所述驱动装置5驱动所述旋转夹头6转动，通过轴承连接在滑动导轨9上方的滑块16上的顶盘8，通过输送管道13依次连接的原料桶、喷涂主机12、出料结构，所述的出料结构为喷枪7，喷涂主机12内设置有抽料泵，原料桶分为放置A组份原料的第一原料桶10和放置B组份原料的第二原料桶11，所述出料结构设置在涂覆支架4上，所述涂覆支架4可移动设置在所述基座14上。在护套管1外表面上制作聚脲保护层3时，所述护套管1的两端被所述夹头6和顶盘8分别顶住夹紧，驱动装置5带动夹头6、护套管1和顶盘8一起旋转，聚脲材料从设置在护套管1外表面附近的喷枪7送出，且所述喷枪7在涂覆支架4的带动下按照一定速度沿着纵向移动，实现聚脲材料涂覆在护套管1上，形成聚脲保护层3，夹头6可以卡紧护套管1的外径，又可以撑紧护套管1的内径所述，顶盘8可沿着导轨9移动，实现护套管1夹紧和拆卸，所述顶盘8为锥型顶盘结构，调整顶盘8的位置可针对任意大小、任意长度的护套管1进行涂覆，实现一机多用的功能；当改变驱动装置5的速度、涂覆支架4的速度和喷涂主机12控制原料的流量，可实现螺旋线101的喷涂制作。
采用本实施例中所述加工装置的加工方法如下：
首先加工好护套管1，护套管1上的螺旋线101也预先加工完成，将护套管1一端装入带轴承支撑的旋转夹头6内，另一端通过滑动导轨9将带轴承支撑的滑动锥型的顶盘8顶紧，护套管1在可调速旋转驱动装置5带动下实现不同转速的旋转需求。与此同时A组份原料10、B组份原料11分别由第一原料桶10和第二原料桶11经由喷涂主机12内的抽料泵泵送提料吸入，然后进行加热，通过加压方式等比例将两种原料分别通过输送管道13送到喷枪7实现高压混合喷射出去；如图5中箭头给出了涂覆支架4和护套管1的运动方向，涂覆支架4沿着纵向移动带动实现喷枪7移动，护套管1驱动装置5带动下连续旋转，通过可调速式自动移动的涂覆支架4实现喷枪7不同的移动速度获得不同的聚脲涂覆厚度，在护套管1旋转的同时聚脲涂料被旋转的喷涂到护套管1表面上，实现护套管1表面上聚脲涂层连续旋转喷涂工艺。护套管1加工完成后，拉索的组装方法大致如下：把多根钢丝或钢绞线分别穿入护套管1中，每一根钢绞线或钢丝之间不粘贴在一起，然后用两个所述索箍201把多根钢丝或钢绞线夹紧形成索股2，完成拉索制作。
实施例4：
如图6所示，本实施例与实施例3的不同之处仅在于：所述原料桶为一个，所述出料结构为涂覆刷15，本实施例中脲防护涂层材料的凝固时间较长时，所述将单组份或多组分的原料预先放入一个原料桶中，充分混合后，采用涂覆刷15增加出料后的涂覆面积。
采用本实施例中所述加工装置的加工方法如下：
首先加工好护套管1，护套管1上的螺旋线101也预先加工完成，将护套管1一端装入带轴承支撑的旋转夹头6内，另一端通过滑动导轨9将带轴承支撑的滑动锥型的顶盘8顶紧，护套管1在可调速旋转的驱动装置5带动下实现不同转速的旋转需求。与此同时单组分或双组分聚脲涂料经由原料桶从通过喷涂主机12内的抽料泵送入到输送管道13，如图6中箭头给出了涂覆支架4和护套管1的运动方向，涂覆支架4沿着纵向移动带动实现涂覆刷16移动，护套管1驱动装置5带动下连续旋转，最后通过涂覆刷16涂覆到所需的护套管1表面，通过可调速式自动移动的涂覆支架4实现聚脲涂覆刷16不同的移动速度获得不同的聚脲涂覆厚度，在护套管1旋转的同时聚脲涂料被旋转的涂刷到护套管1表面上，实现护套管1表面上聚脲涂层连续旋转涂刷工艺。
Claims (10)
1.一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索，包括索股(2)、护套管(1)和聚脲保护层(3)，其特征在于：所述护套管(1)空套设置在所述索股(2)外表面，所述索股(2)两端外表面通过索箍(201)夹紧，所述护套管(1)外表面缠绕设置有螺旋线(101)，所述聚脲保护层(3)包覆在所述护套管(1)和所述螺旋线(101)的外部。
2.根据权利要求1所述的一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索，其特征在于：所述螺旋线(101)为两条以上。
3.根据权利要求1或2所述的一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索，其特征在于：所述护套管(1)为HDPE套管。
4.根据权利要求1或2所述的一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索，其特征在于：所述索股(2)由钢丝或钢绞线中的一种或两种组合而成。
5.一种用于加工如权利要求1～4中任一项所述的带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索的加工装置，其特征在于：包括基座(14)，滑动导轨(9)，设置在所述基座(14)上驱动装置(5)，涂覆支架(4)，转动连接在所述基座(14)上的旋转夹头(6)，所述驱动装置(5)驱动所述旋转夹头(6)转动，转动连接在滑动导轨(9)上方的滑块(16)上的顶盘(8)，通过输送管道(13)依次连接的原料桶、喷涂主机(12)、出料结构，所述出料结构设置在涂覆支架(4)上，所述涂覆支架(4)可移动设置在所述基座(14)上。
6.根据权利要求5所述的加工装置，其特征在于：所述驱动装置(5)为可调速式旋转驱动装置，所述涂覆支架(4)为可调速式移动涂覆支架。
7.根据权利要求5或6所述的加工装置，其特征在于：所述原料桶包括第一原料桶(10)和第二原料桶(11)，所述出料结构为喷枪(7)。
8.根据权利要求5或6所述的加工装置，其特征在于：所述原料桶为一个，所述出料结构为涂覆刷(15)。
9.根据权利要求5或6所述的加工装置，其特征在于：所述旋转夹头(6)通过轴承连接在所述基座(14)上，所述顶盘通过轴承连接在滑动导轨(9)上方的滑块(16)上。
10.根据权利要求5或6所述的加工装置，其特征在于包括：所述顶盘(8)为锥型顶盘结构。
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| CN201910324196.2A Active CN110004752B (zh) | 2019-04-22 | 2019-04-22 | 一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索及其加工装置 |
Country Status (1)
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3831069A1 (de) * | 1988-09-13 | 1990-03-22 | Dyckerhoff & Widmann Ag | Zugglied mit einer ummantelung und verfahren zu seiner herstellung |
| CN2706504Y (zh) * | 2004-03-31 | 2005-06-29 | 江苏法尔胜新日制铁缆索有限公司 | 抗风雨振螺旋筋拉索 |
| CN105088949A (zh) * | 2014-05-13 | 2015-11-25 | 柳州欧维姆机械股份有限公司 | 一种填充或涂覆有聚脲防护材料的钢绞线拉索及其制作方法 |
| CN207672430U (zh) * | 2016-09-23 | 2018-07-31 | 石家庄铁道大学 | 直径120mm热挤聚乙烯半平行钢丝斜拉索双螺旋线结构 |
| CN210151472U (zh) * | 2019-04-22 | 2020-03-17 | 柳州欧维姆机械股份有限公司 | 一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索及其加工装置 |
-
2019
- 2019-04-22 CN CN201910324196.2A patent/CN110004752B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3831069A1 (de) * | 1988-09-13 | 1990-03-22 | Dyckerhoff & Widmann Ag | Zugglied mit einer ummantelung und verfahren zu seiner herstellung |
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| CN210151472U (zh) * | 2019-04-22 | 2020-03-17 | 柳州欧维姆机械股份有限公司 | 一种带有聚脲防护涂层的夹片式群锚拉索及其加工装置 |
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| CN110004752A (zh) | 2019-07-12 |
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